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2018, Vol.40 No.3   刊出日期:  2018-03-19
本期栏目: 论文 | 研究简报 |
 
 
论文
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陈怡君, 李开明, 张群, 罗迎
稀疏线性调频步进信号ISAR成像观测矩阵自适应优化方法
2018 Vol. 40 (3): 509-516 [摘要] ( 49 ) [PDF 669KB] ( 109 )   
DOI: 10.11999/JEIT170554

基于压缩感知(CS)理论的稀疏线性调频步进信号(SFCS)逆合成孔径雷达(ISAR)成像技术能够从少量观测数据中高概率重构出目标像,其中,观测矩阵的优化设计是提高成像质量和减少观测数据量的有效途径。然而,现有的观测矩阵优化设计研究通常没有考虑目标特征信息的有效利用,对目标的自适应能力不足。因此,该文在充分利用目标特征信息的基础上,结合稀疏SFCS信号的实际物理观测过程,提出一种ISAR成像观测矩阵自适应优化方法。该方法首先建立参数化稀疏表征成像模型以解决稀疏SFCS信号多普勒敏感问题,在此基础上,以在达到成像质量要求条件下使用最少观测数据量获得最优成像结果为目标对观测矩阵进行自适应优化设计,最终能够利用最少的数据量获得满意的目标成像结果。仿真实验验证了该算法的有效性。

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冯存前, 陈蓉, 黄大荣, 许旭光
基于组网雷达的有翼弹道目标三维成像
2018 Vol. 40 (3): 517-524 [摘要] ( 35 ) [PDF 1045KB] ( 68 )   
DOI: 10.11999/JEIT170481

组网雷达的多视角特性有利于获取目标的真实空间结构。该文在构建有翼进动目标回波模型的基础上,分析不同类型散射中心的微多普勒信息变化率的变化趋势,对微多普勒信息进行分离提取。利用非线性最小二乘拟合获取散射中心的幅度、相位信息。基于微动特征的不变性,利用多部雷达锥顶散射中心的幅度信息估计微动特征和坐标转换参数。然后根据各散射中心在不同视角上投影分量的差异,实现尾翼散射中心的匹配,之后求解散射中心的瞬时空间位置,实现目标重构。仿真验证了算法的有效性,并分析了微动参数和信噪比对重构结果的影响。

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李光祚, 默迪, 王宁, 王然, 张珂殊, 张增辉, 吴一戎
一种新的高重频宽带相干激光雷达系统研究
2018 Vol. 40 (3): 525-531 [摘要] ( 23 ) [PDF 2684KB] ( 55 )   
DOI: 10.11999/JEIT170479

该文提出一种新的同时具有高重复频率和大带宽性能的相干激光雷达系统。该系统基于I&Q调制器正交调制技术与带宽合成信号处理技术,使得系统能够同时满足大带宽和高重复频率的要求,解决了传统激光雷达宽带信号调制速度慢的问题。该系统能够生成高重频、大带宽的相干线性调频激光雷达信号,在高分辨距离成像、(逆)合成孔径激光雷达成像、距离分辨的振动测量等方面,具有重要的应用价值。文中阐述了宽带高重复频率调制的原理和方法、基于微波域频率步进的带宽合成信号处理方法,并进行光纤环路实验和自由空间实验。作为演示,该激光雷达系统获得了16.7 kHz重复频率、6 GHz带宽,实现了优于2.5 cm距离向分辨率成像及远距离运动目标逆合成孔径激光雷达成像。实验结果证明了该系统与方法的有效性。

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郝天铎, 周青松,孙从易, 崔琛
非准确先验知识下认知雷达低峰均比稳健波形设计
2018 Vol. 40 (3): 532-540 [摘要] ( 26 ) [PDF 428KB] ( 60 )   
DOI: 10.11999/JEIT170560

针对目标和杂波先验知识不准确时认知雷达的检测波形设计问题,同时兼顾功率放大器对低峰均比(PAR)波形的需求,该文提出一种信号相关杂波背景下认知雷达低PAR稳健波形设计方法。首先,在目标和杂波不确定集范围内,基于极大极小化准则构造关于输出信干噪比(SINR)的优化模型;然后将不确定性参数代入该模型,给出最差SINR下对应杂波协方差矩阵和目标Toeplitz矩阵的取值;在此基础上,利用半正定松弛,将非凸的优化模型转化为关于发射波形半正定矩阵的凸问题进行求解;最后,通过秩1近似法结合最近邻方法,进一步从波形的最优矩阵解中提取出最优向量解。分析表明,在稳健性能相同的情况下,与现有方法相比该算法具有更低的运算量,仿真结果验证了所提方法的有效性和稳健性。

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李会勇, 陈卓, 薛长飘, 胡进峰, 姚冯
基于Hankel矩阵分解的天波超视距雷达机动目标检测算法
2018 Vol. 40 (3): 541-547 [摘要] ( 21 ) [PDF 2177KB] ( 50 )   
DOI: 10.11999/JEIT170511

机动目标检测是天波超视距雷达的研究重点之一。目前已有的算法在高信噪比条件时对单个机动目标的检测效果较好,但在低信噪比时对多个机动目标的检测性能有待提高。该文提出一种基于Hankel矩阵分解的机动目标检测算法,该算法将机动目标信号构造为Hankel矩阵的形式,通过矩阵分解将信号时频估计转化为线性主成分分析的凸优化问题,从而实现匀速与机动目标的分离以及多个目标的同时估计。仿真结果证明了该算法具有估计精度高,信噪比条件低,可以同时多目标检测等优点。

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赵勇胜, 赵拥军, 赵闯, 梁加洋
一种新的分布式MIMO雷达系统运动目标定位代数解算法
2018 Vol. 40 (3): 548-556 [摘要] ( 24 ) [PDF 1434KB] ( 68 )   
DOI: 10.11999/JEIT170510

该文针对分布式MIMO雷达系统中的运动目标定位问题,以双基地距离(BR)及其变化率(BRR)作为观测量,提出一种基于多步加权最小二乘的代数解算法。算法共需要3步加权最小二乘估计。首先,在第1步加权最小二乘估计中,通过选取适当的辅助参数,将非线性的BR和BRR的观测方程进行伪线性化处理,从而得到目标位置和速度的粗略解;而后在后两步加权最小二乘估计中,利用目标位置参数和辅助参数之间的约束关系构建方程,从而得到目标位置和速度的精确估计。最后,推导了算法的理论误差,从理论上证明了算法可以达到克拉美罗界。在仿真实验中,将所提算法与现有算法进行了对比,验证了算法的优越性。

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李文刚, 王屹伟
基于局部相关函数插值的二进制偏移载波调制信号码相位估计与鉴相方法
2018 Vol. 40 (3): 557-564 [摘要] ( 19 ) [PDF 364KB] ( 79 )   
DOI: 10.11999/JEIT170506

为了进一步提高卫星导航接收机对BOC(1,1)及其衍生类型调制信号的码鉴相的质量和跟踪能力,尤其是在高动态下的跟踪性能。该文提出一种基于局部相关函数插值的方法确定BOC(1,1)调制信号的码相位。该方法基于相关器阵列的结构,根据相关器阵列的输出值判断相关峰值的大致范围。利用广义延拓逼近的方法估计码相位的位置,同时在缺少延拓空间的情况下构造一个虚拟的相关器以完成对码相位的估计。该文具体分析了单侧相关器个数对牵入范围的影响,在此基础上对所提方法进行了计算机仿真实验。理论和仿真证明:所提方法能够在不增加过多硬件资源的条件下扩大码鉴相函数的线性牵入范围,进而能够提高接收机对于BOC调制信号的跟踪精度。

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岳哲, 廉保旺, 唐成凯
基于加权自适应平方根容积卡尔曼滤波的GPS/INS组合导航方法
2018 Vol. 40 (3): 565-572 [摘要] ( 20 ) [PDF 1589KB] ( 55 )   
DOI: 10.11999/JEIT170597

针对GPS/INS组合导航系统中,由于量测噪声统计的不确定性导致平方根容积卡尔曼滤波器(SCKF)滤波精度下降甚至发散的问题,该文提出一种基于加权的自适应SCKF(WASCKF)方法。该方法首先利用移动开窗理论对SCKF新息的协方差阵进行最大似然估计,实现对测量噪声统计特性的在线调整;然后,利用加权理论,依据窗口内不同时刻信息的有用程度的不同而设置相应的权值,增强对窗口内有用信息的利用。最后,将WASCKF方法应用于GPS/INS组合导航系统中进行仿真验证,并与SCKF和ASCKF方法进行比较,结果表明,在测量噪声统计存在不确定情况下,该文所提出方法的速度误差和位置误差的均方根均小于SCKF和ASCKF方法,能够有效地提高GPS/INS组合导航系统对量测噪声统计不确定的自适应能力与导航性能。

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王仲根, 唐晓菀, 汪强
应用改进的主要特征基函数快速计算目标宽角度RCS
2018 Vol. 40 (3): 573-578 [摘要] ( 19 ) [PDF 766KB] ( 43 )   
DOI: 10.11999/JEIT170499

特征基函数法是分析目标宽角度电磁散射特性的有效方法之一,但在构造特征基函数时,设置的入射波激励包含大量的冗余信息,大大降低了特征基函数的构造效率;另外在分析复杂目标时,在增加激励数目的情况下,仅应用主要特征基函数并不能显著提高计算精度。针对这些问题,该文对特征基函数构造方法进行改进,首先采用奇异值分解技术对激励矩阵进行压缩去除冗余信息,减少求解矩阵方程的次数;其次充分考虑子域之间的互耦作用,将主要特征基函数与次要特征基函数融合,得到改进的主要特征基函数。数值计算结果表明:与传统方法相比,该方法具有更高的计算效率和计算精度。

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颜伟, 耿路, 周雷, 赵阳, 王恩荣, 朱达
基于海情和三次样条插值算法的舰船雷达散射截面优化分析方法
2018 Vol. 40 (3): 579-586 [摘要] ( 17 ) [PDF 2328KB] ( 56 )   
DOI: 10.11999/JEIT170562

不同风浪等级下的海面会对船舰目标雷达散射截面(RCS)分析产生强烈影响。该文建立了一种船舰模型,利用物理光学法与矩量法的混合算法(PO-MOM)分析了不同海情下的船舰目标远场单站RCS。之后研究了海情对船舰目标RCS测试结果的影响。最后提出了基于3次样条插值(Cubic Spline Interpolation, CSI)算法的优化补偿方法。结果表明,随着海情等级的增加,舰船RCS降低;利用3次样条插值算法进行补偿,其补偿结果的平均值误差小于0.38 dBsm,最大值误差小于0.05 dBsm,因此能有效地减少海情对船舰RCS测试结果的影响。

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刘继业, 陈西宏, 刘赞
对流层散射双向时间比对中对流层斜延迟实时估计
2018 Vol. 40 (3): 587-593 [摘要] ( 7 ) [PDF 5046KB] ( 43 )   
DOI: 10.11999/JEIT170581

对流层斜延迟是对流层散射双向时间比对中一个重要误差源,该文提出一种对流层散射双向时间比对中对流层斜延迟实时估计方法。通过GPT2w模型计算测站气象数据,克服对流层斜延迟估计中对实时气象数据的依赖。针对Hopfield模型中固定的对流层散射顶层高,利用几何方法计算动态对流层散射顶层高,以解决对流层散射双向比对的实际应用问题。选取日本地区3个测站,两两进行比对,在验证Hopfield模型精度后,计算3组比对站在不同入射角和不同时间的对流层斜延迟。计算结果表明,对流层散射双向时间比对中对流层斜延迟呈现出随比对距离增大而增大,随入射角增大而减小的特性,并且四季变化特性也比较明显。3个比对站的对流层散射斜延迟10~35 m之间,经比对抵消90%后的时间延迟为3.5~11.8 ns。

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李盼池, 孙昊
量子彩色图像的频域滤波
2018 Vol. 40 (3): 594-601 [摘要] ( 20 ) [PDF 38369KB] ( 43 )   
DOI: 10.11999/JEIT170575

为解决量子彩色图像滤波问题,该文提出一种基于量子傅里叶变换的频域滤波方法。首先采用新颖的增强量子描述(NEQR)方案将彩色图像描述为量子图像,然后对该量子图像实施傅里叶变换,采用基于滤波函数定义的量子Oracle将变换后的图像划分为不同频率的图像,最后通过逆量子傅里叶变换将这些不同频率的量子图像变换到空域,通过对空域量子图像实施测量即可得到不同频率的经典滤波图像。文中给出了具体的量子滤波线路,以彩色图像平滑、锐化、周期噪声消除为例,验证了提出方案的正确性。

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谢涛, 吴恩斯
一种鲁棒的基于集成学习的核相关红外目标跟踪算法
2018 Vol. 40 (3): 602-609 [摘要] ( 17 ) [PDF 10745KB] ( 57 )   
DOI: 10.11999/JEIT170527

在红外目标跟踪中,由于目标所处的背景信息复杂多变和目标外观的显著变化,单一的分类器不足以拟合多模态的数据。该文结合核相关滤波器(KCF)将多个核相关分类器通过集成学习整合到一个框架中。利用KCF分类器具有解析解的特点平衡跟踪鲁棒性与实时性之间的矛盾,从而解决单个分类器无法处理复杂背景与显著的外观变化问题,并显著提升目标跟踪的性能与稳定性。为了验证算法的有效性,该文利用两个核相关跟踪器联合学习出1个强分类器。大量的定性定量实验表明所提的算法的跟踪性能超过传统的KCF算法,且跟踪速度也超过大多数比较算法。

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韩铮, 肖志涛
基于纹元森林和显著性先验的弱监督图像语义分割方法
2018 Vol. 40 (3): 610-617 [摘要] ( 13 ) [PDF 16756KB] ( 45 )   
DOI: 10.11999/JEIT170472

弱监督语义分割任务常利用训练集中全体图像的超像素及其相似度建立图模型,使用图像级别标记的监督关系进行约束求解。全局建模缺少单幅图像结构信息,同时此类参数方法受到复杂度限制,无法使用大规模的弱监督训练数据。针对以上问题,该文提出一种基于纹元森林和显著性先验的弱监督图像语义分割方法。算法使用弱监督数据和图像显著性训练随机森林分类器用于语义纹元森林特征(Semantic Texton Forest, STF)的提取。测试时,先将图像进行过分割,然后提取超像素语义纹元特征,利用朴素贝叶斯法进行超像素标记的概率估计,最后在条件随机场(CRF)框架下结合图像显著性信息定义了新的能量函数表达式,将图像的标注(labeling)问题转换为能量最小化问题求解。在MSRC-21类数据库上进行了验证,完成了语义分割任务。结果表明,在并未对整个训练集建立图模型的情况下,仅利用单幅图像的显著性信息也可以得到较好的分割结果,同时非参模型有利于规模数据分析。

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王肖锋, 张明路, 刘军
基于增量式双向主成分分析的机器人感知学习方法研究
2018 Vol. 40 (3): 618-625 [摘要] ( 16 ) [PDF 4157KB] ( 52 )   
DOI: 10.11999/JEIT170561

针对直观协方差无关增量式主成分分析算法(CCIPCA)需要满足零均值高斯分布的问题,该文提出含均值差向量更新的泛化CCIPCA算法(GCCIPCA),拓展了算法的适用范围。其次,针对机器人感知学习存在的在线增量计算及有效数据降维等问题,将GCCIPCA的增量思想引入到现有的双向主成分分析算法(BDPCA),提出基于增量式BDPCA(IBDPCA)的机器人感知学习方法。该方法直接针对图像矩阵行列方向的类散度矩阵进行迭代估计,具有一定的泛化能力和快速的增量学习能力,提高了实时处理速度。最后,以机器人待抓取物块作为感知对象进行实验,结果表明所提算法能够满足机器人感知学习的实时处理需求,相比现有的增量式主成分分析算法,在收敛率、分类识别率、计算时间及所需内存等性能方面均得到显著提升。

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王晓华, 夏晨, 胡敏, 任福继
融合时空特征的视频序列表情识别
2018 Vol. 40 (3): 626-632 [摘要] ( 28 ) [PDF 1995KB] ( 52 )   
DOI: 10.11999/JEIT170592

针对视频表情识别,静态特征不能有效描述人脸区域沿时间轴动态变化信息的局限,该文提出一种融合动态纹理信息和运动信息的表情识别方法,借鉴LBP-TOP原理,提出具有时空域描述能力的时空韦伯局部描述子(STWLD)来提取动态纹理信息,同时采用分块光流直方图(BHOF)描述运动信息,最后利用SVM对融合后的纹理和运动信息完成表情分类。在CK+和MMI表情数据库上的交叉实验结果表明,相比基于单一特征的识别方法,所提方法取得了更好的效果;与其他相关方法的对比实验也验证了该方法的优越性。

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张东波, 陈治强, 易良玲, 许海霞
图像微观结构的二值化表示与目标识别应用
2018 Vol. 40 (3): 633-640 [摘要] ( 10 ) [PDF 5180KB] ( 65 )   
DOI: 10.11999/JEIT170513

该文提出一种新颖的基于二值图像微观结构模式(Binary Image Micorsructure Pattern, BIMP)表达和灰度图像微观结构二值模式(Gray Image Micorsruct Maximum Response Pattern, GIMMRP)编码方法。通过对图像3×3邻域结构进行二值编码,获得图像微观结构的描述,进而选取其中的重要执行模式子集和池化操作,实现整体图像的表示。为了检验算法的有效性,在ORL, YALE两个人脸公开数据集,MNIST, USPS两个手写数字公开数据集,以及非公开车标数据集上进行了测试,显示该方法具有很强的鉴别能力和鲁棒性,可以达到和超过很多最新算法的性能。

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田威, 黄高明
非理想关联下多传感器系统误差的稳健估计
2018 Vol. 40 (3): 641-647 [摘要] ( 11 ) [PDF 325KB] ( 52 )   
DOI: 10.11999/JEIT170579

在数据融合系统中,传感器自身系统误差造成其上报融合中心的目标位置状态出现系统性偏差,若得不到有效估计与补偿,融合系统难以实现预期的性能优势。然而,基于目标关联配对关系而构造的超定方程组是系统误差估计的出发点。复杂环境下,受随机噪声、系统误差、虚警、漏报等因素的干扰,数据关联模块的输出结果常常包含错误关联。针对非理想关联下多传感器系统误差的稳健估计问题,该文提出基于最小截平方的系统误差稳健估计方法,并进一步提出剔除异常方程的重加权最小二乘方法。与最小二乘及最小中值平方相比,所提方法在保证估计器稳健性能的前提下,降低了估计结果对随机噪声的敏感程度。仿真实验验证了所提方法的有效性。

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欧国建, 蒋清平, 秦长春
基于子空间的三阶多项式相位信号快速稀疏分解算法
2018 Vol. 40 (3): 648-655 [摘要] ( 40 ) [PDF 1074KB] ( 45 )   
DOI: 10.11999/JEIT170593

针对稀疏分解冗余字典中原子数量庞大的缺点,该文提出一种三阶多项式相位信号的快速稀疏分解算法。该算法根据三阶多项式相位信号的特点,把原有信号变换成两个子空间信号,并根据这两个子空间信号构建相应的冗余字典,然后采用正交匹配追踪法来完成其稀疏分解,最后利用稀疏分解原理完成原有信号的稀疏分解。该算法把原有信号变换成两个不同子空间信号,构建了两个不同的冗余字典,对比采用一个冗余字典库,这种采用两个冗余字典的算法大大减少了原子数量,并且通过快速傅里叶变换,在一个冗余字典进行稀疏分解时,同时找到另一个冗余字典中的最匹配的原子。因此该算法通过减少原子数量和采用快速傅里叶变换大大加快了稀疏分解速度。实验结果表明,相比于采用Gabor原子构建的冗余字典,采用匹配追踪算法与遗传算法及最近提出的基于调制相关划分的快速稀疏分解,它的稀疏分解速度更快,并且具有更好的收敛性。

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赵培焱, 欧阳鑫信, 彭华峰
基于中国余数定理的跳频信号相时延估计方法
2018 Vol. 40 (3): 656-662 [摘要] ( 21 ) [PDF 312KB] ( 45 )   
DOI: 10.11999/JEIT170544

跳频信号每跳带宽窄且多跳间积累困难,利用传统方法对其时延估计精度都很低。针对该问题,该文充分挖掘跳频信号“宽跳带”的潜能,建立了多频点相时延估计模型,把时延估计问题转化为整周模糊求解问题;然后在解模糊过程中引入中国余数定理,针对“非合作”场景中模数无法选择的问题,提出一种基于“虚拟频点”的干涉相位外推方法,构造出鲁棒中国余数定理的适用条件;最后采用闭式鲁棒中国余数定理解算整周模糊,得到高精度的相时延。该方法具有精度高、运算量小、不依赖于信道衰落特性的优点。仿真结果验证了所提模型及方法的有效性和正确性。

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金艳, 周磊, 姬红兵
基于稀疏时频分布的跳频信号参数估计
2018 Vol. 40 (3): 663-669 [摘要] ( 35 ) [PDF 572KB] ( 62 )   
DOI: 10.11999/JEIT170525

基于常规时频分析方法的跳频信号参数估计中,采用核函数抑制时频分布交叉项会导致时频聚集性的下降,不利于信号参数提取。针对此问题,该文提出一种基于稀疏时频分布(STFD)的跳频信号处理方法。该方法首先根据Cohen类分布的原理和跳频信号模糊函数的特点,以模糊域矩形窗为核函数,构建了一种Cohen类的矩形核分布(RKD)。RKD可有效抑制交叉项,但其时频分辨率较低。为提高RKD的时频性能,在压缩感知框架下,利用跳频信号时频分布的稀疏特性,对RKD附加稀疏性约束,建立稀疏时频分布(STFD)的优化求解模型。STFD不仅能有效抑制交叉项,而且具有良好的时频聚集性。仿真分析表明,与传统时频分析方法相比,该文提出的基于STFD的跳频信号参数估计方法性能更优。

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赵季红, 马兆恬, 曲桦, 王伟华
冲击噪声下基于矩阵预处理的稀疏重构DoA估计
2018 Vol. 40 (3): 670-675 [摘要] ( 31 ) [PDF 254KB] ( 66 )   
DOI: 10.11999/JEIT170371

针对冲击噪声下用稀疏重构的方法不能准确估计波达方向的问题,该文提出基于多项式矩阵预处理的稀疏重构的波达方向(DoA)估计方法。由于冲击噪声的二阶矩不存在,基于二阶矩估计的子空间类算法和稀疏重构类算法不能有效估计出波达方向,且不能很好地处理相干信源。为了解决这个问题,采用多项式预处理技术对接收信号的自相关函数和方向矢量进行预处理,并在此基础上利用稀疏重构技术进行DoA估计。多项式预处理可以缩小矩阵的奇异值分布,使得反映噪声能量的奇异值分布更加明显,从而有利于减小冲击噪声的影响。仿真结果表明,算法在冲击噪声环境下能准确稳定地估计出两种信源的波达方向,尤其是在冲击噪声较强的情况下表现出灵敏度高、鲁棒性好的优点。

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王琦,张鹏程,汪剑鸣,李秀艳, 连志杰, 陈庆良,陈彤云, 陈晓静, 贺静, 段晓杰,王化祥
基于块稀疏的电阻抗成像算法
2018 Vol. 40 (3): 676-682 [摘要] ( 18 ) [PDF 3634KB] ( 39 )   
DOI: 10.11999/JEIT170425

该文提出一种基于自适应块稀疏字典学习的电阻抗图像重建算法,构建了分块稀疏字典,较好地保留了重建图像的细节信息;同时,将字典学习与图像重建交替进行,并将迭代重建的中间结果作为稀疏字典的训练样本,有效提高了字典学习效果。数值仿真与实验重建结果表明,新方法对电阻抗成像系统测量噪声具有较好的鲁棒性,能准确重构电导率分布图像,特别是对突变细节的准确恢复。

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刘振华, 周佩琳, 段淑红
支持关键词搜索的属性代理重加密方案
2018 Vol. 40 (3): 683-689 [摘要] ( 21 ) [PDF 589KB] ( 44 )   
DOI: 10.11999/JEIT170448

属性代理重加密机制既能实现数据共享又能实现数据转发,但这种机制通常并不支持数据检索功能,阻碍了属性代理重加密的发展应用。为了解决这一问题,该文提出一个支持关键词搜索的密文策略的属性代理重加密方案。通过将密钥分为属性密钥和搜索密钥,不仅可以实现关键词可搜索,而且实现了代理重加密。在验证阶段,云服务器既执行关键词验证,又可以对原始密文和重加密密文进行部分解密,从而减轻用户的计算负担。通过安全性分析,该方案可以实现数据安全性、检索分离、关键词隐藏和抗共谋攻击。

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吴大鹏, 吴光锴, 王汝言
带有上行数据帧聚合的光无线融合接入网络节能机制
2018 Vol. 40 (3): 690-696 [摘要] ( 18 ) [PDF 249KB] ( 62 )   
DOI: 10.11999/JEIT170508

光无线融合接入网存在光网络单元利用率低,数据传输过程中控制开销较大的问题。该文提出一种带有上行数据帧聚合的节能机制,建立M/G/1模型分析数据帧在无线域节点及光域节点的队列时延,结合不同优先级业务的最大容忍时延,推导各优先级聚合帧在不同网络状态下的最佳长度,进而根据所得到的最佳帧长对光域节点进行休眠调度,在保障业务时延的前提下,尽可能地延长节点休眠时间长度,提高网络能量效率。仿真结果表明,所提方法在有效降低整个网络能耗的同时能够保证业务的时延性能。

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申志军, 高静, 乌日更
基于逆向传输机制的反馈型两级交换结构
2018 Vol. 40 (3): 697-704 [摘要] ( 12 ) [PDF 777KB] ( 37 )   
DOI: 10.11999/JEIT170531

为解决FTSA-2-SS结构中的信元冲突、信元失序以及交换流程复杂化等问题,该文提出一种基于逆向传输机制的反馈型两级交换结构(FRTM-TSA)。该结构通过crossbar逆向传输机制使得任意输入端口均可获得其相邻端口的调度结果并以此对目标端口所反馈的缓存信息进行修正,基于修正后的信息进行算法调度使得FRTM-TSA能够避免信元冲突和信元失序,也无需在输出端口设置重排序缓存。理论分析和仿真结果均表明FRTM-TSA能够以相对简洁的交换结构和交换流程获得更优的时延性能。

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李玉博, 刘涛, 陈晓玉
几乎最优二元多子集零相关区序列集构造法
2018 Vol. 40 (3): 705-712 [摘要] ( 21 ) [PDF 503KB] ( 34 )   
DOI: 10.11999/JEIT170603

多子集零相关区序列集适用于多小区环境下的准同步码分多址系统,可以同时消除小区内用户间干扰和小区间用户干扰。该文利用零相关区非周期互补序列集构造了参数几乎最优的二元多子集零相关区序列集。

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李然, 梅腊腊, 邬长安, 朱秀昌
针对视频运动补偿帧率提升篡改的主动混噪取证算法
2018 Vol. 40 (3): 713-720 [摘要] ( 9 ) [PDF 1535KB] ( 53 )   
DOI: 10.11999/JEIT170502

运动补偿帧率提升(MC-FRUC)是常见的视频时域篡改手段。现有方法依靠被动分析视频统计特征发现MC-FRUC篡改,然而,视频统计特性的非平稳性影响了取证性能的稳定性。该文提出一种主动混噪取证算法,通过预先混入统计特性已知的高斯白噪声,提高MC-FRUC取证的准确度。首先,利用伪随机序列生成高斯白噪声,加入原始视频序列。接着,由小波系数的绝对中位差预测各视频帧中混入高斯噪声的标准差。最后,检测高斯噪声标准差的时域变化周期性,通过硬阈值判决,自动甄别MC-FRUC篡改。实验结果表明,针对不同的MC-FRUC伪造方法,提出算法均表现出良好的取证性能,尤其是当采用去噪、压缩等操作后处理视频后,提出算法仍能确保较高的检测准确度。

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王文鼐, 黄亚男, 吴炜, 王斌
无线带内全双工信道的多用户最优分配问题模型
2018 Vol. 40 (3): 721-727 [摘要] ( 15 ) [PDF 1020KB] ( 65 )   
DOI: 10.11999/JEIT170538

无线带内全双工(IBFD)具有频谱效率倍增潜力,应用到多用户接入时,共享信道的优化分配将决定系统容量的实际增益。该文分析多用户争用冲突的干扰特性及链路分配的约束条件,以容量最大为优化目标,针对双向全双工(BFD)、全双工中继(FDR)以及两者混合的传输模式,建立信道资源分配的问题模型。通过典型站点分布的最优解计算,分析IBFD系统相对半双工(HD)的容量增益。结果表明,BFD有理想的100%增益,而FDR有较大变化范围(最低增益25%)。此外,计算发现,站点间传输链路呈现1维链型结构的容量增益明显优于2维平面分布的链路结构。

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李世宝, 贺昌, 刘建航, 王宜馨
基于动态反馈与功率分配的干扰对齐方法
2018 Vol. 40 (3): 728-733 [摘要] ( 16 ) [PDF 644KB] ( 44 )   
DOI: 10.11999/JEIT170505

在多用户MIMO系统中,信道状态的精确性严重影响干扰对齐技术的性能。该文针对信道状态信息(CSI)有限反馈导致的干扰泄露问题,提出一种基于动态反馈与功率分配的干扰对齐方法。首先从理论上分析了系统和速率与信道状态反馈比特分配和功率分配之间的关系,得到了在动态反馈和功率分配条件下系统和速率的解析表达式;在此基础上,以系统容量提升为目标,对反馈比特分配和功率分配优化问题进行建模;并根据信道的准静态特性利用库恩塔克条件(KKT)对该问题进行求解,得到功率和反馈比特分配方案。仿真结果表明,与单独考虑信道状态动态反馈条件下的干扰对齐技术相比,提出的方法能够有效减少干扰泄漏强度,提高系统和速率。

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陈曦, 杨健
动态频谱接入中基于最小贝叶斯风险的稳健频谱预测
2018 Vol. 40 (3): 734-742 [摘要] ( 11 ) [PDF 3659KB] ( 32 )   
DOI: 10.11999/JEIT170519

针对频谱感知错误累积造成频谱预测性能恶化问题,该文提出一种基于最小贝叶斯风险的稳健频谱预测策略。分布拟合检验表明频谱预测输出服从正态分布,定义频谱预测输出的贝叶斯风险函数,证明使贝叶斯风险函数最小的频谱预测输出判决门限将使频谱预测的均方误差最小,求得了使贝叶斯风险最小的最优判决门限,构建稳健频谱预测策略。仿真结果表明,与固定判决门限的神经网络频谱预测相比,稳健频谱预测策略改进了频谱感知错误下的频谱预测性能,改善了非授权用户的动态频谱接入性能。

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钟晶鑫, 王建业, 阚保强
基于温度特征分析的硬件木马检测方法
2018 Vol. 40 (3): 743-749 [摘要] ( 15 ) [PDF 3615KB] ( 60 )   
DOI: 10.11999/JEIT170443

硬件木马是一种在特定条件下使集成电路失效或泄露机密信息等的恶意电路,给现代信息系统带来了严重的安全隐患。该文基于硬件木马在芯片工作之初造成的温度响应特征,提出一种利用芯片温度变化特性并进行比对的硬件木马检测方法。该方法采用环形振荡器作为片内温度特征测量传感器,提取温度变化特征信息,并采用曲线拟合评价指标来评估硬件木马对温度变化特征的影响,通过比对无木马芯片温度响应特征从而完成木马检测。通过对10个不同芯片的检测,结果表明该方法能够对面积消耗32个逻辑单元硬件木马的检测率达到100%,对16个逻辑单元检测概率也能达到90%;同时检测结果表明该方法完成硬件木马检测后,能够对硬件木马的植入位置进行粗定位。

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张跃军, 潘钊, 汪鹏君, 丁代鲁, 李刚
基于状态映射的AES算法硬件混淆设计
2018 Vol. 40 (3): 750-757 [摘要] ( 14 ) [PDF 3660KB] ( 51 )   
DOI: 10.11999/JEIT170556

代码混淆利用系统自身逻辑来保护内部重要信息和关键算法,常用于软件代码的安全防护,确保开发者和用户的利益。如何在硬件电路上实现混淆、保护硬件IP核的知识产权,也是亟待解决的问题。该文通过对硬件混淆和AES算法的研究,提出一种基于状态映射的AES算法硬件混淆方案。该方案首先利用冗余和黑洞两种状态相结合的状态映射方式,实现有限状态机的混淆;然后,采用比特翻转的方法,实现组合逻辑电路的混淆;最后,在SMIC 65 nm CMOS工艺下设计基于状态映射的AES算法硬件混淆电路,并采用Toggle、数据相关性和代码覆盖率等评价硬件混淆的效率和有效性。实验结果表明,基于状态映射的AES算法硬件混淆电路面积和功耗分别增加9%和16%,代码覆盖率达到93%以上。

研究简报
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刘大庆, 林浩然, 陈树越
快速傅里叶变换中计算倒序的新思路
2018 Vol. 40 (3): 758-762 [摘要] ( 21 ) [PDF 213KB] ( 50 )   
DOI: 10.11999/JEIT170595

为了提高快速傅里叶变换的运算效率,减少运算时间,该文研究了FFT中倒序序列的计算。研究发现不同长度的倒序序列不相互独立,它们之间有深刻的联系,长度为N的倒序序列可以由长度为N/2的倒序序列生成。根据不同长度的倒序序列之间的相互关联性,给出了新的倒序序列的计算方法及相应的算法流程。通过计算仿真,验证了算法的正确性。该算法实现简单,而且运算效率高。与传统算法相比,新算法可将计算效率提高3个数量级。

电子与信息学报
1979年创刊 月刊
EI数据库收录期刊
主管单位:中国科学院
主办单位:中国科学院电子学研究所
国家自然科学基金委员会信息科学部
主      编:吴一戎
ISSN:1009-5896
CN:11-4494/TN


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