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2011年33卷11期

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论文
基于虚拟视点绘制失真估计的深度图帧内编码
张秋闻, 安平, 张艳, 张兆杨
2011, 33(11): 2541-2546. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00218
[摘要](2742) [PDF 674KB](1367)
摘要:
该文针对目前压缩深度图时很少考虑直接地减少绘制失真的问题,探索一种以绘制视点为最小化失真的方法来压缩深度图,建立由有损深度编码引起深度变化造成的绘制视失真(不是由绘制方法引起)的估计模型。首先推导由深度编码造成每个像素深度变化在绘制上的影响,然后计入由视频的局部特性对绘制失真的影响因素,提出一种精确的基于区域特性的绘制失真模型。最后将视点合成失真模型引入到深度编码中率失真模型中来代替深度图像本身失真,减小合成视失真。仿真结果表明,所提出的方法可改进绘制虚拟视点的客观质量,提高深度图的编码效率和减少视点绘制的赝像。可比只考虑深度图失真的基于拉格朗日优化的模式选择方法提高约2 dB的PSNR增益。
基于可逆整数时间域重叠变换的分类矢量量化图像编码
彭洲, 赵保军, 周刚
2011, 33(11): 2547-2552. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00126
[摘要](2294) [PDF 1332KB](799)
摘要:
针对普通矢量量化编码不能保留大量边缘细节信息,导致图像边缘细节模糊的问题,该文提出一种基于可逆整数时间域重叠变换(RTDLT)与分类矢量量化的图像压缩编码方法。首先对图像进行分块,同时对图像进行RTDLT变换,然后根据图像分块的梯度幅值与RTDLT变换系数对分块进行分类,最后对不同类别分块的RTDLT系数进行独立的基于模糊c均值矢量量化编码。实验证明,该算法比JPEG2000等其他算法具有更高的压缩倍数,重构图像质量更高。
基于多假设运动补偿去噪的迭代边信息改进算法
杨春玲, 马力
2011, 33(11): 2553-2558. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00355
[摘要](2357) [PDF 340KB](800)
摘要:
在分布式视频压缩系统中,边信息的质量对编码效率有至关重要的作用。利用已解码图像信息提高边信息质量是近年来研究的热点之一。根据边信息和已解码信息与原始信息之间的噪声关系,该文提出了一种基于多假设运动补偿去噪的迭代边信息改进算法。首先对原始边信息进行多假设运动补偿去噪,生成质量更好而不仅是相似的补偿图像,然后利用每个码平面的解码信息对边信息进行迭代改进。实验结果表明,该算法能减少码流,显著提高Wyner-Ziv (WZ)帧质量,从而有效的改善分布式视频压缩的率失真性能。
一种适应高多普勒频偏的突发传输高效导频图案
姚恩鑫, 乐天, 樊皓, 段巍, 蒋伟
2011, 33(11): 2559-2563. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00172
[摘要](2099) [PDF 275KB](672)
摘要:
导频符号辅助调制技术广泛应用于数字通信系统的突发传输。在频偏范围较大和信噪比较低时,现有的前后式导频方案的频偏估计误差会远高于理论下界。该文研究了频偏估计最大似然检测量的主瓣和旁瓣分布,分析了对称分布导频图案在频偏估计时的模糊问题。在此基础上提出了一种新的混合对称式导频图案,并给出了相应的参数选取原则。新导频图案能够在较低的信噪比下具有大的频偏估计范围和较高的估计精度。仿真结果验证了新导频图案的良好性能。
基于过时信道信息的多用户中继网络性能分析
郭卫栋, 刘琚, 陈赫, 刘玉玺, 张国伟
2011, 33(11): 2564-2568. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00389
[摘要](2099) [PDF 255KB](663)
摘要:
该文对基于非实时信道状态信息(Channel State Information, CSI)的多用户放大转发(Amplify-and- Forward, AF)协作通信系统的性能进行分析。系统采用一点对多点的通信系统模型,中继节点根据过时的CSI选择用户。通过推导得出中断概率、信道容量和符号错误概率(Symbol Error Rate, SER)的近似表达式。理论分析适用于链路同分布或者非同分布。仿真结果验证理论的正确性,并说明了各种参数对系统性能的影响。同时指出,增加用户数并不能提高系统性能,性能的提高可以通过改变中继的位置来实现。
OFDMA Femtocell网络中混合接入方式下的资源分配策略
张宝, 邱玲
2011, 33(11): 2569-2574. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00247
[摘要](2419) [PDF 261KB](793)
摘要:
Femtocell(飞小区)能够有效加强室内覆盖和系统容量。混合接入(hybrid access)方式可以兼顾授权用户和非授权用户的业务体验。针对下行混合接入方式下的正交频分复用接入(OFDMA) Femtocell网络,该文提出带权重的比例公平(WPF)调度算法,为不同类型的用户提供不同的调度权重。该文提出两种算法确定用户的调度权重,一种是自适应权重的比例公平算法,实时调整调度权重;另一种是静态权重的比例公平算法,基于WPF调度的渐近性分析得到静态最优调度权重。仿真结果表明该文提出的两种算法均能在授权用户和非授权用户间合理分配资源,保证不同用户的速率需求。
IEEE 802.11无线网络的两步指数退避算法
朱艺华, 徐晖, 彭静
2011, 33(11): 2575-2581. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00101
[摘要](2598) [PDF 331KB](1027)
摘要:
IEEE 802.11标准引入二进制指数退避(Binary Exponential Backoff, BEB) 算法以降低节点发送数据包碰撞的概率。然而,BEB存在着不足之处,当数据包碰撞概率较大时,节点的竞争窗口长度会出现振荡,即节点每次发送数据包之前,需要多次加倍扩大竞争窗口长度,而在发送成功之后又把竞争窗口长度缩小到最小值,这个过程反复出现。为了克服竞争窗口振荡问题以增加吞吐量,该文提出两步指数退避(Two-step BEB, TBEB)算法,利用2维马尔可夫链进行建模,导出TBEB算法中节点的退避状态概率分布、平均竞争窗口长度、平均退避次数、每发送一个数据帧所耗时间以及吞吐量等指标,并通过仿真进行验证。通过求解一个简单的优化问题,TBEB可以获得最优竞争窗口长度复位值,使吞吐量达到最优。
基于Dechirp和多相滤波结构的超宽带通信系统
赵亮, 金梁, 刘双平, 张剑, 杨梅樾
2011, 33(11): 2582-2587. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00309
[摘要](2036) [PDF 780KB](804)
摘要:
该文提出了一种采用Dechirp和复多相滤波器组的超宽带通信系统。其发射信号采用开关键控(OOK)调制和Chirp扩频,接收信号经过Dechirp脉冲压缩、低通滤波和模数转换后,使用复多相滤波器组进行子信道划分,完成子信道选择和最大比合并,最后进行粗同步、精同步、信噪比估计和基于能量检测的OOK解调。通过理论推导与仿真实验,分析了在AWGN信道,IEEE 802.15.3a的CM1和CM4信道下该超宽带通信系统的性能。分析结果证明,该通信系统可以获得较高的处理增益和较强的抗多径性能,所以适合应用于拓展距离通信。
模2n数乘运算的差分性质研究
郑磊, 张少武, 张中亚
2011, 33(11): 2588-2593. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00090
[摘要](2274) [PDF 251KB](615)
摘要:
模2n数乘运算y=cx mod 2n是一个常用的密码算法编码环节,在许多密码算法中有广泛的应用,如Sosemanuk, RC6, MARS等。当常数c取奇数时,该运算环节是一个具有很强的非线性性质和良好实现效率的非线性置换。目前没有公开文献对此环节进行差分分析。该文对y=cx mod 2n(c是任意固定的正整数)的差分性质进行了研究,给出了差分转移概率为1时,输入差、输出差及常数c的结构,并给出计数公式。然后该文给出了其进位计数之间的递归关系,基于这种递归关系给出了计算该运算的差分转移概率的平均复杂度为O(n)的算法。
一种基于TCM的信道编码与物理层网络编码的联合设计
陈志成, 郑宝玉, 吉晓东, 肖小潮
2011, 33(11): 2594-2599. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00112
[摘要](2251) [PDF 307KB](942)
摘要:
该文在双向中继信道中基于网格编码调制(Trellis Coded Modulation, TCM)提出了一种信道编码与物理层网络编码的联合实施机制。该机制采用TCM,将编码和调制统一考虑,提高了编码序列的自由距离,从而获得更高的编码增益。此外,利用卷积码和MAC-XOR网络编码的线性性质,使得中继节点只要直接估计网络编码的码字,这样中继节点进行TCM译码的复杂度减少了50%。该机制同时考虑信道编码技术、调制技术以及物理层网络编码三者联合设计的问题,既提高信息传输率,又保证了可靠性。
无线mesh网络中基于效用最优的联合信道分配和功率分配算法
黄鑫, 冯穗力, 柯峰, 庄宏成
2011, 33(11): 2600-2604. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01395
[摘要](2231) [PDF 275KB](767)
摘要:
该文针对多信道无线mesh网络,采用基于效用最优的定价机制,提出了一种功率-干扰价格模型,并基于该模型提出了一种分布式联合信道分配和功率分配算法。每个节点根据自己所消耗功率状况合理地定功率价格,并根据自己所受干扰状况合理地定干扰价格。通过功率价格和干扰价格来调节链路的信道分配和功率分配,使网络效用最大化。仿真结果表明:所提出的算法能够快速、平稳地收敛到近似最优解。同时还仿真了网络可用信道数目、节点射频数目和功率对系统性能的影响,可以为网络配置提供参考。
三维移动Ad hoc网络链路动态性研究
郑博, 黄国策, 张衡阳
2011, 33(11): 2605-2609. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00191
[摘要](2036) [PDF 242KB](712)
摘要:
3维移动Ad hoc网络(3-D MANET)是一种网络场景分布于3维空间的移动Ad hoc网络。链路动态性分析是研究3-D MANET的一项基础性工作,其结论可作为网络协议设计的基础。该文基于CV(Constant Velocity)移动模型,从概率模型的角度推导出了链路寿命期望和分布的数学表达式,并通过仿真实验进行了验证,表明了理论计算结果的正确性。结论对3-D MANET的研究和应用具有一定的参考价值。
解码前传半双工中继信道下协作LDPC码设计
陈紫强, 欧阳缮, 肖海林
2011, 33(11): 2610-2615. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00323
[摘要](2069) [PDF 262KB](654)
摘要:
为逼近解码前传半双工中继信道容量,该文提出一种协作LDPC编码结构及度分布优化方法。与双层删除LDPC码不同,该结构将中继校验比特视为协作LDPC码的一部分,目的端利用从信源和中继接收的消息进行联合译码获得信源信息。为了分析协作LDPC码性能,拓展传统外信息转移(EXIT)图,推导了基于消息错误概率的双层EXIT图噪声门限分析方法。在此基础上,提出了协作LDPC码度分布优化方法,采用差分进化算法搜索了一组具有最大噪声门限的协作LDPC码。实验仿真证明,与双层删除LDPC码相比,协作LDPC码的性能得到了不同程度的改善。
一种改进的RA译码算法
张敬毅, 金明录
2011, 33(11): 2616-2621. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00324
[摘要](1849) [PDF 284KB](775)
摘要:
重复累积(RA)码译码使用置信传播(BP)算法,具有接近香农限的性能,但校验节点更新时使用复杂的双曲正切函数和反双曲正切函数,算法复杂度较高。为了降低译码算法的复杂度,且具有较好的性能,该文将查表法和分段函数近似法结合起来,提出了一种改进的译码算法。该算法采用分段的一次函数,去近似BP算法检验节点变换化简后的原函数,采用非常小的查找表得到一个校正值,用校正值去修正近似函数和变换化简后的原函数之间的误差,很好地避免了复杂函数的计算,且误差极小。该算法大大降低了译码算法的复杂度,且具有接近BP算法的译码性能。
基于多元LDPC码扩展最小和译码的软信息迭代生成算法
何光华, 白宝明, 王雪鹏
2011, 33(11): 2622-2627. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00322
[摘要](2228) [PDF 308KB](924)
摘要:
为克服多元LDPC码的扩展最小和(Extended Min-Sum, EMS)译码算法中对数似然比(Log Likelihood Ratio, LLR)生成及排序复杂度过高的问题,该文针对以BPSK为调制方式的编码调制系统,提出一种快速而简单的LLR生成算法。该算法采用一种低复杂度的迭代计算方式,可快速生成并排序LLR,适用于硬件实现的流水线结构,能够加速译码器的译码速度并提高译码器吞吐量。仿真结果表明:所提出算法对译码性能基本没有影响且极大降低LLR计算的复杂度,是一种适用于高速多元LDPC译码器前端实现的候选算法。
一种基于不等长时隙的射频识别防碰撞算法
李青青, 刘洪武, 张小林
2011, 33(11): 2628-2633. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00303
[摘要](2196) [PDF 339KB](728)
摘要:
该文提出了一种基于不等长时隙的射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)动态帧时隙ALOHA (Dynamic Framed-Slotted ALOHA, DFSA)防碰撞算法。算法考虑到大量碰撞时隙和空闲时隙对系统效率的影响,采用帧内时隙长度不等的优化策略,由时隙优化参数和未读标签数确定帧长,通过优化的切比雪夫不等式法进行标签估计,并基于马尔科夫链分析标签识别过程,来实现读取周期的控制。分析和仿真结果表明,该算法比时隙优化前的DFSA算法效率更高,平均识别时间更短,标签数估计比下限值法、Schoute法和碰撞率法更准确。
基于方向增强邻域窗和非下采样Shearlet描述子的非局部均值图像去噪
张小华, 陈佳伟, 孟红云, 焦李成, 孙翔
2011, 33(11): 2634-2639. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00221
[摘要](2561) [PDF 738KB](1271)
摘要:
非局部均值(Non-Local Means, NLM)是一种有效的图像去噪方法。然而它仅关注图像的几何结构信息而忽略了图像表面模型和方向信息,其相似性度量鲁棒性差。针对这些缺点,该文首先提出了一种基于非下采样的Shearlet的描述子(NSSD),它能更好地描述图像块的特征,基于此构造的相似性度量具有较强的鲁棒性。本文基于此描述子与非局部计算模型提出了一种更加有效的非局部均值去噪算法(SNLM)。其次,针对明显包含纹理和方向的图像块,提出了一种方向增强邻域窗,使得邻域窗内主导方向像素点在相似度计算中权重增加。实验结果证明,新方法在自然图像去噪中优于传统的NLM算法。特别地,对于纹理图像去噪,基于方向增强邻域窗的算法,能够在去除噪声的同时很好地保留纹理边缘等细节信息。
基于贝叶斯假设检验的压缩感知重构
甘伟, 许录平, 苏哲, 张华
2011, 33(11): 2640-2646. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00151
[摘要](2237) [PDF 636KB](1683)
摘要:
为提高贪婪类算法的重构精度,该文提出一种贝叶斯假设检验匹配追踪算法。该算法首先建立了贝叶斯假设检验模型,用于在噪声污染下识别稀疏信号非零元素的下标;其次利用追踪算法的输出下标集作为该模型的候选集,并对候选集中的每个元素进行假设检验以剔除冗余下标;最后根据剔冗后的真实下标集,采用最小二乘法重构原始信号。仿真结果表明:在相同的实验条件下,与传统贪婪类算法相比,该算法不存在冗余下标,具有更强的抗干扰能力和更高的重构精度。
实际COSPAS-SARSAT信号TOA估计算法研究
王堃, 吴嗣亮, 侯建刚
2011, 33(11): 2647-2651. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00338
[摘要](2061) [PDF 282KB](601)
摘要:
该文针对伽利略搜救系统中TOA高精度估计的需求,考虑了实际接收的COSPAS-SARSAT信号中信息位宽的不确定度和调制不对称度,提出了基于多维联合极大似然估计的TOA估计算法。文章首先介绍了含调制不对称度的COSPAS-SARSAT信号模型,然后推导了算法原理,并给出了具体的实现过程。Monte Carlo仿真结果表明,在34.8 dBHz的处理门限、调制不对称度为5%和-5%的极端条件下该算法得到的TOA估计的均方根误差小于13.5 s,满足15 s的系统指标要求,优于其他算法的估计精度。
一种适用于混响环境的双传声器自适应指向性算法
张云翼, 崔杰, 肖灵
2011, 33(11): 2652-2657. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01333
[摘要](1877) [PDF 707KB](874)
摘要:
在许多语音信号处理系统(如助听器)中,都采用了指向性算法处理在空间上相互分离的信号,但在客厅、会议室等室内环境中混响的存在严重影响了指向性系统的降噪性能,现有的去混响算法不能有效地抑制干扰噪声。该文提出一种适用于混响环境的自适应双传声器指向性算法,采用两个间距很小的全向性传声器,将自适应零限波束形成(ANF)结构和利用概率模型抑制混响的方法相结合,实现了在混响环境中的自适应指向性。与现有指向性和抑制混响算法相比,该算法采用一个简单的结构同步实现了指向性和抑制混响,具有较低的复杂度和较强的实时性。仿真验证了算法在混响环境中的指向性降噪性能。
多视角下结合形状和运动信息的三维人体姿态估计
沈建锋, 杨文明, 廖庆敏
2011, 33(11): 2658-2664. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00208
[摘要](1952) [PDF 807KB](861)
摘要:
该文以多视角同步视频为输入,提出综合利用形状和运动信息的3维人体姿态估计方法。该方法将人体分为头、躯干和四肢等3部分,每部分利用运动信息来预测当前的状态,并以形状信息作为检测器来确定姿态。这种在姿态估计中使用互补信息的方式极大地解决了漂移和收敛到局部极小的问题,也使系统能自动初始化和失败后重初始化。同时,多视角数据的使用也解决了自遮挡问题和运动歧义性。在包含多种运动类型的序列上的测试结果说明了该方法的有效性,对比实验结果也优于Condensation算法和退火粒子滤波。
计算机统一设备架构加速外部计算机断层图像重建
曾理, 倪风岳, 刘宝东, 洪达平
2011, 33(11): 2665-2671. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00045
[摘要](1889) [PDF 778KB](837)
摘要:
外部计算机断层成像(CT)重建主要用于重建管状物(如管道)的管壁截面图像,具有重要的实际意义。外部CT重建算法中,带子区域平均图像总变差最小的凸集投影(SA-TVM-POCS)重建数值算法可以得到高质量的CT图像,可用于管道的无损检测。但由于在实现过程中计算量较大,阻碍了其在一些时间要求较高环境中的应用。计算机统一设备架构(Computer Unified Device Architecture, CUDA)是近几年发展起来的解决高强度计算的有效工具之一,该文利用CUDA的高强度并行计算性能,提高外部CT问题SA-TVM-POCS算法的速度,从而增加该算法的应用范围;为充分利用CUDA其高强度数据级并行计算能力,该文改进了SA-TVM-POCS算法的实现过程以适应CUDA的并行计算架构。实验结果表明,该文方法可以在重建图像质量没有下降的情况下,加速比达到20倍以上;所以,利用CUDA可以加快SA-TVM-POCS算法的计算速度。
非局部学习字典的图像修复
李民, 程建, 李小文, 乐翔
2011, 33(11): 2672-2678. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01426
[摘要](2077) [PDF 1186KB](1992)
摘要:
该文提出一种新的基于学习的图像修复算法。与经典的稀疏表示模型不同,该文将非局部自相似图像块统一进行联合稀疏表示,训练高效的学习字典,并使自相似块间保持相同的稀疏模式。该方法既确保自相似块投影到稀疏空间后也具有相似性,也较好地保留了自相似块间的相关性信息,更有效地建立了它们的联合稀疏关联,并将这种关联作为先验知识来指导图像的修复。该算法使用大量自然图像样本来训练初始的过完备字典,既利用了样本图像的先验知识,又充分考虑了待处理图像本身的相关信息,自适应性强。通过对自然图像进行大﹑小范围图像修复和文字去除实验,该文方法均取得不错的修复效果。
基于二维Chirp-Z变换的星载TOPSAR成像算法
徐伟, 邓云凯
2011, 33(11): 2679-2685. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00113
[摘要](2041) [PDF 430KB](728)
摘要:
TOPSAR是一种新型的星载SAR宽幅测绘模式。该模式成像算法需要解决三大问题:多普勒频谱混叠、较大的距离徙动和方位输出时间混叠。针对这些问题,该文提出了一种基于2维Chirp-Z变换的成像算法,给出了该算法的完整推导过程和各传递函数的表达式。其中,方位去斜预滤波处理能够在较少的方位总采样点数下解决多普勒频谱混叠;距离向和方位向Chirp-Z变换能够分别完成距离徙动校正和方位信号聚焦。由于该算法只需要在方位向上增加较少的采样点数,且不涉及任何插值操作,故其具有较高的运算效率。仿真数据处理结果验证了提出成像算法的有效性。
地球同步轨道SAR曲线轨迹模型下的改进CS成像算法
包敏, 周鹏, 保铮, 李亚超, 邢孟道, 王万林
2011, 33(11): 2686-2693. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00289
[摘要](2332) [PDF 809KB](658)
摘要:
地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)轨道高度高,合成孔径时间长,直线轨迹模型不再适用,导致常规的基于直线轨迹模型的成像算法性能下降。该文根据GEO SAR平台的运动特性,使用高阶逼近建立了曲线轨迹模型下的斜距方程,并结合级数反演法,推导了GEO SAR回波信号2维频谱高阶近似表达式。然后在此基础上提出了一种适用于GEO SAR曲线轨迹模型的改进Chirp Scaling(CS)成像算法。仿真结果表明该算法的斜距方程精度较高,能够精确校正距离徙动,实现全孔径高分辨成像。
一种基于连接点的机载InSAR区域网DEM重建方法
姜丽敏, 陈曙暄, 向茂生
2011, 33(11): 2694-2701. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00148
[摘要](1916) [PDF 890KB](681)
摘要:
基于干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR, InSAR)技术生成高精度数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM),需要进行干涉定标。繁重的地面控制点(Ground Control Points, GCPs)布放不利于InSAR大区域地形测绘的自动化。该文介绍一种稀疏GCPs下,基于自动提取的连接点(Tie Points, TPs),利用最小二乘平差原理,实现InSAR区域网内多景相互重叠DEM的同时重建方法。通过改变参与重建的TPs数目,用X波段InSAR实测数据的实验验证了该文方法的有效性。
一种基于混沌序列的随机离散频率编码信号
杨进, 邱兆坤, 黎湘, 庄钊文
2011, 33(11): 2702-2708. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00281
[摘要](2261) [PDF 507KB](736)
摘要:
针对正交编码信号已有设计方法计算复杂、编码长度和数量受限等问题,该文利用混沌序列类随机、初值敏感,易产生和易使用的特点,提出应用混沌序列设计随机离散频率编码信号。在给出编码信号设计方案的基础上,详细推导此类信号的模糊函数,分析了其距离、多普勒分辨能力,讨论了信号的准正交特性,并比较了不同混沌序列对信号性能的影响。理论分析和仿真实验表明,结合混沌序列的频率编码信号具有优良的模糊函数、准正交性能,且信号产生容易,编码长度和数量可以任意设置,可以作为一类有潜力的雷达信号使用。
通道一致性误差对InSAR性能的影响分析
何志华, 何峰, 黄海风, 梁甸农
2011, 33(11): 2709-2713. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00111
[摘要](1885) [PDF 270KB](630)
摘要:
雷达设备收发分置带来的通道幅相一致性误差是单航过InSAR系统必须考虑的突出问题之一。该文建立了通道间幅度和相位一致性误差模型,采用面目标统计信号模型得到幅相误差存在时相干系数的计算结果,分析了通道一致性误差对InSAR干涉相位偏差和标准差的影响。最后利用地面半实物仿真试验得到实际雷达通道一致性误差引入的干涉测高误差,半实物试验结果与理论分析一致,验证了通道一致性误差影响分析的正确性。
基于互相关的探地雷达反向投影成像算法
周琳, 粟毅
2011, 33(11): 2714-2719. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00271
[摘要](1771) [PDF 986KB](807)
摘要:
该文基于探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)回波数据之间的互相关性,提出了一种用于抑制GPR成像中杂波干扰的反向投影(Back Projection, BP)成像算法。与标准BP算法相比,该文的互相关反向投影(Cross-correlated Back Projection, CBP)算法增加了数据间互相关运算的步骤,而且无需引入额外的参考信号通道。理论分析和实验结果均表明,CBP算法不仅抑制了标准BP算法成像结果中的杂波干扰,而且在一定程度上提高了成像分辨率。
宽带雷达Chirp回波的正交稀疏表示及其在压缩感知中的应用
高磊, 宿绍莹, 陈曾平
2011, 33(11): 2720-2726. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00252
[摘要](2244) [PDF 310KB](819)
摘要:
信号的稀疏表示在信号处理中具有重要意义。该文给出了宽带雷达Chirp回波在一个正交字典上的稀疏表示。利用矩阵形式重新描述宽带雷达中常用的stretch处理,给出了正交字典。将Chirp回波的正交稀疏表示与压缩感知理论相结合应用,得到了Chirp回波的一种新采样机制:随机抽取。仿真数据实验表明,Chirp回波在正交字典上的稀疏表示效果优于其在Gabor原子组成的冗余字典的情况,同时正交字典上稀疏表示计算效率较高。实测数据实验验证了Chirp回波的随机抽取采样机制的可行性。
旋转对称目标双基地一维距离像特性分析
艾小锋, 邹小海, 李永祯, 杨建华, 肖顺平
2011, 33(11): 2727-2734. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00213
[摘要](1919) [PDF 767KB](619)
摘要:
双基地雷达成像研究中通常直接采用了单基地散射中心模型,忽略了双基地几何配置引起散射中心位置变化的这一事实。该文研究了旋转对称目标的双基地散射特性,采用几何绕射理论求解了锥体目标底面边缘双基地散射中心的位置,为入射波方向与散射波方向的夹角角平分线与目标对称轴构成的平面与底面边缘的交点,并据此建立了宽带双基地雷达目标回波模型,进而获得双基地1维距离像。最后,通过电磁计算软件获得了锥体目标的双基地1维距离像,计算结果与理论分析相一致,证明了理论分析的正确性。该文揭示的目标双基地散射中心的位置为旋转对称目标的宽带双基地雷达回波模拟、成像、特征提取与识别等应用提供了准确的数学模型。
基于快速支持向量聚类和相似熵的多参雷达信号分选方法
王世强, 张登福, 毕笃彦, 雍霄驹
2011, 33(11): 2735-2741. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00261
[摘要](2322) [PDF 320KB](773)
摘要:
该文针对现有聚类算法在雷达信号分选应用中复杂度高,准确性低的问题,研究了一种基于锥面簇分配的支持向量聚类算法,该算法在数据空间进行簇分配,避免了特征空间中计算邻接矩阵带来的高复杂度问题。该文将此算法引入雷达信号分选中,并在此基础上对其进行改进,使改进后的算法能对异常值做进一步处理,以达到缩短消耗时间的同时提高正确率的目的。同时以信息熵的理论描述类内聚集度和类间分离度,应用相似熵指标验证分选效果的有效性。仿真结果表明,该方法在提高分选正确率的同时可以有效降低计算复杂度。
基于小波域自然影像统计特性的无参考遥感影像质量评价
张飞艳, 谢伟, 林立宇, 秦前清
2011, 33(11): 2742-2747. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00491
[摘要](2415) [PDF 630KB](799)
摘要:
遥感影像的获取往往受到模糊和噪声的共同影响,使得遥感影像的降质难以归到某一单一降质方式,从而给遥感影像的评价带来困难。在遥感影像小波域统计特性,即子带系数均值呈近似线性关系的基础上,通过对噪声、模糊对影像此线性关系的影响方式及破坏程度的定量分析,来判定影像的噪声和模糊强度,最后,利用二者的加权和作为遥感影像的最终质量评价指标。实验表明,与峰值信噪比指标PSNR相比,该文指标与结构相似性指标SSIM具有更好的一致性,对噪声影像、模糊影像以及同时存在噪声和模糊的遥感影像能够进行有效的、准确的评价。
矩形波导纵向缝隙的矩量法分析
王绪存, 周以国
2011, 33(11): 2748-2752. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00397
[摘要](1937) [PDF 238KB](680)
摘要:
该文提供了对矩形波导纵向缝隙求解的更为精确的矩量法分析,同时考虑了缝隙电场的横向分布特性和波导壁厚的影响。对缝隙的谐振长度进行了实例计算,对比实际测量和软件仿真结果,具有很高的精确度。随后对算法的收敛性进行了分析,发现该文算法在基函数取到20,模式数取到2020时基本收敛。该文还对缝隙电场横向分布特性在计算缝隙谐振长度时的影响进行了分析,结果表明其在半高波导、大缝隙偏置、大缝隙宽度和窄壁厚这几种情况下影响比较大。
用于低开销容错设计的存储部件可靠性评估研究
成玉, 马安国, 蒋江, 唐遇星, 张民选
2011, 33(11): 2753-2758. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00137
[摘要](2058) [PDF 399KB](734)
摘要:
低开销容错技术是当前软错误研究领域的热点。为了对微处理器进行低开销容错保护,首先就需要对微处理器可靠性(即体系结构弱点因子AVF (Architectural Vulnerability Factor))进行准确评估。然而,现有的AVF评估工具的精确性和适用范围都受到不同程度的限制。该文以微处理器上的核心部件(即存储部件)作为研究对象,对AVF评估方法进行改进,提出了一种访存操作分析和指令分析相结合的AVF评估策略HAES (Hybrid AVF Evaluation Strategy)。该文将HAES融入到通用的模拟器中,实现了更精确和更通用的AVF评估框架。实验结果表明相比其它AVF评估工具,利用该文提出的评估框架得到的AVF平均降低22.6%。基于该评估框架计算得到的AVF更加精确地反映了不同应用程序运行时存储部件的可靠性,对设计人员对微处理器进行低开销的容错设计具有重要指导意义。
基于包-电路交换的片上网络回退转向路由算法
李丽, 万健, 王佳文, 潘红兵, 许俊, 孙敏敏, 侯宁
2011, 33(11): 2759-2763. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00284
[摘要](2106) [PDF 257KB](989)
摘要:
采用包-电路交换的片上路由器,链路的建立通过发送请求包完成,而数据的传输则采用电路形式。传统的路由算法已经不能很好地适应基于包-电路交换的片上网络(NoC)新特性。该文根据包-电路交换的NoC的特点,提出了一种新的路由算法回退转向(RT)路由算法,以改善NoC性能。实验结果表明,与动态XY路由算法相比,回退转向路由算法使得网络平均吞吐量和平均包延迟最大分别改善26.7%和11.6%。
面向移动图形顶点处理器的高性能低功耗定点特殊函数运算单元设计
焦继业, 穆荣, 郝跃, 刘有耀
2011, 33(11): 2764-2770. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00480
[摘要](2162) [PDF 528KB](664)
摘要:
该文提出了一种应用于移动顶点处理器的高性能低功耗定点特殊函数运算单元电路。该运算单元支持嵌入式图形标准OpenGL ES 1.X的定点数据格式,并支持小数点后16位精度的倒数、均方根、倒数均方根、对数和指数等初等函数运算。初等函数采用分段二次多项式插值方法近似计算,系数处理中引入2-1/2运算电路,相对于传统的设计在相同的精度下使整体的二次多项式查找表大小减少了29%。优化二次多项式插值算法的计算误差和截断误差,使电路的查找表大小、平方器、乘法器和加法器的面积、速度达到最优。该电路采用0.18m 的CMOS工艺实现,面积为0.112 mm2,芯片时钟频率达到300 MHz,功耗仅为12.8 mW。测试结果表明该定点特殊函数运算单元非常适合移动图形顶点处理器的初等函数计算应用。
SOI微型电场传感器的设计与测试
杨鹏飞, 彭春荣, 张海岩, 刘世国, 夏善红
2011, 33(11): 2771-2774. doi: 10.3724/SP.J.1146.2010.01285
[摘要](1907) [PDF 643KB](877)
摘要:
该文研制了一种新型的基于SOI (Silicon-On-Insulator)微机械加工技术的高性能电场传感器敏感结构。为提高传感器的灵敏度和信噪比,该器件采用侧面屏蔽感应电极的独特设计方案,降低了传感器屏蔽电极的边缘效应;并基于有限元仿真,进一步优化了传感器敏感结构参数。在室温和室内大气压条件下,测试表明,测试量程0~50 kV/m,传感器总不确定度优于2%,分辨率为50 V/m。
研究简报
一种基于多标定体融合的超宽带虚拟孔径雷达系统校正方法
王鹏宇, 周智敏, 宋千, 金添
2011, 33(11): 2775-2779. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00337
[摘要](1967) [PDF 491KB](1180)
摘要:
系统校正技术是影响超宽带(Ultra Wide Band, UWB)虚拟孔径雷达(Virtual Aperture Radar, VAR)对浅埋弱小目标穿地探测效果的重要因素,系统的超宽带特性及多通道不一致性使得常规高频窄带雷达基于单一标定体的校正方法不再适用,该文在对系统误差、标定体及地雷电磁特性分析的基础上,提出了多标定体-分频段融合的多通道校正方法,利用多个标定体对不同频段分别校正,该方法有效地校正了系统误差,提高了成像质量,实测数据验证了方法的有效性。
基于支持向量回归的腔体滤波器机电耦合建模与优化
周金柱, 黄进, 薛欣
2011, 33(11): 2780-2784. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00196
[摘要](2173) [PDF 358KB](844)
摘要:
为了提高装配后的滤波器电性能和成品率,该文提出了一种基于支持向量回归的腔体滤波器机电耦合建模和优化方法。该方法根据工程中积累的经验数据,首先应用改进的多核线性规划支持向量回归算法建立了制造精度对滤波器电性能影响的机电耦合模型,然后应用此模型优化了滤波器的制造精度,从而获得了最优的机械结构尺寸。实际滤波器的实验结果验证了该方法的有效性。该方法可用于批量生产的腔体滤波器的计算机辅助制造系统中。
基于移动用户上下文相似度的协同过滤推荐算法
徐风苓, 孟祥武, 王立才
2011, 33(11): 2785-2789. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00384
[摘要](2545) [PDF 227KB](2197)
摘要:
该文面向移动通信网络领域的个性化服务推荐问题,通过将移动用户上下文信息引入协同过滤推荐过程,提出一种基于移动用户上下文相似度的改进协同过滤推荐算法。该算法首先计算基于移动用户的上下文相似度,以构造目标用户当前上下文的相似上下文集合,然后采用上下文预过滤推荐方法对移动用户-移动服务-上下文3维模型进行降维得到移动用户-移动服务2维模型,最后结合传统2维协同过滤算法进行偏好预测和推荐。仿真数据集和公开数据集实验表明,该算法能够用于移动网络服务环境下的用户偏好预测,并且与传统协同过滤相比具有更高的推荐精确度。
金属介质混合目标散射分析的快速偶极子法
陈新蕾, 邓小乔, 李茁, 牛臻弋, 顾长青
2011, 33(11): 2790-2794. doi: 10.3724/SP.J.1146.2011.00398
[摘要](2217) [PDF 243KB](778)
摘要:
基于等效偶极矩法,该文利用快速偶极子法用于快速计算金属介质混合目标的电磁散射。通过分组技术和简单的泰勒级数展开,将远场组之间的矩阵向量积自然地转化为聚集-转移-发散的形式,实现了矩阵向量积的快速计算。另一方面,由于远场组之间的互阻抗元素不用存储,大大降低了内存消耗。在仿真分析中,为了进一步快速计算近场组中的互阻抗元素,还采用了等效偶极矩法。数值结果表明该方法具有较高的计算效率和令人满意的数值精度。

1979年创刊 月刊

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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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