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2012年34卷12期

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论文
基于边缘导向视觉测量图像的LWP-SPIHT精确编码
刘俊杰, 杨学友, 叶声华
2012, 34(12): 2795-2801. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00863
[摘要](1481) [PDF 399KB](767)
摘要:
为实现对视觉测量图像更加有效地稀疏表示,尽可能地捕捉图像本身的几何特性,该文首先提出一种基于灰度梯度方向预测边缘走向的方法,精确定位图像边缘,并在此基础上运用方向提升格式小波包(LWP)变换与普通提升小波包变换相结合的方式,对整幅测量图像进行分解。其次,采用的各个子带能量信息与方向信息和的代价函数,有效地保持边缘信息的完整性。最后完善并解决了小波包变换在SPIHT(Set Partitioning In Hierarchical Trees)编码中产生的父子节点间的冲突问题。通过对视觉测量中的远、近景图像、局部放大图像以及靶标图像的测试证实,基于边缘导向的提升格式小波包多级树集合分裂(LWP-SPIHT)的视觉测量图像压缩算法,更好地保留了压缩后视觉测量图像的边缘信息,改善了图像的重构质量和精度。
JPEG2000算法中基于有界输入有界输出(BIBO)增益控制的小波变换定点实现技术
张静, 李云松, 郭杰, 王柯俨, 吴成柯
2012, 34(12): 2802-2808. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00450
[摘要](1624) [PDF 268KB](610)
摘要:
该文提出一种在JPEG2000算法中兼容5/3小波变换和9/7小波变换高效硬件定点实现技术。所提出的技术使用9/7提升小波变换的有界输入有界输出(Bounded Input Bounded Output, BIBO)增益来确定小波变换中间值的存储位深,使用5/3提升小波变换的BIBO增益来确定9/7提升小波变换中量化参数的选择方式和量化的实现方式,最终使用同一存储空间来存放定点5/3提升小波变换和定点9/7提升小波变换系数。该文提出的技术不仅大大节省了JPEG2000算法中小波实现模块中的硬件存储资源和算法计算量,而且也节省了后续基于上下文的位平面算术编码模块和率失真优化截取模块的存储资源和算法计算量。
基于运动特性分析的立体视频差错掩盖
郭继昌, 赵俊杰
2012, 34(12): 2809-2815. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00727
[摘要](1558) [PDF 356KB](599)
摘要:
传统的视频差错掩盖技术在处理含有剧烈或复杂运动的丢失宏块时效果不理想,该文在对立体视频编码预测方式统计分析的基础上,利用丢失宏块周围正确接收块和已掩盖块的运动和视差信息,将当前丢失宏块进行判别分类,根据不同类别做不同的处理,这就对丢失宏块的恢复更具有针对性,进而提高差错掩盖的质量和效率。实验结果表明,所提方法能够改善视频剧烈或复杂运动区域的掩盖质量。
蜂窝网络下行链路单反馈干扰对齐算法研究
章扬, 周正, 石磊, 邹卫霞, 李斌
2012, 34(12): 2816-2822. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00583
[摘要](1526) [PDF 283KB](827)
摘要:
干扰是无线蜂窝网络面临的主要问题之一。蜂窝网络干扰对齐能消除干扰的影响从而提高系统信道容量。经典蜂窝网络下行链路干扰对齐算法仅优化单个用户自身信道容量,从而限制了蜂窝小区整体信道容量的提升。从提高蜂窝小区总信道容量出发,该文提出一种蜂窝网络下行链路单反馈干扰对齐算法。构建了蜂窝网络下行链路干扰对齐数学模型;在用户端以最大化用户SINR为目标构造接收矩阵;而在基站端以最大化小区总信道容量为目标构造预编码矩阵,并通过梯度投影算法来求解该优化问题。实验结果表明,相比于传统蜂窝小区下行链路干扰对齐算法,新算法可有效提高蜂窝网络下行链路信道容量。
基于小区覆盖增强技术的Macro-Pico异构网络上行干扰识别与干扰协调机制
李林, 洪佩琳, 薛开平, 唐浩
2012, 34(12): 2823-2829. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00744
[摘要](2032) [PDF 17KB](968)
摘要:
在LTE (Long Term Evolution)异构网络中,由于宏基站(Macro)与微微(Pico)基站的发射功率相差较大,一些离Pico基站较近的用户因为接收到的宏基站下行信号质量好于Pico基站而选择接入宏小区。然而,因为这些用户距离Pico基站较近,因此上行通信会对Pico基站产生严重的上行干扰。小区覆盖增强(Range Expansion, RE)技术能够减少此类干扰,但同时又可能引入新的下行干扰。该文提出一种基于RE技术的上行干扰识别与协调机制(UIICRE),能够准确识别上行干扰源及其强度,并进行相应的干扰协调处理。仿真结果表明,该文提出的方案能够解决Pico小区的上行干扰问题,提升用户的上行通信质量,并保证用户下行通信质量不受影响。
协作分集系统中基于注水算法的功率分配方案研究
于迎新, 王钢
2012, 34(12): 2830-2836. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00682
[摘要](1660) [PDF 340KB](857)
摘要:
为了提高协作分集系统的信道容量,该文在多中继节点协作背景下提出了基于注水算法的中继节点功率分配方案。首先,对空时矩阵的列序号提出了一种新的映射方案,该方案能够提升中继节点发射信号间的正交性。对于采用线性正交解码算法的GABBA码,列序号重新排布后能够降低误码率。然后,通过对接收信噪比与中继节点发射功率的分析,针对信道容量最大化问题提出了一种应用注水算法的两步求解方案。该文对瑞利平坦慢衰落信道下采用GABBA码的协作分集系统进行仿真,仿真结果表明,与中继节点发射功率均分方案相比,该文提出的功率分配方案能够提升系统抗误码性能,达到满分集增益NtNr。该文提出的方案在不同的仿真条件下对信道容量均有提升,并且信道容量与min{NtNr}log2M成正比。
基于中国剩余定理分解的RS码快速盲识别算法
甘露, 周攀
2012, 34(12): 2837-2842. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00434
[摘要](1695) [PDF 285KB](723)
摘要:
该文提出一种新的RS (Reed Solomon)码盲识别方法。该方法利用RS码等效二进制准循环码的代数结构,将截获到的二进制码序列映射为环上的线性码,应用中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem, CRT)将环上的线性码进行直和分解,计算不同码长下所有本原多项式对应分量码在相应码空间的归一化维数,通过寻找归一化维数的最小值,实现对RS码码长和本原多项式的识别;最后通过对码字进行因式分解识别RS码的生成多项式。该方法具有使用数据量少,运算量低等方面的特点。仿真结果表明,能完成在较高误码率的情况下对RS码的快速盲识别。
基于对偶分解的OFDMA系统资源分配算法
左勇, 刘学勇, 刘海洋, 陈杰
2012, 34(12): 2843-2849. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00326
[摘要](1590) [PDF 270KB](1088)
摘要:
该文针对多业务OFDMA系统资源分配问题,建立了考虑业务服务质量、数据到达、系统约束的最优化问题。分析了不同业务的速率约束、延时约束和队列长度之间的关系,并利用对偶分解方法将原问题分解为若干独立子问题,分别得到了最优资源块与最优功率分配规则,进而提出了基于对偶分解的最优资源分配算法。仿真结果表明,该算法在业务违反概率较低、公平性较好、算法复杂度略有上升的情况下,可以实现非实时业务吞吐量最大化。
干扰信道中一种权值可调的迭代算法
王勤民, 张忠培, 常青美, 周长林
2012, 34(12): 2850-2854. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00670
[摘要](1261) [PDF 244KB](574)
摘要:
在多入多出的干扰网络中,干扰对齐由于仅考虑干扰,而忽略期望信号的影响,在低信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)时性能损失严重。该文提出一种同时考虑干扰与期望信号的算法,把二者泄露出相应子空间的功率加权和作为目标函数,而且权值在不同SNR时可调,通过迭代获得预编码矩阵。仿真表明该算法在低信噪比时,可以有效提高系统容量。
高阶调制通用恒模盲均衡算法
杨大龙, 陈大海, 张健, 陈志强
2012, 34(12): 2855-2861. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00619
[摘要](1199) [PDF 331KB](609)
摘要:
在无线通信高速数据传输中,限带效应及多径信道带来的码间干扰(ISI)严重影响接收信号的质量。目前广泛采用恒模盲均衡算法(CMA)消除ISI,但是对于高阶非恒定幅度调制信号,CMA算法收敛后的稳态误差很大,收敛效果较差。该文在改进原CMA算法误差更新函数的基础上,提出了一种新的均衡算法。新算法有效地降低了高阶调制下均衡器的稳态偏差并能适应各种调制体制。理论分析和数值仿真给出,新算法在MQAM以及MAPSK调制下都较原CMA算法性能有较大的提升,适合应用在高阶调制体制的通信系统中。
一种新的基于椭圆球面波函数的非正弦短波通信的均衡方案
潘耀宗, 孙小东, 钟佩琳, 刘传辉, 王红星
2012, 34(12): 2862-2868. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00816
[摘要](1217) [PDF 286KB](493)
摘要:
针对基于椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function, PSWF)的非正弦通信技术在短波频段内受到多径时延,引起码间串扰导致系统可靠性下降的问题,在分析信道特性对基于PSWF 非正弦调制信号影响和非正弦通信的特殊性的基础上,通过对均衡思路的分析,设计了一种新的均衡方案。此方案首先将码间串扰对正交性的影响转化为对判决数据信号质量的影响。进而,针对每一路判决数据信号采取均衡措施,提高判决数据的质量。最后,依据判决准则进行判决。仿真结果表明这种新的均衡方案是有效的,在给定的仿真条件下,信噪比为24 dB时,误码率约从10-2改善到10-3;针对PSWF脉冲两种不同的生成方法(单波道脉冲生成方法和多波道脉冲生成方法)生成脉冲组的特性,在基本均衡方案的基础上提出了参数共享式均衡和分组参数共享式均衡两种方法,并在最后给出了仿真结果,证明了这两种方法的有效性。
基于迭代处理的PCMA混合信号解调/译码算法
杨勇, 张冬玲, 彭华
2012, 34(12): 2869-2875. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00633
[摘要](1745) [PDF 342KB](870)
摘要:
针对成对载波多址信号的分离,在实现信道参数估计且完成干扰抵消的基础上,该文利用信道编码信息提出一种联合线性最小均方误差(Minimum Mean-Square Error, MMSE)均衡和软译码的迭代解调/译码算法。该算法在均衡过程中利用译码后反馈的先验统计量来改善解调性能,重点研究了均衡与译码间的信息交互以及参数估计误差对解调性能的影响。仿真结果表明,对子码为(64,57,4)扩展BCH码的Turbo乘积码(Turbo Product Codes, TPC),采用QPSK调制且误比特率为10-3时,经过2次迭代能获得近4 dB的信噪比增益;采用8PSK调制且Es/N0大于20 dB时,经过2次迭代能将误比特率至少提升2个数量级。
一类三元多子集零相关区序列集构造法
李玉博, 许成谦, 李刚, 岳卿
2012, 34(12): 2876-2880. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00187
[摘要](1380) [PDF 191KB](432)
摘要:
该文给出了一种构造三元多子集零相关区(ZCZ)序列集的方法。这类新的ZCZ序列集含有多个子集,每个子集构成一个ZCZ序列集,不同子集间存在零相关区。构造法基于二元Hadamard矩阵,通过添零的方法得到了一类三元的多子集ZCZ序列集,同Hayashi结果相比具有相同的性能参数但是具有更多序列数目。
d-元广义分圆序列的线性复杂度及自相关函数性质分析
柯品惠, 李瑞芳, 张胜元
2012, 34(12): 2881-2884. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00804
[摘要](1617) [PDF 197KB](591)
摘要:
该文推广了Liu Fang等人(2010)给出的周期为pn, p为奇素数,n为正整数的广义分圆序列的构造,并确定了新构造序列的线性复杂度和自相关函数值的分布。结果表明,推广的构造保持了原构造的高线性复杂度等伪随机特性。由于取值更灵活,较之原构造新构造序列的数量要大得多。
一种无损多秘密分享视觉密码方案
郁滨, 沈刚, 付正欣
2012, 34(12): 2885-2890. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00300
[摘要](1387) [PDF 374KB](532)
摘要:
针对分享多幅秘密图像存在信息损失的问题,该文给出(n, n)无损多秘密分享视觉密码的定义,在此基础上基于环状共享份设计了一种(n, n)多秘密视觉密码方案,使秘密图像的信息损失为零。实验结果表明,该方案不仅实现了在多个参与者之间分享多幅秘密图像,而且秘密图像能够完全恢复。
一种高效的延迟容忍移动传感器网络异步探测机制
李文霁, 郑康锋, 张冬梅, 郭世泽
2012, 34(12): 2891-2897. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00730
[摘要](1285) [PDF 300KB](514)
摘要:
针对延迟容忍移动传感器网络(Delay Tolerant Mobility Sensor Network, DTMSN)节点间连接探测开销大、错失率高的问题,该文提出一种高效的DTMSN异步探测机制(Efficient Asynchronous Probing Scheme, EAPS)。该机制面向随机路点(Random Way-Point, RWP)移动模型,在采用互质周期对的时隙睡眠机制基础上,通过对节点运动区域的合理划分和周期对的优化选择,保证了网络连接探测的高成功率和低能耗的特性。仿真结果表明,与现有的异步探测机制相比,该机制能够在低能耗下实现更高的探测成功率与更低的探测延迟。
基于拓扑影响度和回溯迁移的虚拟网可靠性映射方案
王志明, 汪斌强, 王保进
2012, 34(12): 2898-2904. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00101
[摘要](1590) [PDF 281KB](577)
摘要:
底层物理节点或链路失效将影响虚拟网服务提供的连续性,因此如何实现虚拟网的可靠性映射是当前研究亟待解决的问题。文章建立了虚拟网映射(VNM)的数学模型,量化分析了虚拟网的可靠性,并归结出影响虚拟网可靠性的因素。为了克服这些因素,文章分别提出基于拓扑影响度(TID)的虚拟网映射(VNM-TID)算法和基于回溯机制的迁移算法(MA-Back)。仿真结果表明,VNM-TID MA-Back算法在虚拟网请求接受率、迁移成功率和有效承载率上具有优势,提高了虚拟网的可靠性。
基于最小覆盖集的高精度链路丢包率测量方法
杨京礼, 许永辉, 姜守达
2012, 34(12): 2905-2912. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00924
[摘要](1399) [PDF 318KB](682)
摘要:
为降低链路丢包率测量过程中网络资源消耗,提高测量的精度,该文提出一种基于最小覆盖集的高精度链路丢包率测量方法。通过最小覆盖集测量方法有效降低路由矩阵的秩,从而减少测量路径数量;采用线性方程组求解和Gibbs采样相结合的方法,有效提高测量的准确度。仿真实验结果表明,该文提出的算法需要较少的端到端测量路径,同时具备更高的精度。
一种单星方位多通道高分辨率宽测绘带SAR系统通道相位偏差时域估计新方法
刘艳阳, 李真芳, 杨桃丽, 保铮
2012, 34(12): 2913-2919. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00562
[摘要](1545) [PDF 340KB](472)
摘要:
方位多通道合成孔径雷达(SAR)可有效抑制多普勒模糊以实现高分辨率宽测绘带(High-Resolution Wide-Swath, HRWS)成像。通道间的幅相误差以及位置测量误差都将影响多普勒模糊抑制性能。通过分析单星方位多通道SAR系统的通道相位误差特性,该文提出一种基于回波数据的通道相位误差时域估计方法。该方法首先利用相邻通道间的回波数据进行干涉处理,其干涉相位包含回波多普勒中心信息以及相邻通道间的相位偏差信息。然后利用循环相消方法消除通道间相位偏差的影响,提取出原始回波的多普勒中心。最后,通过对去除多普勒中心分量后的通道间干涉相位进行积分,即可得到各通道相对于参考通道的相位误差。该文方法不仅可以有效地估计通道间的相对相位偏差,还可对原始回波的多普勒中心进行有效地估计。仿真实验验证了该文算法的有效性。
利用缺失数据幅度相位估计提取多角度SAR特征
范海燕, 周汉飞, 李禹
2012, 34(12): 2920-2926. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00496
[摘要](1544) [PDF 421KB](567)
摘要:
提取多角度SAR特征对雷达目标识别具有重要价值。该文利用缺失数据幅度相位估计提取多角度SAR特征,本质上是缺失数据情形下的参数估计问题。该算法无需利用目标参数化模型,是一种数据驱动的自适应估计方法;同时,它无需填充缺失数据,避免了因插值导致的误差。实验表明该算法不仅能够提高目标位置和幅度估计精度、实现超分辨成像,而且对噪声和模型失配具有鲁棒性,实验同时验证了多角度SAR重构目标轮廓的优势。
基于复数局部均值分解的含旋转部件目标微多普勒分离技术
袁斌, 徐世友, 陈曾平
2012, 34(12): 2927-2933. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00655
[摘要](1434) [PDF 348KB](752)
摘要:
针对逆合成孔径雷达成像中某些含旋转部件的雷达目标,其回波由于受到旋转部件微多普勒的影响,从而导致目标主体成像质量下降的问题,该文研究了基于复数局部均值分解的微多普勒分离方法。该文通过分析目标主体和旋转部件回波分量的多普勒差异,并利用复数局部均值分解方法精确分离信号中内含的振荡模式,自适应地从高频至低频将复杂非平稳信号分解成若干个平稳的单分量信号,从而实现微多普勒信号分离。通过将微多普勒信号和目标主体回波进行分离,可以提高目标主体的成像质量,并能更好地获得旋转部件的微动参数特征。仿真和实测数据的结果证明了该方法的有效性。
超宽带虚拟孔径雷达非正交旁瓣抑制方法
李志, 金添, 周智敏
2012, 34(12): 2934-2941. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00720
[摘要](1587) [PDF 408KB](620)
摘要:
在超宽带雷达成像中,雷达图像存在非正交旁瓣,影响图像质量。该文通过分析虚拟孔径成像的空间谱支撑区分布与点扩展函数的关系,提出一种基于虚拟子孔径的雷达图像非正交旁瓣抑制方法。该方法通过分离主瓣和旁瓣,在保持分辨率的同时有效抑制旁瓣,仿真数据处理结果验证了该文方法的有效性。
双基地MIMO雷达四维角度和多普勒频率联合估计
许凌云, 张小飞, 许宗泽, 于淼
2012, 34(12): 2942-2947. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00718
[摘要](1701) [PDF 282KB](554)
摘要:
该文提出了一种新的基于L型阵列双基地MIMO雷达多目标的4维角度和多普勒频率联合估计的算法,该算法根据DOA 矩阵法的思想构造矩阵,通过特征参数与待估参数之间的特定关系,推导出了目标2维DOA, 2维DOD及多普勒频率联合估计式,并得到闭式解。该算法无需谱峰搜索,只需一次特征值分解,且估计出的5维参数自动配对,与ESPRIT算法相比,计算复杂度降低,且性能非常接近,并能克服空间色噪声的影响,在发射信号非完全正交时仍旧适用。仿真结果验证了该算法的有效性。
基于脉冲串编码的MIMO雷达距离旁瓣抑制方法
王旭, 纠博, 周生华, 刘宏伟, 保铮
2012, 34(12): 2948-2953. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00642
[摘要](1473) [PDF 345KB](726)
摘要:
MIMO雷达波形设计通常需要联合考虑空域时域特性,然而,在单脉冲发射波形设计中,在保证期望空域特性的情况下,往往存在时域旁瓣较高的问题。针对这个问题,该文提出一种基于脉冲串编码的时域旁瓣抑制方法。该方法采用空域发射方向图设计与时域波形设计分离的方式,通过对脉冲串的各子脉冲初相编码进行优化,可以在保证空域发射方向图不变的情况下,进一步抑制时域旁瓣。仿真结果表明,该方法可以有效地降低各多普勒通道的距离旁瓣。
最小化旁瓣的MIMO雷达发射方向图优化算法
杨晓超, 刘宏伟, 王勇, 纠博
2012, 34(12): 2954-2958. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00717
[摘要](1286) [PDF 209KB](586)
摘要:
为了获得低旁瓣的MIMO雷达发射方向图,该文提出一种新的最小化峰值旁瓣或积分旁瓣的MIMO雷达方向图优化算法。由于最小化峰值旁瓣或积分旁瓣的优化问题为非凸问题,该算法通过两步来得到此非凸优化问题的全局最优解。第1步通过对发射总功率的约束进行松弛,将原问题转变为一个凸优化问题,第2步则将第1步得到的解进行尺度变换使其满足发射总功率的约束,从而得到原问题的全局最优解。仿真实验表明了该算法相比于已有算法可以获得更低的峰值旁瓣或更低的积分旁瓣。
海面受限波和自由波的多波段雷达多普勒谱模型
刘磊, 王小青, 于祥祯, 种劲松, 洪文
2012, 34(12): 2959-2965. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00122
[摘要](1438) [PDF 355KB](600)
摘要:
海面上除了存在一种满足频散关系的自由重力毛细波外,还存在一种与主波速度一致的重力毛细波,即受限重力毛细波。该文在受限波与自由波的组合表面模型基础上,针对中等入射角情况下提出一种预测受限波与自由波的多普勒谱宽的理论模型。文章通过数值仿真和水槽微波实验讨论了两者的多普勒谱频移和谱宽随风速和雷达波段的变化情况。
波形相关矩阵未知情况下单基地MIMO雷达中一种改进MUSIC的DOA估计算法
陈晨, 张小飞, 李建峰
2012, 34(12): 2966-2971. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00437
[摘要](1424) [PDF 271KB](535)
摘要:
该文研究了波形相关矩阵未知情况下多输入多输出(MIMO)雷达中的角度估计问题,提出了一种单基地MIMO雷达中改进多重信号分类(MUSIC)的到达角(DOA )估计算法。该算法可以在波形相关矩阵未知的情况下工作且性能优于传统的传播算子(PM)和借助旋转不变技术估计信号参数(ESPRIT)算法以及基于接收信号重构的MUSIC算法。该文算法可以扩展到任意阵列结构的MIMO雷达中进行角度估计。该文还给出了单基地MIMO雷达中DOA估计的克拉美罗界(CRB)。仿真结果验证了该算法的有效性。
基于多目标跟踪的空间锥体目标微多普勒频率提取方法
邵长宇, 杜兰, 李飞, 刘宏伟
2012, 34(12): 2972-2977. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00656
[摘要](1588) [PDF 357KB](715)
摘要:
该文在等效散射中心模型下,分析了光滑空间锥体目标进动和章动时回波的微多普勒频率与运动参数的关系。针对目标微多普勒频率的复杂形式,该文提出一种在时频分布(TFD)的基础上,利用多目标跟踪(MTT)技术分离空间锥体目标各等效散射中心微多普勒频率变化曲线的方法。该方法首先应用经典的短时傅里叶变换得到回波的TFD,然后将目标在TFD上的时频曲线看作机动目标的航迹,利用MTT技术跟踪TFD上的时频曲线,从而达到提取目标各等效散射中心微多普勒频率的目的。实验中利用电磁仿真数据验证了提出算法的有效性。
基于变换域和时域联合处理的雷达同频干扰抑制方法
郇浩, 陶然, 李元硕, 王越, 王桂英
2012, 34(12): 2978-2984. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00766
[摘要](1594) [PDF 395KB](680)
摘要:
针对舰艇编队情况下线性调频脉冲体制雷达间同频干扰的问题,该文提出一种分数阶傅里叶域滤波处理与时域反异步处理相结合的干扰抑制方法。通过分数阶傅里叶域自适应滤波对与目标回波信号调频率不同的干扰信号做抑制处理,同时根据分数阶傅里叶变换的可逆性,逆变换到时域后采用相邻周期反异步方法进一步消除与目标回波信号调频率相同或相近的同频干扰。仿真试验表明,该方法相对传统方法能够有效抑制与目标回波信号调频率不同的同频干扰,同时对于在时域与目标回波信号完全重合或部分重合的干扰信号也有较好的抑制效果,干扰抑制处理增益达到29 dB以上。该方法为提高同型雷达编队组网能力提供了设计参考。
基于属性滤波和上下文分析的高分辨遥感图像建筑物提取方法
蒋李兵, 王壮, 郁文贤
2012, 34(12): 2985-2991. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00615
[摘要](1246) [PDF 452KB](728)
摘要:
遥感图像分辨率的提高在带来丰富细节的同时,也给传统的目标提取方法提出了新的挑战。该文根据建筑物目标的属性和上下文关系,提出了一种新的高分辨率遥感图像中建筑物目标提取方法。该方法首先以具有相似属性的连通像素为处理单元,依据地物对象间的属性差异,对遥感图像进行不同尺度的属性滤波;接着根据建筑物和阴影的自身属性特点,对上述属性滤波结果进行粗筛,形成备选目标集;最后,进一步考虑建筑物与其阴影间的上下文关系,从二者的方位角、相对位置和区域距离3方面对备选目标集进行筛选,完成建筑物提取。对居民区和工业区遥感图像的实验结果表明,该方法优于传统方法,可用于提取多种类型的建筑物。
基于二阶方向导数尺度空间的小目标检测
林建粦, 平西建, 马德宝
2012, 34(12): 2992-2998. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00750
[摘要](1836) [PDF 359KB](749)
摘要:
目标的尺度信息,是2维图像中小目标检测性能发挥的重要因素。该文提出一种基于二阶方向导数尺度空间的小目标检测方法,直接利用目标尺度信息对所感兴趣的目标进行选择。在Lindeberg尺度空间理论的基础上,该文采用偏微分方程方法,推导了最大和最小二阶方向导数的尺度空间,并分析了其在目标尺度表示上的特点。同时,给出构造尺度空间的参数选择依据,分析不同目标在尺度空间上的变化规律,提出利用二阶方向导数尺度空间进行小目标检测的具体实现算法。通过方法对比和对实际数据的处理,表明了该文方法具有较为稳健的小目标检测性能,提高了Laplace尺度空间对非圆结构目标的检测能力。
基于高阶时域有限差分法与改进节点分析法混合求解复杂传输线网络瞬态响应
王为, 覃宇建, 刘培国, 周东明
2012, 34(12): 2999-3005. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00160
[摘要](1260) [PDF 315KB](748)
摘要:
该文提出一种用于求解复杂传输线网络瞬态响应的新型混合算法。通过构建混合单端口网络模型将传输线分布参数系统与集总电路分开,分别采用高阶FDTD(2,4)与改进节点电压分析法(MNA)分析传输线与端口电路瞬态响应。与以往暂态分析方法相比,高阶FDTD(2,4)的低数值色散特性,使得求解传输线时可采用粗网格离散,能方便处理电长度较长的传输线。同时直接采用电路分析方法求解端口电路,能够获取电路中各节点的电压电流波过程。通过几组数值实例验证了该方法的有效性及准确性。
基于最佳线性估计的快速压缩感知图像重建算法
李然, 干宗良, 朱秀昌
2012, 34(12): 3006-3012. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00504
[摘要](1541) [PDF 353KB](821)
摘要:
针对目前存在的压缩感知(CS)重建算法计算复杂度过高的问题,该文提出一种基于最佳线性估计的快速CS图像重建算法。该算法在编码端进行分块自适应CS随机测量,在解码端根据图像块不同的统计特性,估计出统计自相关函数矩阵,进而构造出最佳线性算子用于重建出各个图像块。由于该算法用线性投影的方式替代了传统CS重建算法的非线性迭代过程,使得其大大缩短了图像重建时间。仿真实验结果表明,对于纹理细节不复杂的图像,所提出的算法并没有因为其计算复杂度的减少而影响到重建质量,仍优于目前流行的CS重建算法。
基于提升小波的地形数据混合熵编码压缩与实时渲染
郭浩然, 庞建民
2012, 34(12): 3013-3020. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00652
[摘要](1604) [PDF 461KB](785)
摘要:
高分辨率地形高程和影像数据给交互式3维地形可视化应用带来沉重压力,主要体现在数据存储、调度传输及实时渲染等方面。该文设计一种基于提升小波变换与并行混合熵编码的地形数据高性能压缩方法,并结合图形处理器(Graphics Process Unit, GPU)Ray-casting实现大规模3维地形可视化。首先建立多分辨率地形块的小波变换模型来映射其求精和化简操作;其次,基于提升小波变换分别构建格网数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)和地表纹理的多分辨率四叉树,对量化后的稀疏小波系数引入并行游程编码与并行变长霍夫曼编码相结合的混合熵编码进行压缩;将压缩数据组织成多序列层进码流进行实时解压渲染。在GPU上基于统一计算设备构架(Compute Unified Device Architecture, CUDA)实现该文的提升小波变换与混合熵编码。实验表明,在压缩比、信噪比与编解码的数据吞吐量综合指标方面,该文方法优于其它类似方法。实时渲染的高帧率满足了交互式可视化的要求。
一种基于小波分解和压缩感知的冲击声学无损检测方法
蒋志迪
2012, 34(12): 3021-3026. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00779
[摘要](1612) [PDF 364KB](594)
摘要:
压缩感知理论对稀疏信号的采样与重构十分有效,该文将对携带信息量少的冲击声信号利用压缩感知理论进行采样,提出一种基于小波分解和压缩感知的冲击声学无损检测方法。首先,对冲击声信号进行小波分解构建观测矩阵,求解l1最优化问题,完成类别的稀疏表示,然后对表示误差进行分类,得到检测结果。仿真及实验结果表明,该方法实用有效,其检测系统性能稳定,在信噪比3 dB时可达到90%以上的正确率。
基于相干性滤波器的广义旁瓣抵消器麦克风小阵列语音增强方法
杨立春, 钱沄涛
2012, 34(12): 3027-3033. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00557
[摘要](1571) [PDF 378KB](1054)
摘要:
为了克服传统麦克风小阵列语音增强算法噪音抑制能力有限的问题,该文提出一种基于相干性滤波器的广义旁瓣抵消器语音增强算法, 该算法基于动态平滑系数噪声谱估计来获得相干性滤波器,分别对每个阵元接收到的信号进行滤波用以抑制包括混响等噪声信号的干扰,并把滤波后的信号作为输入信号,使用基于小阵列的广义旁瓣抵消器波束形成算法抑制残余噪声信号的干扰。模拟和实际试验表明,该文提出的算法明显优于单独使用小阵列波束形成算法和相干性滤波器算法。
基于近似距离序的重复模式图像匹配算法
唐俊, 周洪伟, 梁栋, 王年
2012, 34(12): 3034-3039. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00639
[摘要](1595) [PDF 464KB](718)
摘要:
由于重复模式图像局部信息的歧义性,即使在视角变化很小的情况下,仅通过比较局部描述子之间的相似性得到的匹配结果往往并不可靠。为了解决这个问题,该文根据特征点空间的分布特性,给出了一种新颖的几何相容性表示方法近似距离序;结合利用局部描述子获得的匹配代价,定义了一种混合形式的目标函数,将匹配问题转化为一对一约束下的优化问题;最后,通过概率松弛法求解目标函数的极大值,获得特征点之间的对应关系。在不同类型图像上的比较实验表明,所提出的方法能够有效地解决重复模式图像匹配问题。
一种基于模式熵的残缺指纹识别算法
张洁, 景晓军, 刘馨靖, 李帅
2012, 34(12): 3040-3045. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00701
[摘要](1783) [PDF 349KB](1026)
摘要:
该文提出了一种新的残缺指纹识别算法,在应用融合特征的同时,利用模式熵进行相似性度量。由于残缺指纹的特有性质,识别结果主要由两方面决定,即提取包含足够信息的特征以及有效的相似性度量方式。对于第1个问题,该文将细节点和方向场特征进行有效融合,来得到更全面的信息,并提高尺度和旋转不变性。对于第2个问题,通过引入模式熵度量两个特征点集之间的一致性,并以此来消除误匹配。在指纹库中进行的大量实验以及同其他方法的充分比较表明,该文提出的算法在准确率和速度上都取得了较优的性能。
研究简报
基于首位数字特征的双重MPEG压缩检测算法
王琬, 蒋兴浩, 孙锬锋
2012, 34(12): 3046-3050. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.00535
[摘要](1466) [PDF 240KB](738)
摘要:
视频双重压缩检测是检测视频篡改的有效方法,可用于鉴定视频的真实性与可靠性。该文针对离散余弦变换交流系数首位数字的概率分布与对数定律的拟合关系,选取了一种12维的首位数字特征,并采用支持向量机进行双重MPEG压缩的检测。对比实验证明该算法具有较高的准确率和效率。

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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