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2013年35卷10期

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论文
典型平滑滤波的数字图像被动取证
徐俊瑜, 苏育挺
2013, 35(10): 2287-2293. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00131
[摘要](1609) [PDF 392KB](1408)
摘要:
数字图像被动取证技术是国际上正在兴起的一个研究领域,它在不需要其它辅助信息的条件下,仅根据接收到的数字图像,即可实现对图像资源的真实性和完整性验证。针对数字图像处理和编辑篡改中常用的一种处理模式平滑滤波,该文设计了一种基于频域残差的图像滤波检测算法。首先,在检测端对待测图像进行低通滤波,获取并分析其频域残差特性;其次,将频域残差转换到归一化的Radon域;最后,对Radon变换曲线建模,将模型参数作为滤波检测的分类特征。实验结果表明,该算法对3种典型的空域滤波模板高斯模板、均值模板、中值模板,均有较好的检测效果,并能对模板的尺寸做出判断,弥补了前人研究的不足。
(k, n)异或视觉密码的一般性研究
沈刚, 付正欣, 郁滨
2013, 35(10): 2294-2300. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01719
[摘要](1368) [PDF 450KB](792)
摘要:
通过研究(k, n)异或视觉密码像素扩展度最优的必要条件,该文提出一种由基矩阵生成(k, n)异或视觉密码的方法,并从理论上证明了该方法适合2kn的(k, n)异或视觉密码,在此基础上构造了秘密分享和恢复算法。实验结果表明,该文方案可以有效地减小像素扩展度,且能够实现秘密图像的完全恢复。
对7轮ARIA-192的不可能差分分析
谢作敏, 陈少真
2013, 35(10): 2301-2306. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01615
[摘要](1757) [PDF 269KB](743)
摘要:
ARIA密码是2003年由韩国学者提出的新的分组密码算法,该密码与AES的设计原理相类似,并在2004年被选为韩国的分组密码标准。该文根据ARIA密码的结构特征,提出ARIA密码的一种新的7轮不可能差分攻击路径,首次实现了对ARIA-192的不可能差分攻击,攻击的时间复杂度为2176.2。同时,利用扩散层的相关性质降低攻击ARIA-256的时间复杂度为2192.2。
基于快速独立成分分析的RoQ攻击检测方法
荣宏, 王会梅, 鲜明, 施江勇
2013, 35(10): 2307-2313. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00114
[摘要](1672) [PDF 367KB](1092)
摘要:
降质服务(Reduction of Quality, RoQ)攻击比传统的拒绝服务攻击(Denial of Service, DoS)攻击更具有隐秘性和多变性,这使得检测该攻击十分困难。为提高检测准确率并及时定位攻击源,该文将攻击流量提取建模为一个盲源分离过程,提出了基于快速ICA (Independent Component Analysis)的攻击流特征提取算法,从若干观测网络和终端设备中分离出RoQ攻击流,然后提取表征攻击流的特征参数。接着设计了一种基于支持向量机的协同检测系统和检测算法,通过用已标记的有攻击和无攻击的样本训练SVM分类器,最终实现RoQ攻击的检测。仿真结果表明该方法能够有效检测并定位伪造IP地址的RoQ攻击,检测率达到90%以上,而选取合适的ICA参数会提高检测效果。
基于局部近似过滤的多约束服务选择方法
梁中军, 邹华, 郭静, 杨放春, 林荣恒
2013, 35(10): 2314-2320. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00545
[摘要](1451) [PDF 338KB](852)
摘要:
随着Web服务数量与用户需求的不断增长,如何在功能约束和QoS约束下选择Web服务去构建高质量的组合服务已成为Web服务领域的一项重要研究内容。然而,现有大多数Web服务选择方法仅仅解决了在多种QoS约束下选择服务的问题,忽略了服务间的功能性约束。为解决这一问题,该文提出一种基于局部近似过滤的多约束服务选择方法。该方法首先利用候选服务在多种约束下的被选关系,滤除部分不满足约束的服务,并估算每个剩余候选服务的局部适应度;然后,利用文中设计的有向粒子群算法,以候选服务的局部适应度为引导信息搜索出最优方案。实验结果表明了方法的有效性。
声传感器网络中的节点效用盲评估算法
杨志智, 冯辉, 杨涛, 胡波
2013, 35(10): 2321-2327. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01715
[摘要](1223) [PDF 304KB](748)
摘要:
在麦克风节点分散布置的无线声传感器网络中,麦克风节点子集的选择通常是依据节点接收信号的质量好坏。然而在节点和声源位置、源信号、噪声信号都未知的情况下很难对其进行评估。对此,该文提出一种只依赖麦克风接收数据的节点效用盲评估算法。该算法基于频域信号的高阶统计信息(峭度)与信噪比间的关系,将接收信号各频点峭度值的加权和作为节点的效用值。仿真实验结果表明,该盲评估算法能有效地评估节点接收信号质量的好坏,评估结果与理论信噪比基本一致。
一种传感器网络的分布式多播路由优化算法
刘军, 程良伦, 王建华
2013, 35(10): 2328-2334. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00056
[摘要](1310) [PDF 303KB](936)
摘要:
传感器感知的信息需要通过网络传送给感兴趣目标节点,传统网络中的多播技术往往能耗高、实时性不够理想,不利于在传感器网络中使用。针对WSN中节点对网络拓扑未知,该文先将多播路由问题演化为最优多播路径问题,通过启发式算法求解分布式最优路径,并通过一种基于贪婪思想的裁剪合并策略优化多播路由树,直至整个网络得到最优路径,最后并结合了节点区域集中以及无线多播特性,提出了DCast路由算法。最后通过仿真实验与uCast, SenCast等经典的传感器网络的多播路由算法仿真比较,可以得出其算法在时延性以及能耗等方面性能有优势。
网络社区发现优化:基于随机游走的边权预处理方法
刘阳, 季新生, 刘彩霞
2013, 35(10): 2335-2340. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01676
[摘要](1613) [PDF 255KB](2688)
摘要:
在网络日趋复杂化、巨大化的背景下,仅依靠网络拓扑特征难以提高现有社区发现算法的精确度和性能。该文提出一种优化网络社区发现的边权预处理方法,基于马尔可夫随机游走理论建模社区结构对复杂网络行为的影响,根据多重随机游走对网络连接的遍历情况,重新衡量网络边权。预处理后的边权作为网络拓扑的有效补充信息,能够将网络社区结构去模糊化,从而改善现有算法的社区发现性能。对于一些典型的计算机生成网络和真实网络,经实验验证:该预处理方法能够有效提升现有部分社区发现算法的准确性和效率。
一种三容错数据布局
万武南, 王拓, 索望
2013, 35(10): 2341-2346. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00153
[摘要](1096) [PDF 280KB](944)
摘要:
随着存储介质的增多,单容错、双容错的数据布局方案已经无法满足现有分布式存储系统对可靠性要求。该文在双容错行对角奇偶校验(Row Diagonal Parity, RDP)码的基础上,提出一种新的扩展行对角奇偶校验 (Extending Row Diagonal Parity, E-RDP)码,能够容许任何3存储节点出错,具有最大距离可分(Maximum Distance Separable, MDS)编码特性,冗余率与纠错能力达到3容错编码最优。并采用不同斜率几何直线图描述编译码过程,给出了一种快速译码算法,易于软硬件实现。与其它纠删码数据布局方案进行比较,理论分析结果表明,E-RDP码的空间利用率、编译码效率、小写性能以及平衡性的综合性能达到最优,具有实用价值。
CCN网络中一种基于代理主动缓存的用户移动性支持方案
饶迎, 高德云, 罗洪斌, 周华春
2013, 35(10): 2347-2353. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01725
[摘要](1591) [PDF 369KB](1120)
摘要:
该文提出以内容为中心的网络(CCN)中一种基于代理的主动缓存方案。通过代理服务器主动请求与缓存移动切换过程中用户未能获取的内容,解决CCN网络中用户移动性支持问题。与现有CCN网络用户移动性支持方案相比,该文提出的基于代理的主动缓存方案,用户获取内容的时间成本与代理服务器获取内容的时间成本较低,用户的移动切换时延与内容获取的平均时间较短。该方案可有效利用CCN网络共享的内容资源,减缓用户移动对实时业务的不良影响。
基于随机几何理论的中继OFDM系统容量分析
付雅茹, 朱琦
2013, 35(10): 2354-2358. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00130
[摘要](1620) [PDF 306KB](1484)
摘要:
该文将随机几何理论应用于特定的基于译码转发(DF)中继的OFDM系统中,通过推导分析建立基于随机几何理论的中继OFDM系统容量模型。文中假设用户在环域范围内服从随机均匀分布,同时假设接入域用户之间存在频率复用,通过在考虑接入中继链路对接入基站链路的共道干扰时,以干扰积分上限值替代实际干扰值等理论分析,在中继和基站节点功率受限的情况下,得到完整的系统闭合容量表达式模型。并通过仿真对基于容量模型的系统传输速率值与理论值进行了比较,仿真结果证实了该文所建立的容量模型的合理性。
多跳认知水声通信中的分布式稀疏频谱检测算法
左加阔, 陶文凤, 包永强, 方世良, 赵力, 邹采荣
2013, 35(10): 2359-2364. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00042
[摘要](1779) [PDF 283KB](805)
摘要:
水声信道常表现为严重的频率选择性衰落、低的声波传播速度和严重的多径效应等。这些特性使得认知水声通信中的频谱检测变得非常困难。除此之外,水声通信网络通常为自组织网络,缺少融合中心,而基于融合中心的频谱检测算法需要将各个认知用户的感知数据传送到融合中心,因此该方法在认知水声通信中是不可行的。与认知无线电类似,由于低的频谱使用率,认知水声通信中的频谱也是稀疏的。考虑到水声信道的特殊性,基于压缩感知理论,该文对认知无线电中的压缩频谱检测算法进行了改进,提出了两种不同情况下(已知水声信道状态信息和未知水声信道状态信息)的适用于认知水声通信的分布式稀疏频谱检测算法。通过近邻认知用户之间的合作,这两种算法利用空间分集增益和联合稀疏特性来提高算法的频谱检测性能。通过分布式计算和局部优化,新算法使得认知用户与其近邻认知用户之间只需进行少量的数据交互。仿真实验结果证明了该文提出的算法在检测认知水声通信系统中频谱空洞的有效性。
一种基于时域相关性的高性能视频编码快速帧间预测单元模式判决算法
李元, 何小海, 钟国韵, 卿粼波
2013, 35(10): 2365-2370. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00028
[摘要](1748) [PDF 229KB](2234)
摘要:
为了降低高性能视频编码(HEVC)的编码计算复杂度,根据视频时域上高度相关性的特点,该文提出一种快速高性能视频编码(HEVC)帧间预测单元(PU)模式判决算法。分析了时域上相邻帧两帧相同位置编码单元(CU)的PU模式之间的相关性;同时,针对视频中可能存在对象运动,还分析了前一帧对应位置CU的周边CU与当前帧中当前CU间PU模式的相关性。根据分析的时域相关性,跳过当前CU中冗余的PU模式,从而降低编码复杂度。实验结果表明,在编码效率和峰值信噪比(PSNR)损失很小的情况下,在目前已有的HEVC快速帧间预测算法的基础上,进一步降低了31.30%的编码时间。
自适应小波包图像压缩感知方法
罗孟儒, 周四望
2013, 35(10): 2371-2377. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00022
[摘要](1373) [PDF 377KB](1104)
摘要:
该文提出一种自适应小波包图像压缩感知方法。该方法选用小波包变换分解图像,基于数学期望和信息熵分析各个小波包系数块的属性,自适应地将其划分为低频信号、无价值信号、特殊处理信号和压缩感知处理信号等4种信号类型,再针对不同的信号类型设计对应的处理方法,适应不同特征的图像。通过此种方法,在图像压缩感知过程中,可以根据不同图像和小波包系数块自适应地选取采样值,来提高压缩感知质量。实验结果表明该文提出的自适应小波包图像压缩感知方法在相同采样值的前提下,不仅提高了图像的重构质量,同时也降低了算法的计算复杂度和所需存储空间。
一种鲁棒的病态混叠信号欠定盲源分离算法
马捷, 黄高明, 左炜, 高俊
2013, 35(10): 2378-2383. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00195
[摘要](1514) [PDF 389KB](736)
摘要:
噪声环境下的病态混叠信号具有较强的空间复共线性,因此基于聚类的稀疏分量分析(SCA)方法难以在欠定条件下对其进行有效的分离。针对这一问题,该文首先建立了噪声环境下病态混叠信号欠定盲源分离问题的数学模型,分析了基于线性聚类的SCA方法在解决该问题时的局限性,提出了一种基于SCA和非正交联合对角化(NJD)的分离算法,该方法利用NJD不要求混叠矩阵为酉矩阵的特性,较好地解决了欠定盲源分离中的病态混叠问题。仿真实验表明,该方法在信号分离效果、噪声鲁棒性以及病态混叠鲁棒性上都明显优于基于启发式聚类粒子群优化的(CGPSO)的SCA方法。
利用边界运动显著性的红外运动目标分割方法
闵超波, 张俊举, 常本康, 孙斌, 李英杰, 刘磊
2013, 35(10): 2384-2390. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00417
[摘要](1395) [PDF 414KB](837)
摘要:
针对传统算法无法对短暂静止的红外运动目标进行准确有效地分割,该文提出了一种利用边界运动特征的红外运动目标分割方法。首先,定义了一种新指标边界运动显著性,该指标利用边界点时空域特性,可以准确反映图像中边界点的运动特征,显著性越高,则该边界点属于运动目标的可能性越大。然后,通过Otsu阈值法提取出显著性高的边界点,并利用历史数据对其进行修正,修正之后的运动边界点作为运动目标种子。最后,通过一种逐层生长的区域生长方法,在运动目标种子上分割出完整的运动目标掩膜。该方法在多组红外图像序列中进行测试与对比,结果证明该方法运动目标分割效果良好,目标背景的错分率低,可以准确检测并分割出短暂静止的运动目标。
一种基于信息老化的协同过滤推荐算法
王玉斌, 孟祥武, 胡勋
2013, 35(10): 2391-2396. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01743
[摘要](1645) [PDF 268KB](1256)
摘要:
协同过滤推荐算法中存在推荐信息低时效性问题,该文针对此问题,结合信息老化理论,提出一种基于信息老化的协同过滤推荐算法。该算法利用用户的点击记录,构建项目的时效性评价模型来预测项目当前时刻被点击的概率;将模型与基于项目协同过滤推荐算法结合,综合考虑用户的兴趣和项目的时效性来发现项目的最近邻居,从而进行高时效性的推荐。实验结果表明,与传统基于项目的协同过滤推荐算法相比,该算法提高了推荐结果的时效性。
地磁信息辅助的多维指纹室内移动轨迹映射方法
刘文远, 张荣吉, 王林, 杨静, 王丹阳
2013, 35(10): 2397-2402. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00102
[摘要](1256) [PDF 384KB](1672)
摘要:
该文提出一种基于多维指纹地磁信息辅助的室内移动轨迹映射方法。利用Wi-Fi指纹获得初始位置,手机内置的惯性传感器指纹实时收集数据,结合室内平面图推算用户的瞬时位置;利用地磁感应器指纹实时收集行人真实位置的磁场数据,采用最小均方根算法校准移动设备的轨迹;利用规范向量和单位向量滤除预测错误的位置。实验表明,该文方法与现有的室内轨迹映射方法相比,在减小计算量的条件下提高了轨迹映射精度。
基于特征点矢量与纹理形变能量参数融合的人脸表情识别
易积政, 毛峡, Ishizuka Mitsuru, 薛雨丽
2013, 35(10): 2403-2410. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01569
[摘要](1331) [PDF 457KB](957)
摘要:
人脸表情识别是人机交互领域的研究热点和难点之一。为了有效去除由于个体差异而造成的表情特征的差异,该文首先基于特征点矢量提出特征点距离比例系数;其后,又给出纹理形变能量参数的概念;最后,将二者融合用于人脸表情识别。所提方法在Cohn-Kanade数据库及BHU人脸表情数据库进行了测试,实验结果表明该方法较传统的方法在识别率上分别提高了4.5%与3.9%。
结合自适应脉冲耦合神经网络和最大类间方差准则的眼底图像血管自动检测方法
吴骏, 肖志涛, 张芳, 耿磊, 王淑芹
2013, 35(10): 2411-2417. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01317
[摘要](1461) [PDF 443KB](830)
摘要:
结合自适应脉冲耦合神经网络(PCNN)和最大类间方差准则,该文提出一种眼底图像血管自动检测方法。首先采用对比度受限的自适应直方图均衡化(CLAHE)和2维高斯匹配滤波对眼底图像进行预处理,以增强血管和背景的对比度;然后基于简化PCNN模型,结合最大类间方差准则对预处理后的眼底图像进行分割,针对PCNN神经元的链接强度通常为常数的不足,使用像素的拉普拉斯能量(EOL)作为对应神经元的链接强度值,使得PCNN能够根据像素特征自适应地调整神经元的链接强度;最后采用面积滤波、断点连接对分割结果进行后处理,得到最终的血管检测结果。对STARE眼底图像库的实验结果表明,该方法具有较高的鲁棒性、有效性和可靠性。
低剂量CT的线性Bregman迭代重建算法
王丽艳, 韦志辉
2013, 35(10): 2418-2424. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01650
[摘要](1375) [PDF 375KB](1121)
摘要:
针对降低X线源管电流来减少辐射剂量的实现方案所引起的投影图像低信噪比的情况,该文提出一种新的低剂量CT图像重建模型。总的优化目标函数采用泊松噪声的负对数似然函数作为数据保真项,采用待重建图像的稀疏性先验信息作为正则项。保真项能够克服加性高斯模型不能有效刻画噪声性质的缺点,正则化项能够改善测量低信噪比所引起的不适定性。求解过程中采用线性化Bregman迭代格式,将原目标函数分解为变系数的2次优化问题和稀疏性先验去噪问题, 其中的2次优化问题中的2次项系数采用变系数计算,能够更好地逼近原始的保真项,从而加快收敛速度。在低剂量扇形束成像的条件下,对仿真模型进行了数值试验,并同传统的滤波反投影算法、极大似然算法和加权2范数重建算法进行了比较,验证了该文算法的有效性。
演化超网络在多类型癌症分子分型中的应用
王进, 丁凌, 孙开伟, 李钟浩
2013, 35(10): 2425-2431. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01171
[摘要](2042) [PDF 271KB](844)
摘要:
该文提出一种用于多类型癌症分子分型的演化超网络模式识别方法。首先采用一对多方法,将一个多类分型问题转化为多个二类分型问题;然后利用信噪比方法对DNA微阵列数据进行信息基因选择;经过超网络对训练集的演化学习,构造一系列二类分类器并进行集成,最终构建一个多类型癌症分型系统并对待测样本进行分类。对急性白血病、儿童小圆蓝细胞肿瘤和GCM数据集实验结果表明:演化超网络留一交叉验证(LOOCV)识别率分别为:98.61%,100%和85.35%。演化超网络有利于挖掘癌症相关基因,具有良好的学习结果可读性。
广义S变换及其在复杂辐射源信号分析中的应用
朱明哲, 姬红兵, 董青峰
2013, 35(10): 2432-2437. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01311
[摘要](1574) [PDF 372KB](1010)
摘要:
该文提出一种基于修正Hermite函数的广义多窗S变换方法,并将之应用于复杂多分量辐射源信号的瞬时频率结构分析。该方法通过引入频率尺度因子修正正交Hermite函数,将多窗时频分析方法推广到S变换中,使得改进后的广义S变换既保留了多分辨特性,又很好地解决了高频区存在的频率分辨率低、易受噪声干扰等问题。与S变换和原始多窗时频分析方法相比,该方法在瞬时频率估计精度和时频聚集性等方面均有明显改善,具有很好的工程应用前景。
低轨预警系统动态任务规划启发式算法
简平, 邹鹏, 熊伟
2013, 35(10): 2438-2444. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00072
[摘要](1190) [PDF 334KB](690)
摘要:
该文针对低轨预警系统任务动态规划需求,从预警传感器资源和导弹跟踪任务角度对低轨预警系统动态任务规划问题进行了形式化描述,建立了系统动态任务规划的动态约束满足问题模型。该模型包括两级优化目标跟踪精度、资源利用率、传感器切换率、松弛度综合优化指标和方案调整幅度(调整率)指标;提出了求解动态规划问题的变邻域启发式搜索算法,设计了算法的直接插入、重新分配、替换和删除邻域结构及算子。通过仿真实验验证了基于梯度优化目标的动态规划模型的合理性,并说明启发式算法能有效求解低轨预警系统动态任务规划问题。
一种基于谱分析与改进方位非线性变标的大斜视聚束成像算法
邵鹏, 周松, 徐刚, 李亚超, 邢孟道
2013, 35(10): 2445-2452. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01685
[摘要](1482) [PDF 385KB](706)
摘要:
针对大斜视聚束SAR成像中方位频谱混叠,且距离向与方位向严重耦合的问题,该文提出一种利用谱分析(SPECtral ANalysis, SPECAN)解方位频谱混叠、距离向采用调频变标(Chirp Scaling, CS)、方位向采用改进非线性变标(Extended Non-linear Chirp Scaling, ENCS)的大斜视聚束成像算法,首先将回波信号走动校正,然后利用SPECAN消除方位频谱混叠。进行距离徙动校正(Range Cell Migration Correction, RCMC)之后,利用CS消除距离弯曲的空变性,方位向采用ENCS补偿沿方位向变化的多普勒调频率,从而有效地提高了方位向的聚焦深度。仿真结果和分析表明,该方法能够在较大斜视角的聚束SAR模式下得到聚焦良好的高分辨率场景。
调频连续波SAR实时成像算法研究
贾高伟, 常文革
2013, 35(10): 2453-2459. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01004
[摘要](1310) [PDF 360KB](696)
摘要:
调频连续波(Frequency Modulation Continuous Wave, FMCW)体制与合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)的结合,推动了小型化、低功耗、低成本、高分辨率成像雷达的快速发展。该文建立了FMCW SAR的信号模型,统一了FMCW SAR频域算法的理论表达; 结合运动补偿处理,以减小系统计算量为出发点,提出了一种简化的实时成像流程,并在理论上对简化过程引入的相位误差做出细致的理论与量化分析。仿真实验验证了该文所提简化流程的适用性。
直升机载调频连续波旋转式SAR信号分析与成像算法研究
李东, 廖桂生, 王威, 徐青, 党博
2013, 35(10): 2460-2466. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01689
[摘要](1385) [PDF 336KB](763)
摘要:
该文研究基于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)的直升机载旋转式合成孔径雷达(ROtating Synthetic Aperture Radar, ROSAR)成像,提出一种直升机载FMCW-ROSAR成像的新方法。该方法首先利用等效相位中心原理,将收发分置天线系统的回波信号等效为自发自收单基系统。在此基础上,给出了其精确的2维频谱同时分析了载机在发射信号和接收信号过程中天线连续运动的影响产生多普勒频移及其补偿方法;然后运用高效的逆Chirp-Z变换校正了距离徙动空变性。整个算法只包含快速傅里叶变换和复乘操作,不涉及插值,易于工程实现。仿真结果验证了分析结论的正确性和算法的有效性。
利用多角度SAR数据实现三维成像
周汉飞, 李禹, 粟毅
2013, 35(10): 2467-2474. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01534
[摘要](1476) [PDF 511KB](1109)
摘要:
利用多角度SAR数据实现目标高分辨率3维成像对雷达自动目标识别具有重要价值。该文在目标散射稀疏性前提下提出了基于压缩感知的多角度SAR 3维成像方法。文章首先论证多角度SAR测量能够改善测量矩阵的互不相关性。然后根据互不相干影响因素分析,合理选择目标离散间隔构造多角度SAR测量矩阵。最后利用分段正交匹配追踪算法实现目标向量的稀疏重构。该文算法不仅改善了高度分辨率,而且克服了多角度SAR空间采样不连续导致的高旁瓣问题。实验验证了该算法的可行性和稳定性。
基于二维ISAR图像序列的雷达目标三维重建方法
王昕, 郭宝锋, 尚朝轩
2013, 35(10): 2475-2480. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00140
[摘要](1429) [PDF 278KB](919)
摘要:
该文基于刚体目标3维运动过程中的几何不变性,将因子分解法引入ISAR图像处理领域,成功实现了雷达目标从2维到3维的重建。文中基于卡尔曼滤波和最邻近数据关联准则完成不同姿态下2维散射中心的关联,应用因子分解法进行目标结构的分层重建,最后给出评判准则检验重建性能。仿真实验证明,该文方法简单易行,能够有效实现单天线ISAR 3维成像。
步进调频宽带雷达距离扩展目标频域检测算法
刘博, 常文革
2013, 35(10): 2481-2486. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01309
[摘要](1699) [PDF 357KB](749)
摘要:
论文研究高斯杂波背景下步进调频宽带雷达的距离扩展目标检测问题。根据步进调频宽带雷达目标高分辨距离像的特点,提出一种基于回波功率谱的距离扩展目标频域检测算法。该算法无需对目标抽取形成1维距离像,直接利用目标高分辨距离像功率谱与杂波功率谱的差异,在频域实现了距离扩展目标回波能量的积累。推导了算法的检验统计量,给出了虚警概率的表达式。最后通过Monte-Carlo仿真验证了算法的检测性能。仿真结果表明该文的目标检测算法较目标抽取后的检测算法在检测性能上有明显提高,同时其检测性能也优于同条件下基于视频积累的距离扩展目标检测算法,并且具有良好的鲁棒性和工程可实现性。
无参考数据的分布目标知识辅助检测
邹鲲, 廖桂生, 李军, 李伟, 李天星
2013, 35(10): 2487-2492. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01149
[摘要](1231) [PDF 249KB](904)
摘要:
该文利用待检测单元杂波协方差矩阵的先验信息,基于贝叶斯方法,研究无参考数据条件下的分布目标的知识辅助检测问题。首先针对非均匀场景,假定各个距离单元杂波协方差矩阵依概率1不相等,给出了广义似然比检验和最大后验-广义似然比检验两种检测器。然后针对均匀杂波场景,给出了单步和双步广义似然比检验两种检测器。进一步利用计算机仿真分析了先验模型失配条件下的检测器性能。分析结果表明,先验模型参数u较小时,检测器性能与先验模型匹配程度密切相关。当u趋于无穷大时,该文给出的几种检测算法性能趋于相同。
一种脉冲重复间隔复杂调制雷达信号分选方法
李英达, 肖立志
2013, 35(10): 2493-2497. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00060
[摘要](1648) [PDF 286KB](1159)
摘要:
雷达辐射源分选是电子战系统的关键技术之一。为了解决传统的基于脉冲重复间隔(PRI)的分选方法不能有效分选PRI复杂调制雷达信号的问题,该文提出一种利用脉冲到达时间与雷达帧周期的对应关系构成的2维特征向量来提取脉冲序列中PRI的变化规律,进而实现PRI复杂调制雷达信号分选的新方法。该方法可以在脉冲丢失严重且存在噪声脉冲的情况下获得满意的分选结果,并利用模拟仿真验证了方法的有效性。
基于贝叶斯压缩感知的噪声MIMO雷达稳健目标参数提取方法
王超宇, 贺亚鹏, 朱晓华, 孙康
2013, 35(10): 2498-2504. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01614
[摘要](1489) [PDF 303KB](886)
摘要:
针对压缩感知雷达(Compressive Sensing Radar, CSR)面临测量噪声、信道干扰及系统精度误差等扰动时,非自适应随机测量值和感知矩阵失配导致传统CSR目标参数提取性能下降的问题,该文提出一种基于贝叶斯压缩感知(Bayesian Compressive Sensing, BCS)的噪声MIMO雷达稳健目标参数提取方法。文中首先建立了噪声MIMO雷达的稀疏感知模型,推导了基于目标参数稀疏贝叶斯模型的联合概率密度函数,随后将BCS方法与LASSO (Least-Absolute Shrinkage and Selection Operator)算法相结合对联合概率密度函数进行优化求解。与传统CSR算法相比,该方法能够在CSR系统模型存在失配误差时对目标参数进行有效估计,降低了目标参数估计误差,改善了CSR目标参数提取的准确性和鲁棒性。计算机仿真验证了该方法的有效性。
基于投影权优化的双基地MIMO雷达杂波抑制方法
党博, 廖桂生, 李军, 柴睿, 粟嘉
2013, 35(10): 2505-2511. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00005
[摘要](1577) [PDF 327KB](684)
摘要:
在正侧视双基地MIMO雷达中,所有杂波均位于由发射空间角频率、接收空间角频率和多普勒频率所构成的3维空间的同一个平面上。该文利用这一特性,提出一种基于投影权优化的双基地MIMO雷达杂波抑制方法。该方法首先对杂波谱坐标系进行旋转,使得杂波谱在新坐标系下的几何投影是距离独立的。然后以输出信干噪比(SINR)为代价函数对投影权进行优化,以提高杂波抑制性能。最后,通过将该非线性优化问题转换为一个半正定规划(SDP)问题,可以高效地对投影权进行求解。仿真结果表明该方法可以有效地消除杂波的距离依赖性,提高地面动目标检测性能。
基于压缩感知的低空风切变风速估计方法
吴仁彪, 韩雁飞, 李海
2013, 35(10): 2512-2517. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00121
[摘要](1550) [PDF 367KB](819)
摘要:
在机载气象雷达的低空风切变检测流程中,风速估计精度是影响风切变检测效果的重要因素。针对脉冲数较少且信噪比较低时风速估计精度变差的问题,该文提出一种基于压缩感知的低空风切变风速估计方法。该方法根据雷达回波信号的稀疏性,利用多普勒矢量构建一个冗余字典以实现信号的稀疏表示,采用观测矩阵对信号进行压缩处理,并通过信号重构算法恢复该稀疏信号,实现风速的精确估计。仿真实验表明:当脉冲数较少且信噪比较低时,该方法能够在获得精确风速估计的同时使得频谱分辨率大大提高,即能够很好地区分在频域间隔很近的风切变与地杂波信号。
基于空间语义模型的高分辨率遥感图像目标检测方法
冯卫东, 孙显, 王宏琦
2013, 35(10): 2518-2523. doi: 10.3724/SP.J.1146.2013.00033
[摘要](1491) [PDF 449KB](1637)
摘要:
该文提出一种基于空间语义模型的方法,用于高分辨率遥感图像复杂场景中典型地物目标的自动检测。该方法通过分割获取图像对象,引入主题模型统计对象的多维特征,提高了对象特性描述的精度。在此基础上,对图像中有意义的地物目标及它们之间的空间关系建模表达和定量计算,通过获取场景的语义解析树,辅助实现对复杂地物目标的准确提取和定位。在测试数据集上的实验结果表明,该文方法具有较高的智能化程度和较强的稳定性。
一款基于解调信号相位矫正技术的低噪声微陀螺接口电路芯片
吴焕铭, 杨海钢, 尹韬, 吴其松
2013, 35(10): 2524-2431. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01511
[摘要](1346) [PDF 552KB](1054)
摘要:
该文针对设计了一款基于解调信号相位矫正技术的低噪声微陀螺接口电路芯片。读出电路采用全差分跨阻放大器结构优化噪声性能,获得了0.63 aF/\sqrt{Hz}的等效输入电容噪声。检测通路中采用双通道正交解调技术和解调信号相位矫正技术,完全消除了机械正交信号的干扰。芯片在0.35m CMOS工艺下实现,与电容式微陀螺的联合测试表明,微陀螺系统的输入等效噪声为0.01/s/\sqrt{Hz},在8.5 mV//s标度因子和5 V供电电压条件下,陀螺量程达到了200/s,线性度为2 。
研究简报
模2n数乘运算的向量Walsh谱1值点分布特性
张少武, 郑磊
2013, 35(10): 2532-2535. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01746
[摘要](1380) [PDF 205KB](1009)
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较好的混乱扩散性和良好实现效率的非线性置换。该运算可看作一个向量值布尔函数,目前没有公开文献对此环节的向量Walsh谱的循环谱值特性进行研究。该文对y=cx mod 2n(c是任意固定的奇数)的向量Walsh谱的循环谱值特性进行研究,证明了不存在模2n数乘运算的Walsh谱值为-1的输入输出组合,并给出了满足模2n数乘运算的循环Walsh谱值为1时的输入输出组合的结构和计数。
基于仿射非正型变换的Lai-Massey模型的密码学缺陷
付立仕, 金晨辉
2013, 35(10): 2536-2540. doi: 10.3724/SP.J.1146.2012.01574
[摘要](1643) [PDF 317KB](589)
摘要:
Vaudenay(1999)从伪随机性的角度出发,证明了Lai-Massey模型中的变换应设计为正型置换或几乎正型置换。该文从抗差分攻击和线性攻击的角度重新考察了Lai-Massey模型双射的设计问题。证明了基于任意有限交换群设计的Lai-Massey模型,如果变换设计为该群上的仿射变换,则必须为正型置换,否则该算法将分别存在概率为1的差分对应和线性逼近,结论表明仿射的几乎正型置换并不适用于Lai-Massey模型的设计。此外,该文借助有限群的特征标引入了一种新的线性逼近方式,收集和刻画了一般有限交换群上Lai-Massey模型输入和输出的线性逼近关系。

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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