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2015年37卷2期

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论文
最大误差可控的高光谱图像聚类压缩算法
李秋富, 谌德荣, 何光林, 冯辉, 杨柳心
2015, 37(2): 255-260. doi: 10.11999/JEIT140451
[摘要](550) [PDF 243KB](561)
摘要:
针对原有基于奇异值分解的最大误差可控的高光谱图像压缩(EC-SVD)算法未充分利用图像光谱矢量间冗余的问题,该文将高光谱图像压缩与聚类结合,提出最大误差可控的高光谱图像聚类压缩算法。分析发现,图像的光谱矢量间相似度越高越有利于得到好的最终压缩效果。因此,算法首先使用K-均值聚类对高光谱图像像元按光谱矢量聚类,以提高同类光谱矢量间的相似度;其次,对每一类像元分别使用EC-SVD算法思想压缩以控制最大误差。论文证明了当高光谱图像的像元个数与波段数之比较大,且聚类类数不大于8时,聚类能够提高图像最终压缩比。最后,设计整体压缩实验仿真流程,并对实际高光谱图像进行数值仿真。结果表明,在相同参数条件下,该文算法比EC-SVD算法得到的压缩比和信噪比均有提高,最大压缩比提高了10% 左右。该文算法能够有效提高EC-SVD算法的图像压缩效果。
边缘惩罚层次区域合并SAR图像分割算法
张泽均, 水鹏朗
2015, 37(2): 261-267. doi: 10.11999/JEIT140331
[摘要](438) [PDF 17337KB](307)
摘要:
该文利用方向边缘强度信息,建立一种新的边缘惩罚SAR图像分割模型,提出一种最小化该模型的层次区域合并算法。利用多方向比例边缘检测算子(MDRED)提取边缘强度信息,并结合分水岭变换获得高质量的初始过分割结果。利用多边形近似区域边缘,提取边缘的方向,将方向边缘强度映射(OESM)融入边缘惩罚中,获得惩罚强度与边缘强度呈反比的惩罚项。逐渐增大边缘惩罚项的强度,获得由图像特征驱动的层次区域合并算法。利用区域邻接图(RAG)表示图像分割,提高区域合并的速度。实验表明:该文方法与其它方法相比在性能和效率上都有优势,获得更好的分割结果。
结构保持的双边滤波极化SAR图像降噪
杨学志, 叶铭, 吴克伟, 郎文辉, 郑鑫, 李国强
2015, 37(2): 268-275. doi: 10.11999/JEIT140199
[摘要](552) [PDF 9620KB](761)
摘要:
针对极化合成孔径雷达(Polarimetric Synthetic Aperture Radar, PolSAR)图像相干斑抑制时结构保持的难题,该文提出一种PolSAR图像的双边滤波算法:结构保持的双边滤波(SPBF)。该算法通过结合边缘结构特征和地物散射特性,增强对PolSAR图像结构信息的描述,减少滤波时图像结构信息的损失,实现滤波性能的提高。该算法首先使用边缘检测模板在极化总功率图像(Span)上提取边缘方向,实现自适应选择滤波方向窗;其次,采用Freeman-Durden分解获取像素的散射机制,并根据极化数据的统计分布特性获取地物散射的聚类标记;最终在所选的方向窗中,以聚类标记图为掩膜,利用改进的双边滤波算法对PolSAR数据进行相干斑抑制。真实SAR数据的实验结果表明,该方法能够有效抑制相干斑噪声,同时提高了对图像的边缘、强点目标和极化散射特性的保持能力。
有源转发式干扰的全极化单脉冲雷达抑制方法研究
李永祯, 胡万秋, 陈思伟, 殷加鹏, 王雪松
2015, 37(2): 276-282. doi: 10.11999/JEIT140146
[摘要](409) [PDF 353KB](487)
摘要:
有源转发式干扰成为防空反导、反舰攻击等典型作战场景下非常重要的一种干扰样式,对现代雷达形成了严重威胁。该文针对有源转发式干扰对雷达形成的距离欺骗性假目标干扰和角度欺骗性干扰两种典型情况,研究了全极化单脉冲雷达识别转发式干扰并加以抑制的方法,理论推导和仿真实验结果表明利用极化信息可以识别并抑制此类干扰,这对新一代极化雷达适应复杂电磁环境问题的研究具有深刻的理论指导和借鉴意义。
基于幅相一致性校正的稳健植被参数反演方法
卢红喜, 宋文青, 李飞, 王英华, 刘宏伟, 保铮, 黄海风
2015, 37(2): 283-290. doi: 10.11999/JEIT140261
[摘要](374) [PDF 1829KB](440)
摘要:
植被参数反演是极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)的重要应用。传统反演方法未考虑观测样本数据幅度和相位的非平稳特性,以及观测信号非均匀分布对其散布区域线性变化主导方向估计的影响。针对这些问题,该文首先采用经过幅度和相位一致性校正的数据样本估计极化相干矩阵,提高了极化干涉复相干系数的估计性能,并提出了映射空间均衡化(MSR)处理技术以消除观测信号非均匀分布对主导方向提取的影响,通过引入主成分分析(PCA)方法进一步提高了参数反演算法的性能。利用欧空局(ESA)发布的软件PolSARPro仿真验证了该文方法在植被参数反演方面具有更好的稳健性和估计精度。
弹道中段群目标平动补偿与分离方法
胡晓伟, 童宁宁, 董会旭, 初洪帅
2015, 37(2): 291-296. doi: 10.11999/JEIT140494
[摘要](344) [PDF 1327KB](502)
摘要:
弹道微动群目标时频图是多目标多散射点微多普勒的叠加,以往针对单目标的补偿与分离方法不再适用。针对这一问题,该文首先分析了群目标及诱饵的微多普勒形式;利用弹道中段目标运动平稳,短时观测加速度近似为常数的特性,采用Radon变换检测微多普勒曲线的倾斜程度,用最小熵准则和高斯函数拟合的方法估计平动参数,进而完成平动补偿;对补偿后的群目标时频图利用Viterbi算法提取各条微多普勒曲线,依据同一目标各散射点微多普勒的周期相关性,完成群目标分离;最后仿真验证了以上方法的有效性。
基于三维SAR成像的RCS近远场变换方法研究
张晓玲, 陈明领, 廖可非, 师君, 韦顺军
2015, 37(2): 297-302. doi: 10.11999/JEIT140535
[摘要](435) [PDF 417KB](1009)
摘要:
微波3维成像能够准确地从背景噪声中分离出目标的散射信息,适用于外场目标电磁(EM)散射特性的分析和研究,因而从3维合成孔径雷达(SAR)成像的角度研究目标电磁的散射特性是目前的一个新兴的热门课题。该文以此为背景,首先从Stratton-Chu积分方程出发详细推导3维SAR的近场波数域成像过程,解释3维SAR成像的物理意义;然后阐述基于3维SAR成像的雷达散射截面积(RCS)近远场变换原理,介绍3维SAR图像的散射中心提取方法,给出基于3维SAR成像的RCS近远场变换算法;最后通过FEKO软件进行了仿真实验,得到了5个点目标的RCS近远场变换的方位特性曲线和频率特性曲线,并通过与理论情况的对比,验证该算法在RCS近远场变换技术中的有效性。
一种应用于斜视聚束模式的改进极坐标格式成像算法
邵鹏, 李亚超, 李学仕, 邢孟道
2015, 37(2): 303-308. doi: 10.11999/JEIT140564
[摘要](383) [PDF 2512KB](503)
摘要:
极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)通常应用于正侧视聚束SAR成像,当PFA应用斜视聚束时,传统沿视线插值(Line Of Sight Interpolation, LOSI)PFA方法会导致方位频谱非等间隔采样。该文针对上述问题提出一种新的方位频谱插值方法,根据斜视聚束的几何模型可以得到方位频谱精确的插值形式,从而实现对方位频谱等间隔重采样。在获得了均匀的频谱后进行2维逆傅里叶变换,便可以得到大范围的斜视聚束场景。为了验证该文算法的有效性,进行了实验仿真及实测数据验证,该方法与传统插值的方法进行比较,能够增大斜视聚束场景范围。
基于线阵的MIMO-ISAR二维成像方法
董会旭, 张永顺, 冯存前, 李哲
2015, 37(2): 309-314. doi: 10.11999/JEIT140529
[摘要](349) [PDF 682KB](607)
摘要:
针对多输入多输出逆合成孔径雷达(MIMO-ISAR)成像中空-时阵列非均匀造成的成像数据不均匀,该文基于线阵建立了目标空-时回波信号模型,经过推导,提出一种相同距离单元横向聚焦的成像方法。该方法首先进行距离补偿,将空时分布的距离像对齐至目标初始位置;然后构建相位因子,补偿非关心方向运动引起的相位变化;最后对相同距离单元数据沿横向相干叠加,实现横向聚焦。该算法不受阵列形式的限制,无需数据均匀化处理,而且能够横向定标,仿真验证了该方法的有效性。
基于复数因子分析模型的步进频数据压缩感知
徐丹蕾, 杜兰, 刘宏伟, 王鹏辉, 丛玉来
2015, 37(2): 315-321. doi: 10.11999/JEIT140407
[摘要](389) [PDF 750KB](526)
摘要:
认知雷达发射高距离分辨率步进频信号通常需要较长的观测时间。为了节省时间资源,该文提出一种贝叶斯重构算法,用较少的步进频信号脉冲得到的频点缺失频域数据,重构出相应的全带宽频域数据。首先利用复数贝塔过程因子分析(Complex Beta Process Factor Analysis, CBPFA)模型对一组全带宽频域数据进行统计建模,求解得到其概率密度函数;然后在目标被跟踪且姿态变化不大的情况下,只发射步进频信号的部分脉冲,根据先前CBPFA模型得到的概率密度函数,对频点缺失的频域数据利用压缩感知理论和贝叶斯准则解析地重构出相应的全带宽频域数据。基于实测1维高分辨距离(High Range Resolution, HRR)数据的重构实验,证明了该文提出方法的性能。
一种循环迭代的MIMO雷达发射方向图设计方法
吴梦, 刘宏伟, 王旭
2015, 37(2): 322-327. doi: 10.11999/JEIT141043
[摘要](337) [PDF 628KB](575)
摘要:
现有多输入多输出(MIMO)雷达发射方向图设计是通过优化信号相关矩阵来逼近期望方向图,可采用凸优化方法求解,但其计算量较大,不利于工程实现。针对上述问题,该文提出一种循环迭代的MIMO雷达发射方向图设计方法。该方法以加权最小二乘为准则,通过引入辅助变量,将对信号相关矩阵的优化问题转化为关于其Hermite平方根的二次优化问题,再以循环迭代的方式进行求解。对于均匀线阵,当采用均匀加权且离散化方位角在归一化空间频率域均匀采样时,可采用快速傅里叶变换(FFT)的方式进行求解,进一步提高计算效率。仿真结果表明,该方法所得发射方向图可以很好地逼近期望方向图,且具有较高的实时性。
基于混合矩的极化SAR图像K分布模型参数估计新方法
崔浩贵, 刘涛, 蒋宇中, 高俊
2015, 37(2): 328-333. doi: 10.11999/JEIT140551
[摘要](403) [PDF 1928KB](530)
摘要:
K分布模型在极化合成孔径雷达(PolSAR)图像建模领域中获得广泛应用。其模型参数估计的精度将直接影响到模型拟合的准确性。目前普遍采用的K分布参数估计方法是基于协方差矩阵Mellin变换的对数累积量的估计方法。但是该方法没有解析的表达式,数值计算运算时间较长,另外在形状参数1时估计偏差较大。为此该文提出一种基于|z|rlg|z|混合矩的参数估计新方法,该方法对不同形状参数值下的参数估计具有较好的适应性,并且在值较小时估计性能优于对数累积量方法。同时在r=1/d时该方法有解析的表达式,其运算时间优于对数累积量方法。最后用仿真数据和实测数据对新方法和已有参数估计方法的结果进行了比较,验证了基于混合矩估计方法的准确性与有效性。该方法为PolSAR图像统计模型参数的快速有效估计提供了新手段。
空域数据分解的两级降维自适应处理方法
周延, 冯大政, 朱国辉, 向平叶
2015, 37(2): 334-338. doi: 10.11999/JEIT140508
[摘要](413) [PDF 230KB](498)
摘要:
传统的后多普勒自适应处理方法,如因子法和扩展因子法,虽然能大大降低自适应处理时的运算量和独立同分布样本的需求量,但在天线阵元数进一步增大的情况下,还是不能有效抑制杂波。针对这一问题,该文提出一种空域数据分解的两级降维自适应处理方法。该方法将多普勒滤波后的空域数据进行分解,使其变为两个向量的Kronecker乘积,得到一双二次代价函数,利用循环迭代的思想求解最优权。实验表明该方法具有快速收敛,所需训练样本少的优点,尤其在小样本条件下该方法抑制杂波的性能明显优于因子法和扩展因子法。
基于ISAR图像的中段目标二维几何特征反演方法
徐少坤, 刘记红, 袁翔宇, 陆静
2015, 37(2): 339-345. doi: 10.11999/JEIT140338
[摘要](410) [PDF 760KB](354)
摘要:
该文针对弹道导弹防御系统的目标识别问题,研究了中段目标的2维几何特征反演方法。基于中段目标的外形特征,提出了一种描述目标2维几何结构的稳定特征量,该特征量不受目标姿态变化和雷达工作条件的影响。基于中段目标的电磁散射特性,建立了目标在不同姿态下的ISAR成像结果与目标2维几何特征的映射关系,进而提出一种基于ISAR像的中段目标2维几何特征反演方法,能够稳定地反演出中段目标飞行过程中所有姿态下的2维几何特征。通过电磁计算数据和暗室测量数据验证了所提方法的有效性和稳定性。
基于灰度特征和自适应阈值的虚拟背景提取研究
庄哲民, 章聪友, 杨金耀, 李芬兰
2015, 37(2): 346-352. doi: 10.11999/JEIT140317
[摘要](426) [PDF 1521KB](1069)
摘要:
针对虚拟背景提取(Visual Background extractor,ViBe)算法在目标检测时容易出现鬼影和运动目标阴影的缺点,该文提出了一种基于灰度特征和自适应阈值的ViBe背景建模改进方法。该算法首先利用ViBe算法进行背景建模,得到前景目标,然后对前景目标进行灰度特征判断和自适应阈值比较,得到没有鬼影和运动目标阴影的运动目标。实验结果表明,改进后的算法可以很好地弥补ViBe算法的不足,提高ViBe算法的识别准确率。
一种基于Leap Motion的直观体交互技术
徐崇斌, 周明全, 沈俊辰, 骆岩林, 武仲科
2015, 37(2): 353-359. doi: 10.11999/JEIT140370
[摘要](419) [PDF 3961KB](1168)
摘要:
Leap Motion系统可高精度实时检测并跟踪手掌、手指的位置和速度等信息,为大屏幕、远距离体交互提供有效途径。通过观察用户手势远距离操控现实环境中的物体,该文设计易于理解的体交互操作手势;借助对Leap Motion传感器工作区域的远近场划分,建立合理的物理空间和信息空间映射关系;针对利用深度相机的手部姿态解算问题,结合Leap Motion传感器的特点,提出一种结合手掌法向和指尖向量的空间姿态算法;结合大屏幕体交互的任务特点,设计了支持连续数据流的非接触式体交互原型系统;最后通过用户实验对原型系统进行评估。结果表明,和传统的2D体交互比较,该文算法的用户体验和表现更为自然、直观和高效。
基于总体冲突概率和三维布朗运动的冲突探测算法
石磊, 吴仁彪, 黄晓晓
2015, 37(2): 360-366. doi: 10.11999/JEIT140363
[摘要](325) [PDF 315KB](355)
摘要:
随着空中交通流量的增加,冲突探测在空中交通管理系统中的作用越来越重要。该文提出了一种概率型冲突探测算法,计算向前看时间内的总体冲突概率。基于飞机3维布朗运动模型,飞机的预测航迹可以表示为确定航迹外加布朗运动扰动。对于两飞机速度为常值的运动情况,冲突概率可以表示为做布朗运动的飞机进入运动的飞机保护区的概率,使用坐标变换和Bachelier-Levy定理进行估计;对于两飞机运动为非匀速运动情况,预测航迹则可以使用足够多速度为分段常值的片段来近似,计算出每一片段内的冲突概率,并给出了向前看时间内总体冲突概率的上下界。与蒙特卡罗仿真结果比较,算法满足冲突探测精度要求,对及时发现冲突和冲突解决具有重要意义。
单通道脑电信号中眼电干扰的自动分离方法
吴明权, 李海峰, 马琳
2015, 37(2): 367-372. doi: 10.11999/JEIT140602
[摘要](446) [PDF 680KB](1008)
摘要:
当前主流的眼电(EOG)去除方法需要利用多通道脑电的相关性,难以在单通道的便携式脑机接口(BCI)中应用。该文提出一种基于长时差分振幅包络与小波变换的眼电干扰自动分离方法。首先在原脑电信号的长时差分振幅包络上实施双门限法来精确检测眼电的起止点,然后利用sym5小波对脑电进行分解并引进Birg_Massart策略来自适应地确定小波重构系数阈值,最后通过小波重构精确地估计眼电,实现单通道上眼电与脑电的自动分离。大量实验证明,该方法与主流的平均伪迹回归分析和基于独立成分分析(ICA)的方法相比,能够获得更好的估计眼电与原眼电的相关性,保证更高的校正信噪比和较强的实时性,能够满足脑机接口多方面的需要。
基于谱优势与非线性变换混合的立体声声学回声消除方法
杨鹤飞, 郑成诗, 李晓东
2015, 37(2): 373-379. doi: 10.11999/JEIT140274
[摘要](476) [PDF 334KB](593)
摘要:
立体声声学回声控制系统中,两通道信号间的强相关性导致自适应算法的解不唯一,滤波器失调较大。为了解决此问题,并尽可能地保留语音质量,该文基于心理声学上的谱优势效应提出一种新型的混合立体声声学回声消除方法。根据谱优势效应,在3个低次谐频处注入能量较弱的正弦信号,以减弱低频相关性。同时对非线性变换法进行改进,以用于中高频去相关处理。与传统方法的多方面性能测试对比结果表明:所提方法能有效改善失调性能并提高收敛速度,且具有较小的语音失真。
具有良好宽容性的逆波束形成干扰抑制算法研究
葛士斌, 陈新华, 孙长瑜
2015, 37(2): 380-385. doi: 10.11999/JEIT140578
[摘要](255) [PDF 263KB](369)
摘要:
在阵列信号处理中,逆波束形成干扰抑制算法利用干扰的方位信息估计干扰信号从而进行干扰抑制,但在复杂海洋环境中阵列接收的干扰信号往往存在相位随机扰动,此方法估计的干扰信号与实际干扰信号有较大偏差,造成干扰抑制效果不理想。为适应干扰相位的随机扰动,具有良好宽容性的逆波束形成干扰抑制算法充分考虑随机扰动的存在,利用干扰重建矩阵估计干扰信号,此时估计干扰信号更接近实际干扰信号,保证干扰抑制有较好的结果。该文算法充分考虑了复杂海洋环境中干扰信号的相位扰动,可以获得较好的干扰抑制效果,提高了算法的宽容性。理论分析、计算机仿真结果均表明该文算法的有效性。
基于混合多样性生成与修剪的集成单类分类算法
刘家辰, 苗启广, 曹莹, 宋建锋, 权义宁
2015, 37(2): 386-393. doi: 10.11999/JEIT140161
[摘要](287) [PDF 900KB](529)
摘要:
针对传统集成学习方法直接应用于单类分类器效果不理想的问题,该文首先证明了集成学习方法能够提升单类分类器的性能,同时证明了若基分类器集不经选择会导致集成后性能下降;接着指出了经典集成方法直接应用于单类分类器集成时存在基分类器多样性严重不足的问题,并提出了一种能够提高多样性的基单类分类器混合生成策略;最后从集成损失构成的角度拆分集成单类分类器的损失函数,针对性地构造了集成单类分类器修剪策略并提出一种基于混合多样性生成和修剪的单类分类器集成算法,简称为PHD-EOC。在UCI标准数据集和恶意程序行为检测数据集上的实验结果表明,PHD-EOC算法兼顾多样性与单类分类性能,在各种单类分类器评价指标上均较经典集成学习方法有更好的表现,并降低了决策阶段的时间复杂度。
利用等差数列构造大围长准循环低密度奇偶校验码
张轶, 达新宇, 苏一栋
2015, 37(2): 394-398. doi: 10.11999/JEIT140538
[摘要](283) [PDF 222KB](369)
摘要:
针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码中准循环基矩阵的移位系数确定问题,该文提出基于等差数列(AP)的确定方法。该方法构造的校验矩阵的围长至少为8,移位系数由简单的数学表达式确定,节省了编解码存储空间。研究结果表明,该方法对码长和码率参数的设计具有较好的灵活性。同时表明在加性高斯白噪声(AWGN)信道和置信传播(BP)译码算法下,该方法构造的码字在码长为1008、误比特率为10-5时,信噪比优于渐进边增长(PEG)码近0.3 dB。
一种多无线电系统中基于公平性和精细化带宽分配的资源分配算法
潘甦, 曹跑跑, 刘胜美
2015, 37(2): 399-404. doi: 10.11999/JEIT140339
[摘要](263) [PDF 392KB](396)
摘要:
该文针对以OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)为多址接入方式的多无线电系统中用户比例公平性和系统效率问题进行了研究,提出一种联合资源分配算法,不仅保证了用户比例公平性下系统的吞吐量,还充分考虑了分配的带宽是子信道带宽整倍数的特点,对分配给每个终端的带宽进行子信道整数倍调整。最后通过仿真对比,从系统吞吐量和公平性两方面给出了算法的性能。
大规模MIMO时分双工系统的基站天线互易校准算法
顾浙骐, 张忠培
2015, 37(2): 405-410. doi: 10.11999/JEIT140472
[摘要](515) [PDF 651KB](893)
摘要:
对于采用大规模MIMO技术的时分双工系统,基站天线的互易误差会破坏上下行基带信道互易特性,大幅降低系统下行传输性能。考虑到大规模MIMO技术所带来的基站天线间的耦合效应,该文设计了基于总体最小二乘估计的基站天线互易校准算法,以实现对基站的天线互易误差的补偿。该算法以增加计算复杂度为代价,以及通过增加信道测量样本,克服了上下行信道估计误差对现有天线互易误差校准算法的影响。同时,该文通过瑞利商迭代求解降低了该算法的复杂度。若忽略用户天线互易误差,计算机仿真结果表明,该算法相对于现有的基站天线互易误差校正算法,具有1.8 dB左右的性能增益。若考虑用户天线互易误差,该算法相对于已有的算法,具有随信道估计误差方差减小而增大的增益。
一种适用于SC-FDMA多小区系统的协作调度和功率控制算法
牛进平, 苏涛
2015, 37(2): 411-416. doi: 10.11999/JEIT140542
[摘要](401) [PDF 435KB](540)
摘要:
该文针对长期演进(LTE)上行单载波频分多址(SC-FDMA)多小区系统的性能受限于小区间干扰的问题,提出一种综合考虑协作调度和功率控制的方案。该方法分步执行小区间的协作调度和功率控制,首先调度各小区中的用户,在此基础上优化用户的发射功率。调度时首先估计小区间的干扰信息并分配频率资源块给每个小区内的用户,在优化用户的发射功率时,同时考虑由于用户功率改变所造成的目标小区和其他干扰小区性能的变化。进一步提出一种低复杂度功率控制方案,在优化目标小区用户的功率时,只考虑受目标小区干扰影响最大的几个小区性能的变化,其他干扰小区性能的变化则通过引入补偿因子来估计。计算机仿真验证了该文所提方法在系统吞吐量和小区边缘吞吐量方面的性能优势显著。
低轮FOX64算法的零相关-积分分析
郭瑞, 金晨辉
2015, 37(2): 417-422. doi: 10.11999/JEIT140373
[摘要](342) [PDF 238KB](332)
摘要:
FOX系列算法是一类基于Lai-Massey模型设计的分组密码算法。该文首先评估低轮FOX64算法抵抗零相关线性分析的能力,给出4轮FOX64算法的零相关线性区分器。然后,利用零相关线性区分器与积分区分器的关系,首次得到4轮FOX64算法的积分区分器。最后,利用积分区分器分析5, 6, 7, 8轮FOX64算法,攻击的时间复杂度分别约为252.7, 2116.7, 2180.7, 2244.7次加密,数据复杂度为250个选择明文。该文首次给出攻击8轮FOX64/256时间复杂度小于穷举攻击的有效攻击。
格上可撤销的基于身份的适应性安全的加密方案
张彦华, 胡予濮, 江明明, 来齐齐
2015, 37(2): 423-428. doi: 10.11999/JEIT140421
[摘要](440) [PDF 235KB](634)
摘要:
用户撤销是基于身份的加密(IBE)方案在实际应用中所必须解决的问题。Chen等人在ACISP 2012上给出了第1个格上可撤销的基于身份的加密(RIBE)方案,但其只能达到选择性安全。利用Agrawal等人在欧密2010上给出的IBE方案,该文构造出一个格上适应性安全的RIBE方案,从而解决了Chen等人提出的公开问题;进一步指出利用Singh等人在SPACE 2012上给出的块方法,可以有效地缩短该方案的公钥尺寸。
基于中国医用体域网频段的物理层方案设计及干扰分析
邹卫霞, 康峰源, 杜光龙, 张春青
2015, 37(2): 429-434. doi: 10.11999/JEIT140901
[摘要](370) [PDF 296KB](531)
摘要:
该文基于中国医疗体域网的专用频段提出了采用扩频的OQPSK调制方案,并在多种干扰的背景下进行分析,仿真结果表明该方案对宽带干扰具有较好的抑制性能,但是由于接收端帧检测算法虚警率较高而对窄带干扰较为敏感。为此提出基于两次延迟自相关的帧检测算法,并验证该算法对宽带和窄带干扰都有较好的抑制性能。该文的研究成果可以为我国无线体域网标准制定提供技术参考,目前该调制方案已被IEEE802.15.4n采纳。
命名数据网络中基于局部请求相似性的协作缓存路由机制
葛国栋, 郭云飞, 刘彩霞, 兰巨龙
2015, 37(2): 435-442. doi: 10.11999/JEIT140246
[摘要](360) [PDF 496KB](788)
摘要:
该文针对命名数据网络(Named Data Networking, NDN)应答内容的高效缓存和利用问题,依据内容请求分布的局域相似特征,提出一种协作缓存路由机制。缓存决策时,将垂直请求路径上的冗余消除和水平局域范围内的内容放置进行有效结合。垂直方向上,提出基于最大内容活跃因子的路径缓存策略,确定沿途转发对应的最大热点请求区域;水平方向上,采用一致性Hash协同缓存思想,实现应答内容的局域定向存储。路由查找时,将局域节点缓存引入到路由转发决策中,依据内容活跃等级动态执行局域缓存查找,增大内容请求就近响应概率。该机制减小了内容请求时延和缓存冗余,提高了缓存命中率,以少量额外的代价换取了内容请求开销的大幅下降,仿真结果验证了其有效性。
带有节点状态估计的间断连接无线网络缓存管理策略
吴大鹏, 白娜, 王汝言
2015, 37(2): 443-448. doi: 10.11999/JEIT140333
[摘要](262) [PDF 284KB](303)
摘要:
针对间断连接无线网络中的节点缓存资源有限的问题,该文提出一种适用于间断连接无线网络的缓存管理机制。根据运动过程中所获得的网络状态信息,各个节点以分布式的方式估计给定节点与其他节点直接及间接连接状态、节点服务率以及节点连通强度,动态感知各个节点服务能力的差异,同时预测当前节点成功投递该消息的概率以感知消息的效用值,从而执行缓存管理操作。结果表明,与其他缓存管理机制相比,所提出的缓存管理机制不仅能够有效降低投递开销,同时大幅度地提高了消息成功投递率。
基于结构相似度的大规模社交网络聚类算法
陈季梦, 陈佳俊, 刘杰, 黄亚楼, 王嫄, 冯霞
2015, 37(2): 449-454. doi: 10.11999/JEIT140512
[摘要](518) [PDF 2709KB](1568)
摘要:
针对社交网络的有向交互性和大规模特性,该文提出一种基于结构相似度的有向网络聚类算法(DirSCAN),以及相应的分布式并行算法(PDirSCAN)。考虑社交网络中节点间的有向交互性,将行为结构相似的节点聚集起来,并进行节点功能分析。针对社交网络规模巨大的特点,提出MapReduce框架下的分布式并行聚类算法,在确保聚类结果一致的前提下,提高处理性能。大量真实数据集上的实验结果表明,DirSCAN比无向网络聚类算法(SCAN)在F1上可提高2.34%的性能,并行算法PDirSCAN比DirSCAN运行速度提升1.67倍,能够有效处理大规模的有向网络聚类问题。
基于投影法的不确定分数阶混沌系统自适应同步
张友安, 余名哲, 耿宝亮
2015, 37(2): 455-460. doi: 10.11999/JEIT140514
[摘要](267) [PDF 292KB](450)
摘要:
针对一类具有未知参数、未知非线性函数及外部扰动的分数阶混沌系统,基于分数阶系统稳定性理论和Lyapunov稳定性理论,该文提出一种基于滑模自适应和投影法的同步控制策略。首先选取一类稳定的分数阶积分滑模面,运用自适应技术对不确定项进行估计,设计了同步控制器。然后对自适应设计中容易出现的增长型自适应律运用投影法进行修正,以保证参数有界,从而也保证控制输入有界。最后数值仿真证明了所设计控制器的正确性和有效性。
基于电流线等效的潜艇磁场估算与仿真
陈聪, 魏勇, 姚陆锋, 蒋治国, 龚沈光
2015, 37(2): 461-467. doi: 10.11999/JEIT140063
[摘要](386) [PDF 1687KB](504)
摘要:
根据潜艇水下腐蚀相关电磁信号的产生机理,该文提出可采用由电偶极子首尾相接而成的电流线对其进行模拟。分别采用边界元建模及电流线建模方法对潜艇模型的水下静态电场进行计算,对比分析结果表明,将电流线作为对潜艇水下腐蚀相关静态电磁信号进行估算的数学模型是可行的。在此基础上,结合分层导电媒质中水平直流电偶极子的磁场表达式,对潜艇腐蚀相关静态磁场在全空间中的分布特征进行了仿真分析。结果表明,空气中潜艇腐蚀相关静态磁场近场量值可测,分布特征明显,可用于航空探潜;海水中潜艇腐蚀相关静态磁场远场按距离的平方反比衰减,可用于消磁潜艇的远程探测。分析所得典型结论为进一步的应用研究奠定了基础。
一种考虑空间关联工艺偏差的统计静态时序分析方法
喻伟, 杨海钢, 刘洋, 黄娟, 蔡博睿, 陈锐
2015, 37(2): 468-476. doi: 10.11999/JEIT140295
[摘要](341) [PDF 418KB](351)
摘要:
为了准确评估工艺参数偏差对电路延时的影响,该文提出一种考虑空间关联工艺偏差的统计静态时序分析方法。该方法采用一种考虑非高斯分布工艺参数的二阶延时模型,通过引入临时变量,将2维非线性模型降阶为1维线性模型;再通过计算到达时间的紧密度概率、均值、二阶矩、方差及敏感度系数,完成了非线性非高斯延时表达式的求和、求极大值操作。经ISCAS89电路集测试表明,与蒙特卡洛仿真(MC)相比,该方法对应延时分布的均值、标准差、5%延时点及95%延时点的平均相对误差分别为0.81%, -0.72%, 2.23%及-0.05%,而运行时间仅为蒙特卡洛仿真的0.21%,证明该方法具有较高的准确度和较快的运行速度。
基于云模型进化算法的硅通孔数量受约束的3D NoC测试规划研究
许川佩, 陈家栋, 万春霆
2015, 37(2): 477-483. doi: 10.11999/JEIT140165
[摘要](316) [PDF 765KB](471)
摘要:
针对硅通孔(TSV)价格昂贵、占用芯片面积大等问题,该文采用基于云模型的进化算法对TSV数量受约束的3维片上网络(3D NoC)进行测试规划研究,以优化测试时间,并探讨TSV的分配对3D NoC测试的影响,进一步优化3D NoC在测试模式下的TSV数量。该方法将基于云模型的进化算法、小生境技术以及遗传算法的杂交技术结合起来,有效运用遗传、优胜劣汰以及保持群落的多样性等理念,以提高算法的寻优速度和寻优精度。研究结果表明,该算法既能有效避免陷入局部最优解,又能提高全局寻优能力和收敛速度,缩短了测试时间,并且优化了3D NoC的测试TSV数量,提高了TSV的利用率。
研究简报
基于惯性鞋载传感器的人员自主定位粒子滤波方法
谷阳, 宋千, 李杨寰, 马明, 周智敏
2015, 37(2): 484-488. doi: 10.11999/JEIT140362
[摘要](380) [PDF 972KB](488)
摘要:
为了解决卫星导航信号被遮挡条件下定位问题,该文提出一种基于惯性鞋载传感器的高精度人员自主定位方法。该方法通过经典的拓展卡尔曼滤波辅助的零速更新(ZUPT-aided EKF)算法解算鞋尖惯性测量数据得到人员的初步运动轨迹,并创新性地提出一种粒子滤波框架下利用建筑物结构先验知识对轨迹进行修正的方法。根据大多数建筑物的结构,将行走平面划分为8个方向,包含4个主方向(走廊朝向)和4个辅助方向。根据粒子偏离8方向的程度按照高斯函数对粒子的权值进行更新,并用剩余重采样的方法避免了粒子的退化。实测数据验证了该文提出的方法,结果表明:该方法比轨迹修正前和传统轨迹修正的方法有更好的精度,在861 m的复杂轨迹下定位误差仅为2.7 m,定位精度优于0.5%;同时该方法有较好的一致性,不同楼层间的行走定位误差保持在2 m内, 可以进行稳定持续地定位。
一种低复杂度线性调频信号参数估计算法
熊竹林, 刘策伦, 安建平
2015, 37(2): 489-493. doi: 10.11999/JEIT140166
[摘要](322) [PDF 274KB](418)
摘要:
为降低线性调频(LFM)信号参数估计的复杂度,该文提出一种二次估计算法。首先通过短时相干积分与非相干累加对频率斜升和起始频率进行预估计;然后以预估计结果为中心,利用多路并行部分匹配滤波快速傅里叶变换(PMF-FFT)和二次插值对参数进行精确估计;最后综合预估计和精确估计结果得到参数的最终估计值。仿真结果表明,该算法信噪比门限较低,估计精度接近克拉美罗下界,其计算复杂度和资源消耗均远低于频率斜升试探算法和插值联合估计算法。
轮廓线优化的多通道三维水墨渲染模型
陈添丁, 金炜炜, 陈英旦, 徐先力, 余长宏
2015, 37(2): 494-498. doi: 10.11999/JEIT140434
[摘要](433) [PDF 7305KB](746)
摘要:
3维水墨风格模拟是非真实绘图(NPR)的重要课题之一。传统的渲染方法局限于黑白墨色,色彩单一。该文提出一种轮廓线优化的多通道3维水墨渲染模型。首先,利用光照模型配合Alpha通道,完成3维水墨画的内部着色;其次,运用网格模型扩张实现轮廓线的风格化;最后,利用表优先级3维深度排序算法隐去Alpha通道中多余的轮廓线,实现3维水墨渲染图像输出。实验结果表明,该方法渲染效果好,轮廓线优化使水墨效果更加逼真,多通道的渲染图像输出也方便后期的图像处理。
一种基于改进隐马尔可夫的多媒体业务分类算法
王再见, 董育宁, 张晖, 冯友宏
2015, 37(2): 499-503. doi: 10.11999/JEIT140340
[摘要](253) [PDF 1522KB](482)
摘要:
该文提出一种基于改进隐马尔可夫(Hidden Markov Model, HMM)的多媒体业务分类算法。改进后的算法保持典型HMM模型结构不变,通过区分包大小的位置信息,改变发射概率取值,提高了多媒体业务区分性能。理论分析表明,该文模型在计算量上低于高阶HMM;实验结果表明,改进的HMM多媒体业务分类算法的区分效果优于现有的HMM多媒体业务分类方法。
一种基于后缀排序快速实现Burrows-Wheeler变换的方法
李冰, 龙冰洁, 刘勇
2015, 37(2): 504-508. doi: 10.11999/JEIT140232
[摘要](406) [PDF 225KB](1177)
摘要:
近年来,Bzip2压缩算法凭借其在压缩率方面的优势,得到了越来越多的应用,Bzip2的核心算法是Burrows-Wheeler变换(BWT), BWT能有效的将数据中相同的字符聚集到一起,为进一步压缩创造条件。在硬件实现BWT时,常用的基于后缀排序的算法能有效克服BWT消耗存储资源大的问题,该文对基于后缀排序实现BWT的方法进行了详细分析,并且在此基础上提出了一种快速实现BWT的方法后缀段算法。仿真结果表明后缀段算法在处理速度上比传统的基于后缀排序的算法有很大的提高。

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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