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    2017年 第35卷 第6期    刊出日期:2017-11-30
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    中文目录
    2017, 35(6):  0-0. 
    摘要 ( 458 )   PDF (372KB) ( 256 )  
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    英文目录
    2017, 35(6):  0-0. 
    摘要 ( 85 )   PDF (48KB) ( 186 )  
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    通信工程
    多小区多用户协同资源效率优化算法
    钱叶旺, 何世文, 杨绿溪
    2017, 35(6):  675-684.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.001
    摘要 ( 636 )   PDF (7040KB) ( 346 )  
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    对第5代无线通信而言,频谱效率和能源效率已经成为衡量无线通信系统性能的两个关键指标.研究了多小区多用户下行链路的资源效率最大化问题,其中资源效率定义为频谱效率和能源效率的加权和.干扰信道的用户速率是一个非凸函数,因此所研究的优化问题也是一个非凸优化问题.利用分数规划理论和用户速率与最小均方误差间的关系,将原优化问题转换成一个易于求解的优化问题.针对所获得的转换问题,提出一种分层迭代交替优化算法,并证明算法的收敛性.数值仿真表明了所提算法的有效性.

    一种改进支持向量机的无线定位方法
    杨晋生, 林振军
    2017, 35(6):  685-692.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.002
    摘要 ( 750 )   PDF (5076KB) ( 260 )  
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    针对利用支持向量机无线定位过程中参数对定位准确度有较大影响的问题,提出一种模拟退火改进的支持向量机(simulated annealing-support vector machine,SA-SVM)参数的定位方法.根据蜂窝通信系统模型仿真数据训练支持向量机,利用模拟退火算法迭代寻找SVM最优参数,然后用得到的最优参数进行支持向量机定位.仿真结果表明,相对于原来的SVM定位,SA-SVM有效提高了定位精度,具有很好的应用价值.

    OFDM中利用酉变换和结构最小二乘的角度和时延联合估计
    郭利凯, 吴瑛, 尹洁昕, 王成
    2017, 35(6):  693-705.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.003
    摘要 ( 796 )   PDF (7652KB) ( 303 )  
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    在正交频分复用系统中,低信噪比条件下基于子空间分解的角度和时延联合估计算法的估计精度受限,为此提出一种利用酉变换和结构最小二乘的联合估计算法.利用酉变换将接收数据转换至实数域,然后用二维结构最小二乘建立目标优化函数,计算含有角度和时延信息的两个实对角矩阵.将这两个实矩阵构成一个复矩阵后对该复矩阵进行特征值分解,通过特征值实部和虚部的对应关系实现角度和时延的配对.该算法的目标函数合理地考虑了误差项之间的耦合关系,更加精确地修正了存在误差的信号子空间矩阵,因此估计结果更接近最优解.实验结果表明,该算法的估计精度和估计成功率比传统子空间算法高.

    基于智能可穿戴设备的乐音对比算法
    叶旸, 张雪凡, 刘源, 王臣, 黄庆
    2017, 35(6):  706-716.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.004
    摘要 ( 770 )   PDF (1973KB) ( 470 )  
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    提出一种基于智能可穿戴设备的乐音对比算法.该算法根据乐音信号特性,用平均幅值法定位音符起始点,由短时傅里叶变换获取频域信息;将原始频谱用次谐波求和法与最小方差法提取基频信息,进而精确定位乐音位置;通过计算演奏乐音与模板乐音时频域特征的欧氏距离,实现实时的乐音对比.该方法计算复杂度极低,实时性很好,准确率高.仿真实验表明,该方法适用于智能可穿戴设备的乐音对比.

    非平稳与非完美通信条件下的CI分布式算法
    匡红梅, 李伟
    2017, 35(6):  717-725.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.005
    摘要 ( 713 )   PDF (2645KB) ( 244 )  
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    在无线传感网中,传感节点需从物理世界中估计一些兴趣参数,因此分布式估计是一个重要问题.为解决这一问题,该文发展了CI(consensus-plus-innovations)分布式算法,并从理论上分析了非平稳条件及非完美通信条件下CI分布式算法的均值收敛性能,说明CI分布式算法是均值收敛的,此外还分析了算法的渐进正态性.研究表明,非平稳条件和非完美通信条件并不影响CI算法的收敛性和渐进正态性,但会影响渐进方差.通过仿真验证了CI分布式算法的合理性.

    采用对数预处理的SVM频谱感知方法
    翟旭平, 孟田, 王涛
    2017, 35(6):  726-734.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.006
    摘要 ( 940 )   PDF (6788KB) ( 408 )  
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    为提高频谱感知灵敏度和准确率,减少训练时间,提出一种采用对数函数预处理的支持向量机频谱感知方法.通过实验平台采集出样本集,在保证频谱感知性能前提下,选取一个尺寸最小且具有适用性的训练样本集,利用对数函数对样本集进行预处理,增大主用户信号存在与不存在时样本的平均值之差.实验表明,经对数函数预处理的样本集送入支持向量机进行训练和测试,其频谱感知性能在低信噪比下有明显提高,检测率达到90%以上.

    信号与信息处理
    基于QR分解的NSCT域指纹图像脆弱水印算法
    史骏鹏, 吴一全
    2017, 35(6):  735-744.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.007
    摘要 ( 831 )   PDF (7060KB) ( 328 )  
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    为保证指纹信息在网络传输中的安全性,提出一种基于QR分解的非下采样contourlet变换(non-subsampled contourlet transform,NSCT)域指纹图像脆弱水印算法.首先用Arnold变换和Logistic置乱对指纹水印进行双重加密待用.将宿主图像进行两层NSCT分解,提取出低频分量进行分块处理,对所有分块都进行QR分解,得到多个上三角矩阵.由于图像QR分解后大部分信息集中于上三角矩阵的首行元素,具有较好的信息保真能力,因此将加密后的指纹水印嵌入上三角矩阵.实验结果表明,该算法在保证不可感知性的前提下,对于常规图像处理和一般几何攻击都具有很好的脆弱性,并且能够精确地定位出篡改区域.

    改进的卷积神经网络用于对比度增强取证
    董伟, 王建军
    2017, 35(6):  745-753.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.008
    摘要 ( 942 )   PDF (5364KB) ( 456 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    提出一种改进的卷积神经网络(modified convolutional neural network,MCNN)用于图像的对比度增强取证.其中MCNN第1层是预处理层,这一层将输入图像转化为二值灰度共生矩阵(binary gray-level co-occurrence matrix,BGLCM),其余各层与传统的卷积神经网络相同,这些层可从BGLCM上学习特征并以此进行分类.该方法的特征提取和分类可同时进行优化,使提取到的特征更适合对比度增强检测.实验表明,所提方法不仅可检测传统的对比度增强技术和两种反取证技术产生的对比度增强图像,还可区分对比度增强时所采用的参数.

    基于QDCT马尔科夫方法的彩色图像拼接检测
    王金伟, 刘仁峰
    2017, 35(6):  754-762.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.009
    摘要 ( 896 )   PDF (8797KB) ( 269 )  
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    提出一种基于四元数离散余弦变换(quaternion discrete cosine transform,QDCT)的拼接检测方案.该方案充分利用了彩色图像三通道之间的相关性,减少了图像彩色信息的损失.将彩色图像进行QDCT得到变换系数,然后使用四元数马尔科夫方法提取特征,最后用支持向量机检测拼接图像.使用图像库CASIA TIDE v1.0和CASIA TIDE v2.0进行实验,所得准确率分别达到98.75%和96.78%,表明该方法优于大部分现有方法.

    基于非下采样Contourlet变换的自适应医学图像融合算法
    楼建强, 戴文战, 李俊峰
    2017, 35(6):  763-774.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.010
    摘要 ( 791 )   PDF (7973KB) ( 368 )  
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    提出一种多模态医学图像融合算法.用非下采样contourlet变换(non-subsampled contourlet transform,NSCT)将已配准的源图像进行分解,得到低频子带和多层高频子带,然后在各子带中将NSCT系数进行融合.对于低频子带,根据其特性制定规则融合区域能量、互信息、信息熵;对于高频子带,则依据改进的拉普拉斯能量和融合规则,用遗传算法自动优化其待定参数.将融合后的高、低频子带进行NSCT逆变换即可得到融合图像.对灰度和彩色医学图像进行的实验表明,与其他方法相比,用该算法得到的融合图像包含更丰富的纹理信息,视觉效果较好.

    顾及空间邻接关系的无人机影像匹配并行算法
    张春森, 仇振国, 郭丙轩, 肖雄武, 朱师欢
    2017, 35(6):  775-785.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.011
    摘要 ( 933 )   PDF (13858KB) ( 382 )  
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    为解决无人机(unmaned aerial vehicle,UAV)影像匹配并行算法的负载均衡和特征数据传输问题,提出一种顾及空间邻接关系的影像匹配并行算法,旨在不降低原有匹配精度的前提下,最大限度地提高影像匹配效率.在特征提取阶段,根据影像空间邻接关系完成各对应节点的初始任务划分,随后进行稍细粒度的二次划分,以确定最终的特征提取任务.在任务调度时,根据计算节点的状态优先分配对应节点的任务.对应节点的任务全部分配完毕再分配其他节点对应的任务.在匹配阶段,首先根据特征提取任务划分匹配任务,然后根据特征提取任务的节点编号划定对应于每一节点的匹配任务单元,使用相同的任务调度方法完成整个测区的影像匹配.对一套有1 463幅UAV影像的典型数据进行实验,结果表明该算法不但能实现并行系统的负载平衡,还能减小特征数据的传输量,从而显著提高影像匹配效率.

    控制与系统
    不确定连续系统预设性能非线性PID控制
    陈龙胜, 王琦
    2017, 35(6):  786-796.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.012
    摘要 ( 837 )   PDF (9098KB) ( 254 )  
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    研究不确定连续系统仅输入输出数据可利用情况下的非线性PID控制问题.在系统参考输入信号和输出信号连续可微的条件下引入预设性能控制理论,并基于预设性能控制的性能函数和误差转换思想设计了简单的非线性函数以组合形成非线性PID控制器,进而从理论上证明其可行性.仿真实验表明,所设计的控制器继承了传统PID的优点,且参数调整更灵活,系统的鲁棒自适应性和抗扰性更好.

    碳纤维复合材料激光超声可视化检测系统设计研究
    刘霞, 单宁, 马晓峰, 王少华, 刘团结
    2017, 35(6):  797-804.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2017.06.013
    摘要 ( 731 )   PDF (14497KB) ( 350 )  
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    针对碳纤维复合材料的快速可视化检测,分析了激光超声可视化检测系统的原理.采用扫描激光方式,根据超声传播的可逆性原理,设计了结构简单、操作简便的碳纤维复合材料快速激光超声可视化检测系统,并进行了实验研究.实验结果表明,激光超声可视化检测系统能有效用于碳纤维复合材料结构的缺陷检测,且准确性高,检测速度快,单次检测仅需几十微秒.检测结果直观,可实时动态展示构件内部缺陷,也可对超声传播信息按时间帧回放、选取,利于分析缺陷的位置和尺寸.该系统易于实现完全非接触式检测,适合碳纤维复合材料结构的实时在线监测.