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    1. 基于复数深度神经网络的电磁信号调制识别
    袁德品, 赵亮, 葛宪生
    电子科技    2025, 38 (3): 1-6.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.03.001
    摘要179)   HTML50)    PDF (2836KB)(177)   

    在复杂电磁环境区域中,较难获取信号调制类型。传统调制信号识别分类方法因自身缺陷导致识别成功率不佳。目前用于信号调制的深度学习方法均基于实数来表征和处理,但因丢失复数原本的内在联系而容易出现识别偏差。针对这种情况,文中将复数深度神经网络应用于电磁信号的调制识别,设计了复卷积、批归一化和全连接网络等复数卷积深度神经网络,并通过Softmax函数完成最终的分类任务。采用标准数据集RML2016.10a完成网络训练以及测试工作。实验结果表明,通过训练后的复数深度神经网络优于传统识别算法,可以有效提升电磁信号识别率。

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    2. 基于移相策略的无变压器半桥锂电池均衡器
    周斌, 阚加荣, 陈鹤鸣, 陈威威, 李炎, 徐苏东
    电子科技    2025, 38 (2): 1-9.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.001
    摘要194)   HTML39)    PDF (4454KB)(168)   

    针对锂电池单体间存在不一致性以及传统半桥均衡器多绕组变压器制作难度大、成本高等问题,文中提出了一种无变压器半桥锂电池均衡器,并分析了该均衡器在高频状态下影响电池单体间能量流动的关键因素。均衡器采用移相控制、最短均衡路径以及并行均衡模式,可以快速实现多个电池单体间同时均衡,因此其均衡速度快、均衡效率高且不受串联电池单体数量的影响,具有控制简单、均衡效率高、灵活性高以及开关器件少等优点。根据电池充放电动态模型推导出电池单体间能量均衡计算式,通过搭建仿真模型和实验样机对其进行验证。仿真和实验结果表明,基于移相策略的无变压器半桥锂电池均衡器能够快速实现电池单体间电压均衡。

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    3. 基于相位测量偏折术的透明物体表面缺陷检测
    丁玉洁, 周志峰, 王勇, 王立瑞
    电子科技    2024, 37 (5): 62-70.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.009
    摘要327)   HTML4)    PDF (3719KB)(146)   

    目前国内对玻璃、透镜等透明物体的质量控制仍使用传统方法,传统的肉眼评估方法效率低下。为实现透明物体表面缺陷的自动化检测,提出一种基于相位测量偏折术(Phase Measuring Deflectometry,PMD)的透射式检测方法。利用结合了新相移图案生成计算式的PMD算法生成结构光条纹图案,使用透射式系统将该条纹图案投射到被测物体表面。相机采集经被测物体折射后的变形条纹图片,生成绝对相位图,通过识别绝对相位图中的局部畸变提取缺陷。通过分析周期错位导致误检的原因,提出一种绝对相位周期错位修正的方法。新相移图案生成计算式能提前修正周期错位现象,二者结合使用能提高相位展开的精度。以焦距为300 mm的凹、凸透镜为例进行实验,结果表明该方法能准确地提取出因表面缺陷导致的绝对相位图中的局部畸变,精度为0.1 mm。

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    4. 基于随机矩阵理论的电网薄弱环节辨识策略
    阳杰, 孙伟卿, 马美玲
    电子科技    2024, 37 (7): 1-8.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.001
    摘要258)   HTML16)    PDF (2265KB)(142)   

    随着电网规模不断扩大,新型电力系统的运行特性愈加复杂,准确辨识电网存在的薄弱环节对提高系统的监测能力和保障系统的可靠运行具有重要的实际意义。文中基于随机矩阵理论提出了一种电网薄弱环节辨识策略。该策略利用电网运行中的实测数据构造随机矩阵,基于随机矩阵理论构建薄弱环节的判断指标,并设计了薄弱节点和薄弱支路的判断方法。该方法从数据相关性的角度进行分析,不需要考虑实际电网复杂的网络结构和运行机理,因此没有复杂的建模过程。为了验证该方法的可行性,通过IEEE 39节点系统搭建了算例仿真,并与传统方法进行了对比。结果表明,所提策略在辨识薄弱节点和支路上具有较好效果,且准确性相较于传统方法有所提升。

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    5. 基于脑电信号和周围生理信号的多模态融合情感识别
    马壮, 甘开宇, 尹钟
    电子科技    2025, 38 (2): 62-69.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.008
    摘要203)   HTML7)    PDF (2024KB)(127)   

    基于脑电信号(Electroencephalogram,EEG)和周围生理信号解码人类内部情绪状态是情感计算领域的关键,但使用脑电信号或周围生理信号模态的机器学习模型性能可能受到限制。文中基于单模态方法提出了一种多模态融合策略,对每个脑电信号片段提取了微分熵特征、统计特征和复杂度特征,并对这些特征与周围生理信号特征进行了适当整合。文中方法融合了DEAP(Database for Emotion Analysis using Physiological Signals)数据集中记录的多个模态特征。在效价方面,单一脑电特征的实验精度为49.21%,两类特征融合分别取得了56.39%、55.24%和56.98%的分类精度,3类模态融合的实验精度为56.98%。在唤醒方面,单一脑电特征的实验精度为49.34%,两类特征融合分别取得了54.53%、54.53%和59.39%的分类精度,3类特征融合的实验精度为55.48%。实验结果表明,脑电信号特征和外周围生理信号特征融合后的多模态特征分类精度最高,相比于单一的脑电信号特征分类精度分别提升了7.77%和10.05%。

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    6. 基于新型趋近律的四旋翼滑模控制
    张牛, 周颖
    电子科技    2024, 37 (12): 1-8.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.12.001
    摘要176)   HTML16)    PDF (1210KB)(120)   

    为解决四旋翼飞行器在飞行过程中的轨迹跟踪和姿态控制问题,文中基于改进的新型趋近律和滑模函数设计了滑模变结构非线性控制器。根据四旋翼飞行器的欠驱动、强耦合和多变量特性对其系统进行整体受力分析,根据牛顿第二定律和欧拉动量方程简化系统数学模型。基于传统指数趋近律并结合双幂次项、比例项和改进的变指数项对四旋翼系统内环和外环设计新型趋近律滑模控制器。通过将外环位置控制器的输出作为内环控制器的期望输入来形成外环控制内环的闭环系统,并根据李雅普诺夫稳定性定理证明了该系统的稳定性。仿真结果表明,在空中定点悬浮和复杂三维轨迹跟踪实验中,相较于传统趋近律滑模控制器,该方法响应时间更短,跟踪效果更好,稳态误差更小。

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    7. 基于改进蚁群算法的机器人全局路径规划
    王艳春, 郭永峰, 夏颖, 王洋洋
    电子科技    2024, 37 (5): 88-94.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.012
    摘要228)   HTML8)    PDF (892KB)(118)   

    针对传统蚁群算法存在初始信息素缺乏、收敛速度慢以及无法有效躲避障碍物等问题,文中提出了一种基于改进蚁群算法的全局路径规划。引入正态分布函数改进传统启发函数,提高了算法效率,缩短了算法收敛所需时间。自适应调整信息素挥发系数,限定信息素范围,避免过早收敛。对算法路径平滑处理,缩短路径长度,从而实现机器人的全局路径规划。仿真结果表明,在20×20环境下,文中算法平均迭代次数比传统蚁群算法减少了28代,收敛速度更快。平均拐点减少了33.3%,使路径更为平滑,克服了初始信息素缺乏,加快了收敛速度,减少了拐点数量,能够有效躲避环境中的障碍物,证明了该算法的可行性。

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    8. 基于改进EK算法的FPGA内部互联自动化测试方法
    傅僈喃, 陈苏婷, 解维坤, 林晓会
    电子科技    2025, 38 (2): 10-16.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.002
    摘要135)   HTML30)    PDF (2526KB)(108)   

    在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)互联资源(Interconnect Resource, IR)测试中,现存测试方法存在测试向量配置次数多、测试复杂度高且测试效率低等问题。为减少配置次数和提高测试效率,文中提出一种基于改进EK(Edmonds-Karp)算法的FPGA内部互联自动化测试方法。该方法将EK算法中寻找从源点s到终点t最短路径的增广路径改为寻找st最长路径的增广路径,以此减少配置次数。根据FPGA内部底层互联资源结构建立模型,将改进EK算法应用到Kintex-7系列FPGA中进行自动化布线路径搜索,并将布线路径配置进FPGA进行仿真实验。实验结果表明,相较于现存测试方法,所提方法在不减小故障覆盖率的同时能够以较少的配置次数检测出FPGA内互联资源的开路故障、短路故障和固定型故障。

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    9. 基于改进YOLOv5的路面坑洼检测方法
    何幸, 黄永明, 朱勇
    电子科技    2024, 37 (7): 53-59.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.007
    摘要220)   HTML17)    PDF (2169KB)(106)   

    坑洼是一种常见的路面病害,会降低行车安全,准确快速地检测路面坑洼较为重要。针对现有坑洼检测方法在小目标和密集目标的场景下检测精度不高的问题,文中提出了一种改进YOLOv5(You Only Look Once version 5)模型。在YOLOv5的主干网络中引入CBAM(Convolutional Block Attention Module)来提高模型对关键特征的注意能力,将YOLOv5的损失函数改为EIoU(Efficient Intersection over Union)来提高模型对目标的检测精度。实验结果表明,所提模型能够在小目标和密集目标的场景下快速准确地检测路面坑洼,在开源数据集Annotated Potholes Image Dataset中的mAP(mean Average Precision)达到了82%,较较于YOLOv5和其他主流方法也有所提高。

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    10. 融合注意力和胶囊池化的轻量型胶囊网络
    朱子豪, 宋燕
    电子科技    2024, 37 (5): 1-8.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.001
    摘要219)   HTML17)    PDF (3050KB)(105)   

    针对胶囊网络特征信息传播低效性和路由过程存在较大计算开销等问题,文中提出了一种融合注意力和胶囊池化的轻量型胶囊网络。该网络主要有以下两方面的优势:1)提出了胶囊注意力。将注意力作用于初级胶囊层,增强对重要胶囊的关注,提高低级胶囊对高级胶囊预测的准确性;2) 提出新的胶囊池化。在初级胶囊层所有特征图的对应位置筛选出权重最大的胶囊,在减少模型参数量的同时以少量的重要胶囊表示有效特征信息。公共数据集的结果表明,提出的胶囊网络在CIFAR10上达到92.60%的精度,并在复杂数据集上具有良好的白盒对抗攻击鲁棒性。此外,提出的胶囊网络在AffNIST数据集上达到95.74%的精度,具有较好的仿射变换鲁棒性。计算效率结果表明,所提网络的浮点运算量比传统胶囊网络减少了31.3%,参数量减少了41.9%。

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    11. 基于深度学习的复杂模拟电路故障识别
    黄泽华, 毕贵红, 张梓睿
    电子科技    2025, 38 (2): 23-34.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.004
    摘要168)   HTML15)    PDF (8538KB)(102)   

    复杂的模拟电路故障传递关系复杂,故障类型与故障特征之间存在复杂的非线性关系,导致特征提取困难和故障识别困难。针对该问题,文中提出了一种两测点、自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise, CEEMDAN)-多尺度伪彩色图像-AlexNet网络结合的模拟电路故障诊断方法。将复杂模拟电路两测点输出信号前后相接构造新的组合故障样本,两测点组合故障样本数据提高了表征复杂模拟电路整体故障状态的能力。将组合的故障样本信号进行多尺度分解,并将多尺度数据矩阵映射为二维伪彩色图,形成信息丰富、特征明显的多尺度故障伪彩色图像。利用深度学习模型AlexNet优异的图像特征挖掘和学习能力,将不同故障类型的多尺度伪彩色图像输入AlexNet中进行模型迁移训练学习并完成故障识别。通过对简单电路和复杂电路的单双故障及混合故障识别的比较分析,证明了所提模拟电路故障诊断方法对复杂模拟电路的不同故障类型能达到更高的识别准确率。

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    12. 融合坐标注意力机制的YOLOv3肺结节检测算法
    王新宇, 赵静文, 刘翔, 石蕴玉, 佘云浪
    电子科技    2024, 37 (6): 1-7.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.06.001
    摘要239)   HTML20)    PDF (1807KB)(100)   

    肺结节在CT(Computed Tomography)图像中所占像素较少,增加了检测难度。针对肺结节小目标检测问题,文中提出了融合坐标注意力机制的YOLOv3(You Only Look Once version 3)肺结节检测算法。主干网络采用改进YOLOv3,减少残差块数量并引入扩张卷积模块,并可从目标周围感知上下文信息。在特征利用部分引入坐标注意力机制,捕捉肺结节位置、方向和跨通道信息,精确定位肺结节。改进YOLOv3的损失函数,将边界框建模成高斯分布,利用Wasserstein距离来计算两个分布之间的相似度代替IoU(Intersection over Union)度量,提升模型对目标尺度的敏感性。在LUNA16数据集上的结果显示,肺结节检测的平均精度为89.96%,敏感性为95.37%,与主流目标检测算法相比,精度平均提升了11.33%,敏感性平均提升了9.03%。

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    13. 锂离子电池多物理场耦合模型中的粒径分析
    余润洲, 李培超
    电子科技    2024, 37 (9): 1-7.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.001
    摘要248)   HTML20)    PDF (1438KB)(97)   

    为深入理解锂离子电池(Lithium-Ion Battery,LIB)内部的多物理场耦合行为,更好地为锂离子电池的生产制造及优化等工作提供参考,文中通过数值模拟方式,在有限元仿真软件COMSOL Multiphysics中建立了更符合物理实际的锂离子电池电化学-热-力(Electrochemical-Thermal-Mechanical,ETM)耦合模型,并进行求解。该模型考虑了电池工作时电极与颗粒两个尺度中的应力生成,解决了以往模型中电极层面应力难以计算的问题。同时通过考虑应力对锂离子扩散及过电位的修正,更好地关联了应力与电化学间的关系。基于该模型,文中讨论了不同正极粒径对电池性能的影响。数值结果表明,当正极粒径小时,锂离子电池放电过程中各物理场的性能指标较好,电池能量密度增大,证明采用较小的正极粒径可提升锂离子电池性能。

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    14. 一种电源管理芯片的高精度过温保护电路设计
    都文和, 徐正, 康嘉浩, 杨轲, 潘靖雪
    电子科技    2024, 37 (9): 79-86.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.012
    摘要237)   HTML16)    PDF (1026KB)(96)   

    电源管理芯片在超过可承受温度范围工作时会对自身造成不同程度的损坏,过温保护电路对提高该类芯片的可靠性和鲁棒性具有重要作用。文中设计了一种具有温度过高关断和温度过低提醒等双重功能的高精度过温保护电路。利用正、负温度系数电压对芯片温度进行实时检测,并与带隙基准电路输出端的不同基准电压分别进行比较得到4个逻辑翻转点,进而通过高精度比较器电路和迟滞逻辑电路处理后,输出迟滞逻辑信号来控制芯片的工作状态或进行温度过低提醒。基于0.18 μm BCD(Bipolar-Complementary Metal Oxied Semiconductor-Double diffused Metal Oxide Semiconductor)工艺设计并完成了相关仿真验证,仿真结果表明,在电源电压范围为3.0~5.5 V时,该电路输出端的迟滞逻辑翻转信号对应的温度阈值最大偏移量在0.3 ℃以内,具备较高的精度,可广泛集成于各种需要过温保护功能的电源管理芯片。

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    15. 融合目标检测与DWA算法的AGV路径
    李筠, 刘虎, 杨海马, 王原, 徐文成, 黄宏欣
    电子科技    2024, 37 (7): 33-42.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.005
    摘要150)   HTML11)    PDF (4156KB)(94)   

    针对AGV(Automated Guided Vehicle)叉车处于环境信息未知或环境动态变化情况下的路径规划及导航问题,文中提出了一种由YOLOv5(You Only Look Once version 5)目标检测算法获取目标位置。根据目标位置规划出全局基础路径,再融合DWA(Dynamic Window Approach)局部动态路径规划算法进行AGV路径规划与导航,使AGV叉车在未知环境或局部环境信息未知的环境中能快速识别目标位置并完成路径规划到达目标位置。实验结果表明,相较于改进前方法,文中所提方法在路径长度、耗费时间以及AGV叉车航向误差方面均有良好表现,路径长度平均减少12%,耗费时间平均减少约5%AGV航向与目标航向的平均误差在5°以内。所提方法提高了AGV叉车在未知环境中的工作效率以及工作灵活性。

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    16. 基于Swin-Transformer的颈动脉超声图像斑块分割
    何志强, 孙占全
    电子科技    2024, 37 (9): 48-56.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.008
    摘要252)   HTML10)    PDF (2281KB)(84)   

    评估颈动脉超声图像斑块需要大量且经验丰富的临床医生,并且超声图像具有边界模糊、噪声干扰强等特性,使得评估斑块耗时费力,因此需要一种全自动的颈动脉斑块分割方法来解决人力稀缺问题。文中提出了一种基于Swin-Transformer(Shifted-Windows Transformer)模块的深度神经网络模型用于自动分割颈动脉斑块。在U-Net(U-Convolutional Network)架构基础上,编码部分使用3个用于图像下采样的卷积块以获得不同分辨率大小的特征图像,再添加6对连续Swin-Transformer模块用于更细化的特征提取。解码部分将Swin-Transformer模块输出的细化特征逐级上采样,分别与编码部分各级分辨率的特征图进行跳跃连接。基于同仁医院数据集进行对比实验,结果显示所提网络模型Dice指标达到0.814 2,高于其他对比网络,证明了所提模型可以有效地提取颈动脉超声图像斑块特征,实现自动化、高精度的斑块分割。

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    17. 基于雷达和视频融合的目标检测
    朱勇, 黄永明, 何幸
    电子科技    2024, 37 (8): 1-7.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.08.001
    摘要219)   HTML10)    PDF (3310KB)(84)   

    基于视频的目标检测在恶劣天气情况下识别效果较差,故需弥补视频缺陷、提高检测框架的鲁棒性。针对此问题,文中设计了一个基于雷达和视频融合的目标检测框架,利用YOLOv5(You Only Look Once version 5)网络获得图片特征图与图片检测框,利用基于密度的聚类获得雷达检测框,并将雷达数据进行编码,得到基于雷达信息的目标检测结果。最后将两者的检测框叠加得到新ROI(Region of Interest),并得到融合雷达信息后的分类向量,提高了在极端天气下检测的准确率。实验结果表明,该框架的mAP(mean Average Precision)达到了60.07%,且参数量仅为7.64×106,表明该框架具有轻量级、计算速度快、鲁棒性高等特点,可以被广泛应用于嵌入式与移动端平台。

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    18. 基于条件先验Swin Transformer的人脸图像超分辨重建
    郑方亮, 王延年, 廉继红, 阮佩
    电子科技    2025, 38 (2): 35-41.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.005
    摘要133)   HTML6)    PDF (2824KB)(82)   

    针对现有基于Swin Transformer图像超分辨模型未对人脸图像进行预处理导致最终超分辨结果不佳的问题,文中提出了基于条件先验Swin Transformer的人脸图像超分辨重建方法。该方法利用人脸解析图融合Swin Transformer模型对人脸图像进行预处理,使用条件先验对人脸超分问题进行优化,采用人脸解析图Parsing Map进行约束从而得到更有价值的先验信息。在深层特征提取阶段,将通道空间注意力机制融合Swin Transformer模块对特征组调整进行速度与精度的平衡。实验结果表明,所提方法在测试集上的峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR)为32.21 dB,相较于现有模型具有一定提升。实验证明改进模型更适用于人脸,所生成结果更清晰、更真实,能够还原出更多人脸图像纹理细节。

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    19. 低功耗可穿戴式心电监测系统
    张鹏, 蒋明峰, 李杨
    电子科技    2024, 37 (10): 88-94.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.10.012
    摘要237)   HTML6)    PDF (2442KB)(80)   

    日常心电监测对预防心血管病具有重要意义,但医用心电监测系统成本高、操作复杂且不适用于居家心电监测,可穿戴设备忽视了噪声干扰问题,难以利用采集信号来分析诊断病情。文中设计了一种低功耗可穿戴式心电监测系统,该系统由电源管理模块、心电采集模块、数据处理模块和延时开关模块4部分组成,通过BMD101芯片采集人体心电信号,使用低功耗蓝牙芯片nrf52832将心电数据发送到移动端。针对信号中易引入的肌电干扰噪声问题,文中提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)的去噪算法,利用非局部均值(Non-Local Mean,NLM)滤除心电信号中低频模态的噪声,离散小波(Discrete Wavelet Transform,DWT)阈值去噪算法消除心电信号的高频模态噪声,重构后的信号质量明显提高。实验结果证明,所提算法具有成本低、易便携和使用方便等特点,能够获取高质量的心电信号,满足用户的长程监测需求,解决了日常不方便监测心电和心电信号获取质量低的问题。

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    20. 一种4 GHz瞬时带宽的6~18 GHz超宽带T/R组件设计
    王洁, 武华锋, 李宁, 廖原, 周生华
    电子科技    2024, 37 (8): 97-102.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.08.014
    摘要106)   HTML10)    PDF (2821KB)(79)   

    针对现代电子对抗设备的大瞬时带宽要求,文中设计了一种瞬时带宽4 GHz的6~18 GHz超宽带T/R组件。采用砖块式多芯片组件(Multi-Chip Module,MCM)和超宽带信号传输等技术实现了T/R组件高集成、小型化和模块化的要求。对T/R组件组成构架、收发通道指标预算、宽带信号传输特性仿真和电磁兼容性设计进行了详细描述。测试结果显示,T/R组件在12 GHz工作带宽内具有良好的性能,发射功率大于35 dBm,接收增益大于20 dB,噪声系数小于5 dB,延时总量达762 ps。

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    21. 基于质量引导的枝切法相位解包裹算法
    太曼力, 李文国, 刘韬, 仲永鹏
    电子科技    2024, 37 (7): 72-80.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.010
    摘要196)   HTML5)    PDF (4316KB)(79)   

    相位解包裹是相位测量轮廓术中数据处理的关键。文中在传统Goldstein枝切法的基础上提出了一种质量引导的枝切法相位解包裹算法,旨在获得更加精确的相位解包裹结果。采用包裹相位的二阶微分作为残差检测原理的补充参数,将包裹相位二阶微分中的突变点视为无极性残差点,并利用调制度作为残差点有效性的判断依据,将低调制度的残差点视为具有更高的有效性进行局部优化以降低残差点的密度。优化后的等效残差点连接成枝切线以阻挡误差传播。采用调制度计算像素点的质量以引导相位解包裹的顺序,在解包裹路径绕开枝切线的同时优先展开高质量区域的像素点。实验结果表明,文中算法的相位解包裹结果具有更高的准确性和竞争力。

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    22. 嵌入式多核系统中的实时混合任务调度算法
    罗广, 冒航, 朱扬烁, 张凤登
    电子科技    2024, 37 (8): 84-91.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.08.012
    摘要194)   HTML6)    PDF (996KB)(75)   

    针对由周期任务和零星任务形成的实时混合任务集进行合理调度问题,文中提出了一种基于零松弛度边界公平(Boundary Fair until Zero Laxity,BFZL)的实时混合任务算法。该算法在改进边界公平(Improved Boundary Fair,I-BF)实时混合任务算法基础上,通过引入最小松弛度优先(Least Laxity First,LLF)算法中的松弛度参数来改进判定任务的优先级,并提出基于松弛度与启发式策略相结合的启发式算法改进任务的分配策略。实验结果表明,BFZL算法能够满足系统实时性,并达到了算法优化目的。通过数据对比分析可知,该算法相比于原始算法,零星任务的平均响应时间降低了约26%,上下文切换减少了约28%,迁移减少了约50%。该算法在调度开销方面也具有一定优势。

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    23. 基于WLS-AUKF混合算法的主动配电网联合状态估计
    满延露, 刘敏
    电子科技    2025, 38 (2): 93-102.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.012
    摘要99)   HTML9)    PDF (1703KB)(74)   

    响应负载和分布式能源的随机性和波动性、相量测量单元(Phasor Measurement Unit, PMU)配置的经济性需求对配电网状态估计提出了更高要求。文中提出了考虑PMU配置优化的加权最小二乘法(Weighted Least Squares,WLS)-自适应无迹卡尔曼滤波(Adaptive Untraced Kalman Filtering,AUKF)的主动配电网联合状态估计。通过改进粒子群优化算法(Metropolis-Hastings Crossover Particle Swarm Optimization,MHCPSO)实现PMU优化配置,再结合WLS和AUKF提出联合状态估计。联合方式是WLS为AUKF馈送稳健的量测数据,AUKF为WLS提供先验预测值并补充量测冗余。仿真结果表明,在相同PMU数量下,MHCPSO算法比遗传粒子群算法(Genetic Algorithm Particle Swarm Optimization,GAPSO)估计精度更高。在相同状态估计误差情况下,MHCPSO算法配置的PMU数量比GAPSO算法可最多减少4个。在光伏(Photovoltaic,PV)/电动汽车(Electric Vehicles,EV)并网无序充放电和某一时刻负荷突变情况下,WLS-AUKF算法均体现出了比UKF(Untraced Kalman Filtering)算法更好的估计性能。在PMU配置优化、PV/VE并网以及负荷突变3个场景中体现出了WLS-AUKF状态估计的高精度、经济性、抗差性和稳健性。

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    24. 基于Co-Teaching的噪声标签深度学习
    夏强强, 李菲菲
    电子科技    2024, 37 (11): 1-6.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.001
    摘要199)   HTML18)    PDF (792KB)(73)   

    大规模数据在人为标记时易出现标记误差,导致数据集存在噪声标签,影响深度神经网络模型的泛化。Co-teaching等现行研究方法中的样本选择机制易使噪声样本流入被选的干净标签样本子集,在训练中难以较好地控制深度神经网络模型对被选干净样本子集的拟合。因此,文中提出一个基于Co-teaching改进的新算法。该方法通过增加两个正则化损失来分别避免模型过于信任某单一类别和陷入局部最优解中。此外,引入大学习率衰减训练方法使模型在训练初期更倾向学习干净标签样本特征以得到较好的模型参数。与Co-teaching结果相比,文中模型在20%和50%对称噪声以及45%非对称噪声环境下,在MNIST、CIFAR-10合成噪声数据集及Animal10N现实数据集上的性能均取得了提升。

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    25. 基于深度学习的城市内涝区域车辆检测与分析
    夏榕成, 刘德儿
    电子科技    2024, 37 (5): 18-24.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.003
    摘要220)   HTML7)    PDF (4676KB)(73)   

    在城市内涝场景当中,较多人与车辆被困于积水中,给大众生活带来不利影响。随着计算机技术的快速发展,深度学习在解决实际问题中的运用也越来越广泛。文中提出了一种利用TensorFlow深度学习框架搭建MaskR-CNN(Regions with Convolutional Neural Networks Features)模型的方法,对城市内涝场景的积水区进行检测,检测效果良好,mAP(mean Average Precision)值达到89%。同时,基于YOLOv5(You Only Look Once version 5 )模型,采用密集帧间差运算对处于积水区中的人车进行追踪,追踪精度达到90%左右,并使用YOLOv5外挂ResNet(Residual Network)实现了对内涝场景中的车辆进行淹没危险度分析。实验结果表明,文中所用模型的车辆危险度检测效果优于其他模型。

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    26. 基于转子极性判断优化的脉振高频电压注入法
    陈亦斌, 金海, 许参
    电子科技    2024, 37 (6): 29-35.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.06.004
    摘要197)   HTML5)    PDF (1348KB)(72)   

    在永磁同步电机零速和低速运行时,采用脉振高频注入法能够准确估计转子位置信息。针对脉振高频注入法无法实现转子极性判断,而传统极性判断方法存在响应时间长、采样和实施过程复杂以及极性误判等问题。文中提出了一种基于正负电压脉冲注入的电机转子极性判断方法。该方法给电机注入正负电压脉冲,并根据对应脉冲的响应电流峰值判断转子极性。脉振高频注入法将转子位置估计值和极性判断结果相结合,可得到准确的转子初始位置。文中通过Simulink仿真验证算法的有效性。仿真结果表明,所提转子极性判断方法能够简化采样方式和算法复杂性,降低判断转子极性的响应时间,使脉振高频注入法能够准确和快速地估计转子初始位置。

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    27. 网络安全态势感知模型的研究进展
    方翔
    电子科技    2024, 37 (6): 98-102.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.06.013
    摘要227)   HTML6)    PDF (596KB)(71)   

    针对当前数量形式均不断增多的网络攻击,不同种类名称的网络安全态势感知模型受到学术界的广泛关注研究。在信息技术迅速普及的背景下,硬件系统、软件漏洞日常应用操作的安全漏洞,导致网络攻击的方式手段不断增多,而单一类型的网络安全监控分析工具已难以适用于当前网络技术的发展。文中通过梳理网络安全态势感知技术的研究历史现状,总结分析了态势感知模型的技术理论发展及其工程应用,并且讨论了相关技术方案中存在的缺陷与不足,展望了网络安全态势感知模型未来的研究方向。

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    28. 多种及多尺度注意力混合的图像超分辨率重建
    蒯新晨, 李烨
    电子科技    2024, 37 (9): 34-42.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.09.006
    摘要173)   HTML16)    PDF (2627KB)(71)   

    图像自身信息对图像重建具有天然鲁棒性,但多数超分辨率方法并未充分利用全局特征信息。文中提出了一种新图像超分辨率模型,混合了多种及多尺度注意力,包括多尺度混合非局部注意力上采样模块和残差密集注意力模块两个新的模块。与以往非局部方法不同,多尺度混合非局部注意力上采样模块混合了基于像素和基于块的非局部注意力,并在多个尺度上建立块级别的上采样映射关系,使全局搜索空间更广。残差密集注意力模块建立通道和空间维度的注意力关联,通过密集连接增强了前后注意力信息的传递和融合。在多个基准数据集上进行了定量和定性评估,实验结果表明,该模型在性能和重建质量方面优于同类超分辨率模型。

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    29. 基于蚁群算法的智能路径规划
    佟云昊, 席志红
    电子科技    2025, 38 (1): 23-28.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.01.004
    摘要178)   HTML12)    PDF (3460KB)(71)   

    针对移动机器人在完成自身定位和地图构建后难以合理规划路径,造成移动机器人无序运动和资源浪费问题,文中采用蚁群算法实现移动机器人路径规划。蚁群算法是一种求解问题中最佳路径的概率型算法,但在通用蚁群算法中,蚁群算法的所有参数均不变,导致蚁群算法的结果依赖算法中设定的信息素参数。针对上述问题,对蚁群算法的参数和信息素的分配进行改进,通过在每次迭代中改变信息素挥发系数和信息素更新标准以及结合启发因素改进信息素更新标准。设置可调节信息素挥发因子增加算法的自适应性,根据有意义的参数空间,通过在不同环境下对比传统蚁群算法和改进蚁群算法的路径规划结果。改进蚁群算法路径长度分别下降4.48%和8.54%,均未产生路径交叉结点,较好地实现了移动机器人合理路径规划的预期效果。

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    30. 考虑趋肤效应的磁致伸缩位移传感器输出特性
    肖墨, 吴钦木
    电子科技    2025, 38 (1): 1-5.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.01.001
    摘要142)   HTML15)    PDF (2078KB)(68)   

    针对磁致伸缩位移传感器检测精度偏低的问题,文中提出了一种考虑趋肤效应的磁致伸缩位移传感器输出电压计算模型。在阐述磁致伸缩位移传感器工作原理的基础上分析了趋肤深度的影响,并考虑在威德曼效应和压磁效应的作用下进行理论分析。通过激励脉冲信号作用在波导丝上产生的趋肤深度,对激励脉冲电流在不同频率下作用在波导丝时与磁致伸缩位移传感器输出电压的关系进行仿真。采用搭建的实验平台进行验证,得出了激励脉冲电流频率的最佳参数值。仿真实验验证了考虑趋肤效应作用下磁致伸缩位移传感器输出电压模型的正确性,进一步提高了磁致伸缩位移传感器的检测精度并丰富了其数学模型。

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    31. 基于改进生成对抗网络的图像风格迁移算法
    王圣雄, 刘瑞安, 燕达
    电子科技    2024, 37 (6): 36-43.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.06.005
    摘要167)   HTML16)    PDF (3584KB)(68)   

    图像风格迁移是图像处理领域的研究热点,但目前风格迁移模型存在生成图像细节模糊、风格纹理的色彩效果较差以及模型参数过多等问题。文中提出了一种基于改进循环一致性生成对抗网络的图像风格迁移方法,通过加入Ghost卷积模块和反残差改进模块来优化生成器网络结构,以此降低模型参数量和计算成本。同时能增强网络的特征提取能力,在损失函数中加入内容风格损失项、颜色重建损失项和映射一致性损失项来改善模型的生成能力,提升生成图像质量。实验结果表明,所提改进方法具有较强的风格迁移能力,有效增强了生成图像的内容细节和风格纹理的色彩效果,显著提升了图像质量,模型性能也得到了改善。

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    32. 多路并行多尺度特征复用的遥感图像超分辨率
    赵旭, 胡德敏
    电子科技    2024, 37 (6): 61-68.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.06.008
    摘要125)   HTML9)    PDF (1288KB)(66)   

    遥感图像内部物体尺寸小、分布不均匀、耦合程度高,针对目前遥感图像超分辨率模型特征提取信息单一且利用不足的现状,文中提出一种多路并行多尺度特征复用网络模型以改进图像重建的性能。该模型使用局部特征级联和全局特征融合的结构融合多个网络残差块提取的特征信息,其中每个残差块由两个多尺度卷积单元串行连接。多尺度卷积单元通过对特征信息进行交叉融合,构建多路并行的分支提取图像特征。同时引入短跳跃连接加强不同分支之间的特征复用,通过长跳跃连接加强网络不同深度的特征融合。当放大因子为4时,在两个测试集上该模型的峰值信噪比分别为29.653 1 dB、29.037 4 dB,相对于其他模型的测试结果具有明显提升,因此所提模型在遥感图像超分辨率重建上具有较好的效果。

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    33. 融合感受野增强和注意力机制的交通标志检测算法
    叶雨新, 巨志勇, 赖颖
    电子科技    2024, 37 (6): 8-16.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.06.002
    摘要132)   HTML5)    PDF (2956KB)(66)   

    针对目标检测算法在交通标志检测中存在的不足,文中提出了一种融合感受野增强模块和注意力机制的交通标志检测算法。该算法在YOLOv5(You Only Look Once version 5)算法的基础上改进,选用感受野模块(Receptive Field Block,RFB)替换原骨干网络中的空间金字塔池化(Spatial Pyramid Pooling,SPP)模块,在特征融合网络中嵌入高效通道注意模块(Efficient Channel Attention Module,ECAM)和卷积块注意模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM),选用矩阵非极大值抑制(Matrix Non-Maximum Suppression,Matrix NMS)筛选候选框以提升算法的检测精度和检测速度。实验结果表明,在模型参数量与原网络相比未变化的前提下,该算法的均值平均精度达到了82.31%,与原算法相比提升了8.59%,检测速度达到了51.89 frame·s-1,且该算法在各个测试场景中未出现错检漏检现象,证明其泛化能力优于原算法,可以实时检测交通标志。

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    34. 基于两级均衡电路的电池组智能均衡方法
    任子豪, 田恩刚
    电子科技    2024, 37 (7): 9-15.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.002
    摘要169)   HTML9)    PDF (850KB)(66)   

    为解决传统均衡电拓扑均衡效率较低的问题,文中提出了一种两级均衡拓扑结构。该均衡拓扑将电池组分为组内与组间两种形式,组内采用Buck-Boost均衡电路,组间采用可重构均衡电路,组内与组间可同时均衡,提高了均衡效率。以SOC(State of Charge)作为均衡变量,组内均衡算法采用基于SOC的模糊逻辑控制策略,减少均衡时间,提高均衡效率。使用MATLAB/Simulink软件对电路拓扑建模仿真,并与传统Buck-Boost电路进行对比。仿真结果表明,在充放电状态下,相较于传统Buck-Boost电路,所提算法及均衡拓扑使均衡时间减少了约28%,表明该均衡电路及算法具有良好的性能。

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    35. 基于Abaqus的电辅助压力连接数值模拟
    李永芳, 杨亚莉
    电子科技    2025, 38 (2): 17-22.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.003
    摘要134)   HTML9)    PDF (2896KB)(65)   

    文中基于能量守恒原理并考虑热传递影响,建立了板材搭接连接的电辅助压力连接(Electrically Assisted Pressure Joining,EAPJ)的传热通用理论模型。以Grade 1钛合金轧制板为研究对象,依据EAPJ实际实验搭建过程,利用Abaqus有限元软件对钛合金板EAPJ过程电场、温度场和残余应力场进行仿真和分析。实验结果表明,当施加电流时,工件接头温度迅速上升到峰值,然后维持在峰值温度附近直至停止通电。经过20 s的自然冷却后接头温度趋于室温,其残余应力集中在接头附近,约为110 MPa。通过EAPJ过程接头中心点位置的热循环曲线的实验和仿真数据对比发现,数值模拟结果与实验结果吻合良好,验证了该数值模拟方法的准确性,为EAPJ机理研究和实际生产工艺提供了理论依据。

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    36. 基于改进YOLOv4的车辆检测算法
    赖颖, 巨志勇, 叶雨新
    电子科技    2025, 38 (1): 81-87.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.01.011
    摘要175)   HTML20)    PDF (1202KB)(65)   

    在交通监控中进行车辆检测过程时,存在车辆互相遮挡和远距离目标尺寸不足的问题,导致在检测中存在漏检和误检情况。针对此问题,文中提出一种基于YOLOv4(You Only Look Once version 4)的多尺度融合与注意力机制的交通车辆检测算法。在YOLOv4的路径聚合网络中增加一个新的特征层进行多尺度特征融合,提升模型对底层纹理特征的提取能力。在YOLO Head检测头前嵌入ECA(Efficient Channel Attention)通道注意力模块,对聚合后的特征进行合理的抑制和增强,将CIoU(Complete Intersection over Union)损失函数替换为Soft-CIoU损失函数,提高小目标车辆对损失函数的贡献度。在公开车辆数据集UA-DETRAC与KITTI中的实验结果表明,相较于原YOLOv4算法,所提算法的平均精度分别提升了2.45百分点和1.14百分点,检测速度达到41.67 frame·s-1。相较于其他先进算法,所提算法在检测精度上表现良好。

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    37. 一种基于用电标识的新型用电量计量系统
    陶学攀, 王涛, 李文杰, 张兵
    电子科技    2025, 38 (2): 42-52.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.02.006
    摘要85)   HTML11)    PDF (5019KB)(64)   

    详细的用户用电信息是推进节能减排、实施能源优化的关键。针对在获取精确的用电信息过程中存在的电力线干扰问题,文中提出了一种基于用电标识的新型用电量计量系统。该计量系统由用电标识端与采集计量端两部分组成。用电标识端通过ASK(Amplitude Shift Keying)数字调制为各用电器的用电信息进行独立编码,经电容耦合至电力线。采集计量端通过电力线载波通信对独立编码信息进行采集,并分析处理从而实现用电量计量。通过Multisim与MATLAB仿真软件对所提计量方案进行仿真验证,根据用电器特性可独立编码用电信息,采集计量端通过对独立编码数据分析处理可还原用电器的用电特性波形,实现较好的抗干扰性。

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    38. 基于脑电信号和瞬时情感强度标签的情感识别方法
    甘开宇, 尹钟
    电子科技    2024, 37 (11): 78-84.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.011
    摘要155)   HTML6)    PDF (1779KB)(64)   

    通过机器学习脑电图(Electroencephalogram, EEG)揭示人类大脑活动已成为探索人类内在情感状态的重要方案。由于情感状态变化是动态而非恒定,因此预测情感状态变化是情感识别领域的研究难题。文中提出了一种瞬时情感强度标签生成框架,通过让受试者观看视频来刺激并采集其瞬时情绪强度从而生成一组有监督标签,结合有监督标签与脑电特征生成3组半监督标签对应受试者的瞬时情感状态变化。使用脑电特征与多种机器学习方法分析4组标签对情感状态变化的适用性。通过支持向量机模型在有监督情感强度标签集上对两类、三类和四类情感强度取得了80.02%,54.76%和56.14%的分类精度。实验结果表明,有监督瞬时情感强度标签对不同受试者的脑电数据和情感状态变化更具普适性。

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    39. 基于模糊PID的大型双旋翼无人机
    金睿, 金海, 莫松楠
    电子科技    2024, 37 (8): 54-59.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.08.008
    摘要131)   HTML7)    PDF (1606KB)(63)   

    相较于四旋翼无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV),大型双旋翼无人机具有价格低廉、续航长以及效率高等优点,但存在耦合严重、抗干扰能力差等问题。为解决上述问题,文中提出了一种采用变论域模糊PID(Proportional Integration Differentiation)双旋翼控制算法。将无人机系统分解为位置控制和姿态控制两部分,在姿态控制上采用模糊PID实时调节PID参数,从而提高无人机的稳定性。根据无人机的运动方式提出一种新型无人机结构,搭建了双旋翼的动力学模型,并在Simulink上搭建了仿真模型进行验证。结果表明,相较于普通PID控制算法,所提算法将控制的超调量减少了50%,说明该算法在大型双旋翼无人机上具有更好的稳定性,在受到干扰的情况下可更快恢复。

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    40. 冗余电源自动电流均衡控制策略
    迟康伟, 谢素霞, 黄松, 王锦浩
    电子科技    2024, 37 (5): 38-46.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.006
    摘要178)   HTML5)    PDF (3260KB)(63)   

    冗余电源常用于需要不间断操作以及高可靠性的系统,当其作为N+1备份电源同时向设备供电时,还需考虑并联均流问题。针对无源冗余电源损耗大以及不能实现电流均衡的问题,文中采用了有源冗余的设计方案,设计了一个两路直流电压并联输入的1+1冗余供电系统。该系统采用兆易创新GD32E103为主控芯片,通过改变MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)的导通电阻,采用PI(Proportional Integral)控制实现两路冗余电源输出电流的自动均衡。仿真和实验结果表明,有源冗余设计方案能达到自动电流均衡的目的。在正常工作时,两路电流的最大误差小于0.1 A,均流精度满足设计要求。

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    41. 改进YOLOv5s算法的钢材表面缺陷检测
    崔晶楠, 黄春艳, 李艳玲
    电子科技    2024, 37 (12): 48-55.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.12.008
    摘要173)   HTML14)    PDF (4485KB)(62)   

    针对现有钢材表面缺陷检测方法准确率不高、识别速度慢等问题,文中提出了一种基于改进YOLOv5s(You Only Look Once version 5s)的缺陷检测方法。为了实现对图像重要区域信息的关注以及提高模型对目标缺陷的学习能力,在主干特征提取网络引入CBAM(Convolutional Block Attention Module)注意力机制。为了提高目标框的回归速度和定位的准确性,使用距离损失和宽高损失结合的EIoU(Efficient Intersection over Union)边界框损失函数计算损失值。通过迁移学习加快模型的收敛速度来提升模型对各类缺陷检测准确率。通过在数据集NEU-DET上的实验结果表明,相较原始YOLOv5s网络,改进YOLOv5s网络模型对该数据集的准确率提升了6.3百分点,召回率提升了9.2百分点,mAP(mean Average Precision)达到了81.7%,对于钢材表面缺陷检测具有良好的性能。改进YOLOv5s算法的钢材表面缺陷检测模型大小仅为13.8 MB,在确保实时性的基础上提升了检测精度,便于模型在实际应用中的部署。

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    42. 网络安全态势预测技术研究综述
    卢臻阳
    电子科技    2024, 37 (8): 92-96.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.08.013
    摘要157)   HTML7)    PDF (607KB)(61)   

    为进一步降低多种网络受到攻击的概率,不同类型的网络安全态势预测模型受到了国内外学者的广泛关注和深入研究。随着态势感知模型技术的快速发展,神经网络、时间序列和支持向量机等新颖技术策略被引入网络安全态势的预测模型中,深入优化改进了态势预测模型的原理和手段,进一步提高了态势预测模型的准确性。文中通过回顾和梳理网络安全态势预测技术的研究历史和发展进程,阐述态势预测模型的主要原理和发展现状,分析了当前技术方案存在的不足与缺陷,指出了网络安全态势预测模型技术未来的研究方向。

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    43. 改进贝叶斯网络在变压器故障诊断中的应用
    仝兆景, 兰孟月, 荆利菲
    电子科技    2024, 37 (5): 47-53.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.007
    摘要145)   HTML6)    PDF (1826KB)(60)   

    针对变压器故障诊断精度低的问题,文中提出一种基于改进黏菌优化算法(Improved Slime Mould Algorithm,ISMA)优化贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)的变压器故障诊断方法。通过爬山算法对定向最大支撑树搜索得到贝叶斯网络初始结构即初始种群,在改进黏菌优化算法中引入反向学习策略,增加种群多样性。添加正弦-余弦算法(Sine Cosine Algorithm,SCA),更新解的位置以避免种群陷入局部最优。根据改良的无编码比值法选取变压器故障状态的特征,利用改进黏菌优化算法优化贝叶斯网络结构,提高基于贝叶斯网络的变压器故障诊断的准确率,并利用不同种类的测试函数验证了改进黏菌优化算法具有收敛速度快、收敛精度高的优良性能。仿真结果表明,ISMA-BN诊断模型的训练集和测试集准确率分别为98.2%和97.14%,具有一定的研究价值。

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    44. 基于PCIE的多嵌入式人工智能处理器低延迟数据交换技术
    魏璇, 温凯林, 李斌, 刘淑涛, 褚洁, 蔡觉平
    电子科技    2024, 37 (5): 32-37.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.005
    摘要108)   HTML4)    PDF (1212KB)(60)   

    针对多嵌入式人工智能(Artificial Intelligence, AI)处理器板卡之间的任务调度和数据交换冲突以及提高多板卡堆叠扩展时的可靠性和运行效率问题,文中提出了一种虫洞交换结构多嵌入式人工智能处理器高速数据交换技术和数据帧结构的解决方法。该方法基于PCIE(PCI Express)高速数据接口,将数据以数据单元的形式进行信息传递,并设计多重权重决策算法避免数据传输中的冲突,实现任务的并发多线程处理。搭建FPGA(Field Programmable Gate Array)平台进行设计和测试,结果表明PCIE的传输带宽利用效率达到了85%以上,数据交换延迟小于20 μs,系统中断任务响应平均最大延迟时间为8.775 μs。该技术适用于多处理器协同的高速交换电路,可扩展至混合PCIE和RapidIO交换电路结构。

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    45. 基于关键区域特征提取与二阶段分类网络的场景识别方法
    韩瀛昊, 李菲菲
    电子科技    2024, 37 (7): 25-32.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.004
    摘要120)   HTML5)    PDF (2407KB)(60)   

    在场景识别任务中,存在异类场景包含高相似度的物品种类或同类场景空间布局差异过大的情况,即场景的类间相似性与类内差异性。现有方法通过增强数据集或利用多层次的信息互补提高分类器的判别能力,尽管性能得到了一定提升,但仍存在局限性。文中提出了关键区域特征提取(Discriminative Patch Extraction,DPE)以及二阶段分类(Two-Stage Classification,TSC)网络的方法来克服场景的类间相似性与类内差异性。关键区域提取通过保留图像中的关键信息区域来避免类内差异性对场景识别的影响,而二阶段分类网络则通过粗细两个阶段的训练来避免类间相似性对场景识别的影响。文中方法结合ViT(Vision Transformer)等基线网络,在经典场景识别数据集Scene15、MITindoor67和SUN397上的分类精度分别达到了96.9%、88.4%以及76.0%。所提方法在最大规模的场景识别数据集Places365上取得了60.5%的最高分类精度。

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    46. Q学习差分进化算法求解热电动态经济排放调度
    方帅, 陈旭, 李康吉
    电子科技    2024, 37 (5): 9-17.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.002
    摘要103)   HTML4)    PDF (960KB)(59)   

    热电联产动态经济排放调度同时考虑了燃料成本花费和污染气体排放两个目标值,且下一时间段的热电产量受当前时间段热电产量的影响,这是近年来电力系统运行中的一个重要问题。文中提出一种基于Q学习强化多目标差分进化(Q Learning Multi-Objective Differential Evolution,QLMODE)算法,以此求解热电联产动态经济排放调度(Combined Heat and Power Dynamic Economic Emission Dispatch,CHPDEED)问题。在QLMODE中,采用Q学习技术调整算法的比例因子参数,即在迭代过程中利用子代解和父代解之间的支配关系确定动作奖励和惩罚,并通过Q学习调整参数值,以获得最适合环境模型的算法参数。文中将所提QLMODE用于求解11机组和33机组的热电联产动态经济排放调度问题。仿真结果表明,与4种成熟的多目标优化算法相比,QLMODE算法燃料成本最小,污染气体排放最少,收敛性和多样性指标优于其他4种算法,且QLMODE在两组问题上都获得了更好的Pareto最优前沿。

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    47. 硅基光波导分束器的研究进展
    陈梦林, 冯松, 王迪, 刘勇, 胡祥建, 冯露露
    电子科技    2025, 38 (1): 59-72.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2025.01.009
    摘要142)   HTML4)    PDF (2598KB)(59)   

    光波导型器件作为集成光路中重要的器件,可分为对光波具有调制功能的有源器件和对光波呈现静态特性的无源器件。光波导分束器是光通信网络中重要的无源器件之一,被广泛应用于光通信系统,以此实现高效、快速的信息传输。硅基材料凭借优越的光电特性,同时与集成电路中半导体工艺相互兼容,已成为光子集成电路的主要基底材料。文中分析了硅基光波导分束器的研究现状,归纳了定向耦合器型、多模干涉耦合器型和亚波长光栅型等结构的硅基光波导分束器,并讨论和对比了不同结构类型的硅基光波导分束器的尺寸和性能,为研发低损耗、小尺寸和宽带宽的光波导分束器提供了新思路。

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    48. 基于FPGA的AES和ECC算法图像加密
    方应李, 方玉明
    电子科技    2024, 37 (6): 92-97.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.06.012
    摘要200)   HTML18)    PDF (2019KB)(58)   

    随着数字图像的使用次数日益增多,保护机密图像数据免受未经授权的访问较为重要。针对数字图像在通信、存储和传输等领域存在的安全问题,文中基于对称算法模型和非对称算法模型的优点提出一种具有高安全性和高速度性的数字信封技术密码方案。该方案以AES(Advanced Encryption Standard)和ECC(Elliptic Curve Cryptography)为基础,经优化后用于对称密钥共享的ECC硬件架构来提高密钥的安全性。通过加入伪随机数、使用列移位替代列混淆运算以及三维S-box等方式对传统AES进行优化,在保持香农扩散和混淆原理的同时降低了时间复杂性。基于FPGA(Field Programmable Gate Array)实现AES算法的数字图像加密仿真以及性能测试。测试结果表明,所提密码方案具有快速性、高安全性和有效性等优点,能够有效地实现图像加密。

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    49. 融合片内语义和片间结构特征的自监督CT图像分类方法
    曹春萍, 许志华
    电子科技    2024, 37 (7): 43-52.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.07.006
    摘要111)   HTML4)    PDF (1952KB)(57)   

    针对CT(Computed Tomography)图像分析存在人工标签稀缺、分类性能不佳等问题,文中提出一种融合片内语义和片间结构特征的自监督CT图像分类方法。该方法利用CT图像的层次结构特性和局部组成要素的语义特点,通过混淆切片生成算法对无标签的病灶部位图像进行处理,生成空间指数和混淆切片作为监督信息。在自监督辅助任务中利用ResNet50网络从混淆切片中同时提取与病灶部位相关的CT片内语义和片间结构特征,将学习到的特征迁移到后续医学分类任务中,使得最终模型从无标签数据中获得增益。实验结果表明,当被使用的有标签数据有限时,相比其他针对CT图像的二维模型和三维模型,所提方法的分类性能和标签利用效率更优。

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    50. 基于深度强化学习的异构融合网络接入算法
    肖雄, 刘鸿雁, 衣孟杰
    电子科技    2024, 37 (11): 7-12.   DOI: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.11.002
    摘要173)   HTML10)    PDF (2468KB)(57)   

    随着空、天、地各域通信网络的日趋成熟,跨域异构融合技术已成为未来通信网络一体化发展的重要方向。文中在空天地一体化网络向跨域异构融合需求的驱动下,针对异构网络中频谱资源利用率较低的问题,采用深度强化学习方法,通过建立异构融合网络系统模型,设计具有公平尺度的智能体接入算法,以系统吞吐量为最大化目标,选取符合空天地一体化特征的各通信网络制式并提取对应的接入协议。遵照公平原则,设置无量纲的信道参数,建立仿真场景。在仿真中引入多种对比策略,统计系统吞吐量、碰撞率、利用率和信道选择比例等指标。仿真结果表明,跨域异构融合网络的系统吞吐量提高了60%以上,系统信道利用效率提升了20%,业务分组碰撞率维持在10%,验证了文中算法对不同业务场景的适应性。

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月刊,1987年9月创刊
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主  编:廖桂生
副  主  编:万连城
责任编辑:黑 蕾
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