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    1. 一种复杂监控场景下的人体检测算法
    张书伟,李俊民
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 68-77.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.009
    摘要2137)   HTML106)    PDF(pc) (2697KB)(93)    收藏

    在工业视频监控场景中,由于复杂背景、人体多姿态和人体遮挡等因素的影响,现有人体检测算法存在着准确率不高、模型泛化能力不强等显著问题。针对以上问题,基于特征图像金字塔和多尺度感受野理论,设计了一种检测网络的特征融合方式和特征图的生成策略,依靠轻量级的特征图像金字塔技术,并结合数据增强、锚点框匹配策略和遮挡损失函数等优化方法,进而提出了一种基于深度神经网络的人体检测算法EFIPNet。同时,为了充分验证EFIPNet算法的有效性,共建立了4个多元化的复杂监控场景下的人体数据集,其中涉及50种常见的人体行为。算法的有效性验证表明,新设计的高效人体检测算法可以有效地提高人体目标的检测精度,实现复杂监控场景下的人体精确和实时检测。此外,为了验证EFIPNet算法中不同模块的有效性,采用消融研究方法分析了网络中主要模块对人体检测模型性能的影响。在Person数据集上,EFIPNet算法在保持45帧/s检测速度的同时,相比于单发多盒检测器检测算法,将人体目标的检测精度提升了4.34%。

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    2. 空天地一体化融合组网的挑战与关键技术
    崔新雨, 伍杰, 周一青, 刘玲, 潘振岗
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (1): 1-11.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.001
    摘要1646)   HTML637)    PDF(pc) (4215KB)(624)    收藏

    面向全域一致通信体验的需求,协同天基、空基、地基网络,能够消除通信盲区、加强广域互联的空天地一体化融合组网是未来通信重要的发展方向之一。然而,现阶段的空天地一体化融合组网只在一些特殊场景中取得了初步的应用,距离消除通信盲区、广域万物智联的愿景仍然存在诸多挑战。首先,文中概述了未来的空天地一体化融合组网架构;然后,分别从硬件、协议、节点部署和服务保障的角度分析了融合组网过程中面临的四大挑战,包括基于专用硬件的网元节点带来的融合组网功能升级困难、现有卫星通信协议标准性能低、三维广域空间带来的活动基站选址困难以及多样化业务难以进行差异化保障等问题。针对上述挑战,分别介绍了面向卫星的轻量级虚拟化技术、基于5G技术的卫星通信系统、水平与垂直面解耦的的活动基站选址和端到端的空天地一体化网络切片4个解决方案,为空天地一体化融合组网的发展提供参考。

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    3. 加密流量中的恶意流量识别技术
    曾勇,吴正远,董丽华,刘志宏,马建峰,李赞
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 170-187.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.022
    摘要1432)   HTML128)    PDF(pc) (3000KB)(290)    收藏

    网络流量的加密传输是互联网的发展趋势之一,而加密流量中的恶意流量识别是维护网络空间安全的重要手段。识别恶意流量需要将加密流量进行密/非密、应用程序以及加密算法的细粒度区分以提高识别效率,再将不同精细度区分后的流量经过预处理后转化为图像、矩阵和N-gram等形式导入机器学习训练模型中进行训练,实现良性/恶意流量的二分类以及多分类。基于机器学习的识别效果严重依赖于样本数量和质量,同时无法有效地应对整形和混淆后的流量,而基于密码学的恶意流量识别技术通过深度融合可搜索加密技术、流量审查机制和可证明安全模型,在加密流量上检索恶意关键词以避免样本数目不足和流量整形的问题,同时实现对数据和规则的隐私保护。对加密流量中的恶意流量识别所涉及到的上述技术进行了总结,指出存在的问题并展望未来发展的方向。

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    4. 密码累加器研究进展及应用
    苗美霞,武盼汝,王贇玲
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (1): 78-91.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.01.008
    摘要1181)   HTML79)    PDF(pc) (1219KB)(330)    收藏

    密码累加器能够将集合中的所有元素进行累加,并高效地给出任意元素的(非) 成员证明,即该元素是否存在于集合中。密码累加器主要分为静态累加器、动态累加器以及通用累加器三种类型。静态累加器针对静态集合中元素的累加;动态累加器进一步允许从累加集合中动态地添加和删除元素;通用累加器能够同时支持成员证明和非成员证明(元素不在集合中)。针对上述不同类型的密码累加器,许多学者基于不同的密码工具给出了具体构造,可分为基于RSA的密码累加器、基于双线性映射的密码累加器和基于Merkle哈希树的密码累加器。密码累加器有广泛的应用场景,如群签名、环签名、匿名凭证、时间戳、外包数据验证等。近年来,密码累加器开始应用于区块链中用来解决存储开销大的问题。文中首先从密码累加器的构造方案和功能应用等方面对现有方案进行了分类、分析、总结,其次介绍了密码累加器的主要应用场景,最后指出了现有方案面临的一些问题,以及未来的发展趋势和研究方向。

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    5. 一种生成对抗网络的遥感图像去云方法
    王军军,孙岳,李颖
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 23-29.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.004
    摘要1110)   HTML58)    PDF(pc) (2237KB)(262)    收藏

    遥感图像在获取过程中会受到气候等因素的影响,导致得到的图像包含云层信息,在很大程度上影响了遥感图像的后续使用。基于深度学习的图像去云方法可以较好地移除云层,但已有方法存在训练时间长,去云效果不充分和颜色失真等问题。针对这些问题,提出了一种端到端生成,对抗网络模型对遥感图像去云,可以从含有云层的遥感图像中恢复出清晰的原始图像。首先,使用U-Net网络作为生成器的主要结构,并在编码模块和解码模块中间加入连续记忆残差模块来挖掘输入信息的深度特征;然后,使用卷积神经网络作为判别器来判别输入数据的真伪;最后,联合对抗性损失函数和L1损失函数,通过计算网络模型的输出与真实数据之间的差距,来衡量网络模型预测的优劣。实验结果表明,该方法在定量指标(峰值信噪比和结构相似性)和运行时间上均优于现有的去云方法,并且在参数量一致的条件下,计算量GFLOPs最低,具有更低的算法复杂度。此外,该方法得到的遥感图像细节信息更丰富,颜色几乎没有失真,具有更好的主观视觉效果。

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    6. SM4算法的FPGA优化实现方法
    何诗洋,李晖,李凤华
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 155-162.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.020
    摘要977)   HTML107)    PDF(pc) (849KB)(298)    收藏

    数据加密是保证信息安全的重要手段之一。SM4算法具有安全性强、效率高和易于硬件实现等优势,被广泛应用于数据加密领域,而利用硬件特性高效/高速实现SM4算法成为当前研究的热点。针对SM4算法提出的4套硬件架构,并在XILINX KINTEX-7 FPGA上实现。循环型架构面向资源节约优化,消耗193个SLICE,吞吐量为1.27 Gb/s;流水线型架构基于LUT、BRAM、BRAM+REGISTER方法实现,根据不同应用场景,3种方案能够在查找表、寄存器和块内存等资源消耗方面进行权衡和优化,吞吐量最高可达42.10 Gb/s。

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    7. 支持属性和代理重加密的区块链数据共享方案
    李雪莲,张夏川,高军涛,向登梅
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (1): 1-16.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.01.001
    摘要841)   HTML192)    PDF(pc) (2744KB)(429)    收藏

    医疗数据的高价值和敏感性导致电子医疗数据共享面临访问控制、数据安全、有效监管、隐私泄露等问题,而传统的属性加密可以解决数据共享过程中一对多的访问控制问题,但仍存在效率低下、访问策略失效、泄露敏感信息等挑战。针对以上问题,首先提出了一种隐藏访问策略的属性加密与代理重加密相结合的方案,在防止访问策略泄露隐私的同时,实现了数据的高效动态共享;其次,针对集中式单点故障问题,数据共享过程中缺少监管、区块链存储负载过重的问题,将方案与区块链、智能合约和星际文件系统融合,实现了原始数据密文链下分布式存储与关键信息密文链上共享的低开销模式,建立了支持灵活数据监管,适用于去中心化的医疗数据共享场景的架构;最后,对所提方案进行了安全性证明和存储与计算成本、智能合约开销等性能分析。结果表明,该方案满足选择明文攻击下的安全性并能抵抗合谋攻击。在共享过程中增加了隐私保护和有效监督等功能的同时,效率优于现有的数据共享方案。

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    8. 欠采样跳频通信信号深度学习重构方法
    齐佩汉,李冰,谢爱平,高向兰
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 1-7.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.001
    摘要800)   HTML259)    PDF(pc) (1114KB)(561)    收藏

    压缩频谱感知可以远低于奈奎斯特采样的速率来获取宽带跳频通信信号,但欠采样信号重构作为压缩频谱感知的关键组成环节,将更加直接地决定跳频通信接收性能。针对跳频通信信号压缩感知存在的欠采样重构精度低、计算复杂度高、迭代重构时间长等问题,提出欠采样跳频通信信号深度学习重构方法,将深度学习引入到宽带稀疏欠采样信号重构过程中,设计欠采样样本输入层网络适应结构,再利用变分自编码器构造生成式重构网络替代稀疏优化求解,实现免迭代欠采样跳频通信信号重构输出。仿真并分析了欠采样结构配置、网络模型设置以及信噪比等参数对信号重构性能的影响。仿真表明,相对于稀疏度自适应匹配追踪、正交匹配追踪等经典欠采样信号重构算法以及卷积神经网络欠采样信号重构方法,所提方法在重构误差和重构时间等方面均具有性能优势。该方法可准确、高效、实时地完成欠采样跳频通信信号重构,可成为解决宽带跳频通信信号接收和处理瓶颈的有效途径之一。

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    9. 面向智慧监控的视觉感知与理解专题序言
    高新波,王楠楠,梁荣华,郑伟诗,徐迈,卢策吾,宋一哲,韩军功
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 1-7.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.001
    摘要786)   HTML1185)    PDF(pc) (1125KB)(552)    收藏
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    10. 超密集网络中多基站博弈边缘卸载策略
    王汝言,吴和,崔亚平,吴大鹏,张鸿
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (4): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.001
    摘要773)   HTML1380)    PDF(pc) (1919KB)(445)    收藏

    虽然移动边缘计算在无线接入网处能提供强大的计算能力,但传统的移动边缘计算网络存在覆盖密度小,中心节点负载量过大的问题。将超密集网络和移动边缘计算相结合,可以为上述问题提供可行的解决方案。设计了一种超密集网络下的分布式边缘计算架构。考虑到要最小化系统开销,提出一种多基站博弈卸载算法。该算法首先采用拉格朗日乘数法计算资源分配问题,然后利用用户与移动边缘计算服务器之间的互利最大化,使用匹配博弈理论得到优化卸载策略。仿真结果表明,与随机和贪婪卸载算法相比,提出的算法实现了系统开销的显著降低,平均开销节省可达28.66%。

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    11. 对数正态纹理海杂波背景非相干CFAR检测方法
    段亭宇, 水鹏朗, 封天
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 1-8.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.001
    摘要694)   HTML253)    PDF(pc) (1663KB)(413)    收藏

    在相参体系的雷达系统中,相比于相干积累检测方法,非相干积累检测方法具有快速检测的能力,能够满足雷达信号实时处理的需求,在实际应用中具有重大意义。然而,非相干积累检测方法对累积脉冲数、参考单元数、海杂波幅度分布模型的形状参数以及海杂波散斑协方差矩阵均是非恒虚警率的。为了实现对数正态纹理复合高斯海杂波背景下运动目标的快速检测,提出了一种累积前白化和非相干累积级联的检测方法,证明该方法对海杂波幅度分布的尺度参数以及散斑协方差矩阵均是恒虚警率的。此外,分析了功率累积和幅度累积方法对检测性能的影响。通过匹配于海杂波形状参数、累积脉冲数以及参考单元数的检测门限,可以确保所提出检测方法的恒虚警率特性,继而实现对海雷达在大场景下对目标的快速恒虚警率检测。实验结果表明,在检测性能上幅度累积优于功率累积,而且累积前白化总体上提高了运动目标的信杂比,同时对于位于主杂波区之外的高速运动目标也能带来明显的性能改善。

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    12. 一种改进CenterNet的轻量化目标检测算法
    李悦言, 程培涛, 杜淑幸
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 137-144.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.016
    摘要648)   HTML110)    PDF(pc) (4599KB)(150)    收藏

    CenterNet算法结构复杂,导致其参数量大、计算复杂度高和检测速度较慢。针对这一问题,提出了一种CenterNet-encoder算法。该算法使用深度为104层的沙漏网络作为backbone,并将其中的残差模块替换为fire模块来减少算法的参数量,提高算法的计算速度;另外,在backbone和head之间加入了编码层,在不损失分辨率的同时增大了感受野,减少了内存的占用,让输出囊括更多尺度的信息;最后,使用均方误差损失进行边界框的回归,加快算法的收敛,进一步提升了算法的检测精度。CenterNet-encoder算法最终在MS-COCO test-dev数据集上的平均检测精度为40.5%,参数量为47×106。在AMD5900X/32GB/RTX3090环境配置下,检测速度达到了18帧/s。实验结果表明,CenterNet-encoder算法虽然牺牲了一定的精度,但参数量比原算法下降了约77.6%,同时检测速度提升了约69.3%。与其他轻量化目标检测算法相比,在参数量、推理时间和检测精度上也有一定的优势。

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    13. 卫星通信系统的物理层安全性能分析
    肖叶秋,祝幸辉,赵双睿,任保全,沈玉龙
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 163-169.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.021
    摘要625)   HTML73)    PDF(pc) (789KB)(119)    收藏

    由于全球卫星通信系统信道完全开放、天地一体化组网等,导致其通信安全保障面临严峻挑战。而物理层内生的安全机制能够保障卫星通信安全,有效地防止信道窃听。结合天地一体化组网,构建了同时存在地面窃听基站和窃听卫星场景的卫星通信系统安全性能分析框架。基于瑞利衰落信道和Shadowed-Rician衰落信道,分别建立了两类窃听者的窃听模型;考虑窃听者采用不共谋策略和共谋策略,分别推导出了两种窃听策略下该系统的平均安全容量和安全中断概率的解析表达式,以评估系统的物理层安全性能。仿真结果表明,提高发射功率能够保证在安全中断概率不变的情况下有效地提高系统的安全容量。与地面窃听基站相比,降低窃听卫星处的信噪比能够更显著地提高系统的安全性能。

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    14. 面向多用户NOMA-IRS系统的公平性优化
    韩永康, 陈健, 周雨晨, 杨龙
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (2): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.02.001
    摘要606)   HTML1369)    PDF(pc) (1198KB)(920)    收藏

    多用户非正交多址接入-智能反射面系统,可通过多天线发射机与智能反射面间“发射-反射”联合波束成形,改善系统的用户接入能力。针对多用户非正交多址接入-智能反射面系统用户公平性问题,尝试在射频链路受限的实际场景中,最大限度提升用户最小接收信干噪比,从而无差别地保证各用户的通信质量。为此,根据射频链路数对用户进行分簇,构建了最大-最小接收信干噪比分式规划问题,此问题的发射波束矢量与反射阵元矩阵在接收信干噪比处高度耦合。因此,提出了一种基于半定松弛与算术几何平均算法,通过在每次迭代中交替优化发射波束矢量与反射阵元矩阵,实现各簇中最小信道容量的最大化。并进一步采用二分搜索算法求解簇内功率分配问题,以提升用户最小接收信干噪比。仿真结果表明,相对于迫零方案,提出方案能够以较低的计算复杂度提升用户最小接收信干噪比,从而改善各用户通信质量;且区别于最大比传输方案,提出方案中用户最小接收信干噪比不会随基站发射功率增加而呈现饱和现象,从而实现各用户通信质量的稳定增长。

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    15. AES相关故障注入攻击
    王省欣,胡伟,谭静,朱嘉诚,唐时博
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (4): 192-199.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.025
    摘要597)   HTML136)    PDF(pc) (2369KB)(109)    收藏

    由于故障注入攻击方法大多对故障注入的位置、时机和数量有严格的要求,密钥恢复过程中往往需要复杂的数学分析,或者需要大量时间来训练故障攻击模板,故提出一种针对不同密钥长度高级加密标准算法实现的简单相关故障注入攻击方法,利用高级加密标准故障效应传播中的相关关系恢复密钥。该攻击方法对故障注入位置和数量要求更为灵活,且只需通过简单的相关性分析即可破解密钥。实验结果表明:在不同密钥长度高级加密标准算法实现倒数第3轮(Nr- 2)列混合变换前至S盒变换之间任意位置注入随机故障后,分析最后一轮S盒输入的故障效应相关关系即可恢复最后一轮的轮密钥;在192位和256位高级加密标准算法实现倒数第4轮(Nr- 3)列混合变换前至S盒变换之间任意位置注入随机故障后可恢复倒数第2轮(Nr- 1)列的轮密钥。该方法的密钥搜索复杂度为216,只需2个正确-错误密文对或同一明文下的4条错误密文即可恢复128位高级加密标准初始密钥;只需4个正确-错误密文对或同一明文下的8条错误密文即可恢复192和256位高级加密标准初始密钥。

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    16. 一种使用区块链保护车联网数据隐私的方法
    杨颜博,张嘉伟,马建峰
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 21-30.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.003
    摘要584)   HTML122)    PDF(pc) (1604KB)(211)    收藏

    随着物联网的快速发展和成熟,汽车工业领域的应用正经历着从早期的车辆Ad-Hoc网络到车联网的快速转变,数以万计的车辆及其搭载的各种车载设备都将通过车联网实现车辆或驾驶数据的共享和交互,而这些海量的数据的存储以及其中的大量用户隐私和数据安全问题带来巨大的挑战,尤其是访问控制、信任和密钥托管问题。针对该问题提出了一种基于区块链的具有隐私保护的车联网数据分布式共享方法。该方法将车联网大数据存储在公共分布式存储哈希表中,利用区块链实现数据的存储、访问和用户撤销中的信任问题。基于无证书密码体系实现区块链交易的签名和认证,而区块链则为车联网设备提供了公钥广播,从而克服了无证书密码系统的缺点。同时结合边缘计算设备,提出了一种高效的部分隐藏访问策略的数据细粒度访问控制方法,不仅能提供高效的数据访问机制,而且支持大量车辆的动态加入和撤销。

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    17. GCN-GRU:一种无线传感器网络故障检测模型
    陈俊杰, 邓洪高, 马谋, 蒋俊正
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 60-67.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.007
    摘要583)   HTML88)    PDF(pc) (2848KB)(150)    收藏

    无线传感器网络已经成为一种实时监测环境的解决方案并被广泛应用于各种领域。由于网络中的传感器容易受到复杂工作环境和自身硬件等因素影响而发生故障,因此无线传感器网络故障检测在其应用领域中是不可缺少的环节。针对无线传感器网络中的故障检测问题,提出了一种融合图卷积网络和门控循环单元的故障检测模型GCN-GRU,该模型由输入层、时空处理层和输出层组成。输入层接收传感器网络数据和由无线传感器网络构建的图模型并将其传输至时空处理层;在时空处理层中,运用图卷积网络提取无线传感器网络的空间分布特征及故障在高维空间的特征,并将其构造为时序序列的高维数据作为门控循环单元的输入,之后通过门控循环单元对传感器网络数据的时间演变特征和空间演化特征进行提取和融合,最后在输出层得到故障检测结果。为了评估GCN-GRU模型的性能,将其与现有的无线传感器网络故障检测算法进行仿真对比。仿真结果表明,GCN-GRU模型相较于对比算法显著地提高了故障检测率并降低了虚警率,能更有效地识别出故障传感器。

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    18. 一种自适应权重学习的轻量超分辨率重建网络
    张宇浩,程培涛,张书豪,王秀美
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 15-22.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.003
    摘要581)   HTML59)    PDF(pc) (2445KB)(214)    收藏

    近年来,基于深度卷积神经网络的单幅图像超分辨率重建方法取得了令人瞩目的成果。基于像素级注意力网络的图像超分辨率重建方法能够在极小的参数量下获得良好的重建性能,是目前最先进的轻量化超分辨率重建方法之一。但是,受到各模块参数量的限制,像素级注意力网络训练缓慢和收敛条件苛刻的问题变得日益突出。针对这些问题,提出了一种基于自适应权重学习的轻量化超分辨率重建网络。该网络使用多个自适应权重模块组成非线性映射网络,每个模块能够提取到不同层级的特征信息,在每个自适应权重模块中,利用注意力分支和无注意力分支分别获取相应信息,再通过自适应权重融合分支进行整合。使用特定的卷积层拆分和融合两条分支,大幅降低了注意力分支和无注意力分支的参数量,使网络在参数量与性能之间达到相对平衡。在标准数据集上的实验证明,所提出方法在降低模型参数量的同时,峰值信噪比和结构相似度两种客观质量评价指标均优于同类先进方法,该方法能够重建更准确的纹理细节,得到更好的视觉效果,证明了该方法的有效性。

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    19. 一种自适应模拟退火粒子群优化算法
    闫群民,马瑞卿,马永翔,王俊杰
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (4): 120-127.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.016
    摘要577)   HTML197)    PDF(pc) (1377KB)(190)    收藏

    为了提高粒子群算法的寻优速度和精度,避免陷入局部优解,提出一种自适应模拟退火粒子群优化算法。采用双曲正切函数来控制惯性权重系数,进行非线性自适应变化;利用线性变化策略控制社会学习因子和自我学习因子,达到改变不同阶段寻优重点的目的;引入模拟退火操作,根据种群的初始状态设置一个温度,根据米特罗波利斯准则和温度指导种群以一定的概率接受差解,保证了算法跳出局部最优解的能力。为验证这种算法的效果,选择7种典型测试函数与已有文献中提出的5种粒子优化算法进行对比实验,根据寻优结果的平均值、标准差以及迭代次数等数据,证明文中所提算法在迭代精度、收敛速度以及稳定性上都有很大的提升,有效地弥补了经典粒子群算法的缺陷。

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    20. 注意力机制的SAR图像车辆目标检测网络
    张强, 杨欣朋, 赵世祥, 卫栋栋, 韩臻
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (1): 36-47.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.005
    摘要570)   HTML37)    PDF(pc) (4278KB)(156)    收藏

    在SAR图像车辆目标检测过程中,车辆轮廓定位不仅能够提供车辆位置信息,而且还能够为车辆状态分析提供依据,是SAR图像理解的关键步骤。但SAR图像中乘性斑点噪声会对轮廓定位造成干扰,增加车辆目标检测的难度。针对这一问题,提出了一种注意力机制的SAR图像像素级车辆目标检测网络。该网络由目标筛选、目标定位和轮廓细化三个模块构成。目标筛选在一个轻量级的特征提取网络中采用通道注意力和自注意力机制,在抑制噪声影响的同时对包含目标图像进行快速筛选,并提供稳定的定位热力图;目标定位利用掩码交叉注意力机制根据定位热力图优化粗尺度特征细化目标定位,并融入细尺度信息改善目标轮廓细节;轮廓细化通过轮廓点筛选消除上采样及噪声带来的轮廓不确定点获取准确的轮廓像素点置信度。对MSTAR数据集进行车辆像素级标注,建立SAR图像车辆数据集及大场景图像数据集用于网络测试。实验结果表明,该网络具有良好的像素级检测性能,可实现大场景SAR图像中车辆目标的快速精确检测。

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    21. 77GHz宽带低副瓣毫米波微带天线设计
    范文颖, 侯庆文, 陈先中
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 109-116.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.013
    摘要570)   HTML109)    PDF(pc) (1591KB)(212)    收藏

    针对微带天线带宽较窄的问题,提出一种适用于地下煤矿机器人环境感知的宽带低副瓣毫米波微带阵列天线。该毫米波天线阵列由主辐射单元层、寄生贴片层以及空气层构成。主辐射单元采取道尔夫-切比雪夫阵列综合方法以实现低副瓣特点,空气层和寄生单元通过降低等效介电常数及增加新的谐振点有效展宽天线带宽,T形功分器馈电网络设计实现良好的阻抗匹配。HFSS仿真结果表明,天线的-10 dB阻抗带宽为7 GHz,工作频率为76.6~83.6 GHz,E面最大副瓣电平为-15 dB,H面最大副瓣电平为-24 dB,最大增益为17 dBi,满足了毫米波雷达远近距离切换和复杂散射介质回波灵敏度的应用需求。与目前的77 GHz毫米波天线相比,此天线有效降低了副瓣电平,进一步拓展了工作带宽,提高了雷达的抗干扰能力以及分辨率。针对地下煤矿复杂的地磁环境特点,该天线所具有的强抗干扰能力和高分辨率等性能在地下巷道环境感知方面有很大的优势。

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    22. 车载毫米波雷达时域测高技术研究
    沈文皓,杨明磊,郭俊磊,胡晓宇,刘楠
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 9-17.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.002
    摘要564)   HTML212)    PDF(pc) (1581KB)(229)    收藏

    针对当前一般的车载雷达不具备目标高度测量能力,或是实现成本高昂的问题,提出了一种在毫米波段下使用单天线时域信息的单散射点目标高度测量方法。该方法利用了车载环境下地面反射后多径信号与直达信号干涉产生的多径效应,在汽车行进过程中获取不同距离时待测目标的回波功率,通过插值使采样点在距离倒数上均匀化,进而使用快速傅里叶变换提取出目标的高度信息。首先推导了车载环境下多径效应存在的条件,构建了毫米波段下通过地面的镜面反射而产生多径效应的几何模型,进而拓展到目标回波的数学模型;其次,详细分析了可能对目标高度测量产生影响的因素,如车载雷达的安装高度、采样间隔和距离等,并针对性地提出了多种优化和改进建议;最后,通过仿真以及模拟高度测量实验获得的实测数据结果显示,使用该方法对单散射点目标进行高度测量具有可行性。相较于现有方法,该方法实现车载环境单散射点目标高度测量有着结构简单,成本低廉的优势。

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    23. 一种多尺度三维卷积的视频超分辨率方法
    詹克羽,孙岳,李颖
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 8-14.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.002
    摘要559)   HTML81)    PDF(pc) (2074KB)(328)    收藏

    视频超分辨率技术可由低分辨率视频获得高分辨率视频,有效提升视频的显示效果。与单幅图像超分辨率不同,如何利用相邻视频帧之间的信息在视频超分辨率中则显得十分重要。为改善视频超分辨率重建的性能,充分利用视频帧的时间-空间相关性,提出一种基于多尺度三维卷积的视频超分辨率模型。该模型输入连续的多帧视频图像,输出中间帧的超分辨率重建结果,包括多尺度特征提取、特征融合以及高分辨率重建3个模块。首先,使用多尺度的三维卷积进行初步特征提取;然后,使用三维卷积残差结构进行特征融合,并将特征图进行通道分离,在融合不同尺度的特征时,有效地减少了网络的参数量;最后,使用多个残差密集连接块和亚像素卷积进行高分辨率重建,并结合全局残差连接得到重建的高分辨率视频图像。Vid4数据集上3倍和4倍超分辨率放大的实验结果表明,与其他已有方法相比,该方法可有效提升峰值信噪比和结构相似性性能,取得较好的视觉效果。

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    24. 利用高斯牛顿迭代的时频差无源定位算法
    汤建龙, 解佳龙, 薛成均
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (1): 19-28.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.003
    摘要544)   HTML36)    PDF(pc) (2883KB)(128)    收藏

    针对传统高斯牛顿迭代法在时差-频差定位中因迭代初始值不准而易出现的不收敛问题,提出一种基于约束加权最小二乘(CWLS)的高斯牛顿迭代定位算法。该算法首先将定位问题中关于目标位置、速度的时差-频差非线性定位方程转化为伪线性方程,分步估计目标位置、速度初始值;为实现初始值的精确估计,将目标位置与辅助变量等式约束关系松弛为二阶锥约束(SOCP)条件;引入随机鲁棒最小二乘(SRLS)构建新的线性关系,当新线性关系的最小二乘解不满足二阶锥约束条件时,使用半定规划(SDP)技术求解目标位置的估计解,通过获得的目标位置来对目标速度进行求解;获得目标参数估计初始值后,建立时差-频差定位系统下关于目标位置与速度的高斯牛顿迭代方程,利用高斯牛顿迭代对目标参数进行寻优求解,该迭代过程不需要引入辅助参数,可以直接得到目标参数。仿真实验表明,所提算法对近场目标与远场目标均有很好的定位效果,较已有经典两步加权算法,其鲁棒性好、定位精度高。同时,仿真结果表明了高斯牛顿迭代方程时对初始值优化的必要性。

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    25. 一种SPMA协议的动态阈值设置方法
    丁峰,史琰,赵雄旺
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 37-46.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.005
    摘要509)   HTML86)    PDF(pc) (1631KB)(117)    收藏

    基于统计优先级的多址接入SPMA(Statistical Priority-based Multiple Access)协议出现于TTNT(Tactical Targetting Network Technology)数据链中,是一种基于随机竞争思想的接入方式。该协议联合使用时域和频域资源,并将上层业务划分优先级,通过对比阈值和信道占用来评估信道接入状态并控制各个优先级业务的接入行为。然而,SPMA协议中的固定阈值设置方法存在不能灵活应对通信业务变化的问题,造成时频资源浪费,难以保障异构业务服务质量。因此,提出了基于帧成功传输概率的动态阈值设置方法。该方法利用帧成功传输概率来反映网络实时负载情况,通过对比当前的帧成功传输概率和最高优先级业务的帧成功传输概率来动态调整各个优先级的阈值,使得各优先级业务按需地接入信道,从而维护网络吞吐量的稳定,在提高信道利用率的前提下,保障高优先级业务的接入时延为毫秒级且传输成功率不低于99%。

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    26. 一种采用信号虚拟分解的多址接入方法
    李钊,胡娇娇
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (1): 12-18.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.002
    摘要505)   HTML67)    PDF(pc) (1629KB)(151)    收藏

    多用户通信系统中的共道干扰是制约无线通信系统性能改善的关键因素。现有的基于信号处理的多用户传输方法在调整信号以避免共道干扰的同时,也会损害以这些信号为载体的数据传输的性能。利用无线信号间的相互作用,提出一种基于信号虚拟分解的多址接入方法,通过引入一个调和发射机,并使该调和发射机发送一个调和信号,调和信号与公共接收机处的多用户信号相互作用,可以使公共接收机无干扰地恢复出相互正交的多路期望信号。所提方法不仅能够避免期望发射机因对其发射信号进行调整而导致的期望信号传输质量的降低,而且不存在因公共接收机抑制干扰导致的期望信号功率损失问题。仿真结果表明,相比于已有方法,当信噪比超过0分贝时,所提方法对多用户通信系统的频谱效率和功率归一化频谱效率的改善超过10%。

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    27. 自监督视频表征学习综述
    田春娜,叶彦妤,单笑,丁宇轩,张相南
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 222-230.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.025
    摘要501)   HTML34)    PDF(pc) (1238KB)(136)    收藏

    学习高质量的视频表征有助于机器更准确地理解视频内容。基于监督学习的视频表征需要标注海量的视频数据,而视频标注极其费时费力,因而不需要标注数据的自监督视频表征方法成为研究的热点。自监督视频表征学习利用海量的未标注数据,将视频自身的时空连续性等作为监督信息来设计辅助任务进行表征学习,并将学习到的视频表征应用于下游任务。鉴于缺少对自监督视频表征学习新进展的综述,首先根据辅助任务采用的信息不同,从时序信息、时空信息和多模态信息方面,对近三年的自监督视频表征学习算法进行分析和总结;然后,在动作识别和视频检索两个下游任务中,对比自监督视频表征学习模型的实验结果,并分析模型性能的优劣及其原因;最后,总结自监督视频表征学习依然存在的问题并对其发展进行展望。

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    28. 面向LTE-V2X系统的双迭代信号检测算法
    廖勇,孙宁,王帅,陈颖
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 1-8.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.001
    摘要480)   HTML608)    PDF(pc) (986KB)(294)    收藏

    针对传统信号检测算法无法有效应对子载波间干扰问题,提出了一种基于高斯赛德尔算法改进的迭代并行干扰消除信号检测算法。该算法首先利用自适应迭代的高斯塞德尔算法获取待检测信号的粗略估计;然后利用迭代并行干扰消除算法对初始解进行迭代优化,并在迭代过程中引入提前更新机制。仿真结果表明,在长期演进—车联万物通信系统中,该算法的检测性能超过了传统初始解的迭代并行干扰消除算法,逼近最优初始解算法性能。这种算法以较低的计算复杂度达到了较好的检测性能,为长期演进—车联万物系统信号检测算法的设计提供新思路

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    29. 大规模MIMO系统中的改进CG迭代算法
    刘刚,娄增进,林勤华,郭漪
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 8-15.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.002
    摘要474)   HTML106)    PDF(pc) (975KB)(193)    收藏

    大规模多入多出技术以其高的频谱效率和能量效率,成为未来移动系统的关键技术之一。但是,随着用户天线数目的增加,多入多出检测算法的计算复杂度会急剧增加,导致在实际系统中难以快速、有效地实现。针对大规模多入多出检测计算复杂度高、收敛速度慢等问题,提出了一种改进的共轭梯度迭代算法。首先将理查森迭代算法的初始矩阵作为牛顿迭代算法的初始矩阵进行迭代;随后将迭代结果作为共轭梯度迭代算法的迭代初始矩阵进一步迭代,在保持较低计算复杂度的同时,实现快速收敛;最后通过理论定量分析了算法的计算复杂度。通过仿真实验对比,分析了多种大规模多入多出检测算法在误码率性能和收敛速度方面的性能。结果表明,相比其他算法,所提算法具有更低的计算复杂度和更快的收敛速度。在调制方式为64QAM、天线规模为32×256或64×1 024时,仅需要3次迭代,检测性能即可接近最小均方误差算法。

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    30. 注意力机制的多尺度单目标跟踪算法
    宋建锋,苗启广,王崇晓,徐浩,杨瑾
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 110-116.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.014
    摘要473)   HTML84)    PDF(pc) (2181KB)(99)    收藏

    在单目标跟踪过程中,由于存在目标遮挡、目标消失、相似目标干扰等问题,导致算法错误跟踪目标,跟踪精度下降,并且错误的结果将会参与到模型更新中,使得跟踪精度进一步下降。针对这一问题,提出了基于注意力机制的多尺度单目标跟踪算法。该算法使用Inception网络非对称卷积思想,在增加多尺度卷积核的同时减少参数量,非对称卷积可以有效地结合局部特征和全局特征,提高跟踪的鲁棒性。在模型参数更新阶段,采用基于注意力机制的网络在线更新算法,结合每一帧的结果响应图和注意力响应图计算得到该帧的跟踪结果得分,从而在模型更新时剔除不包含目标的视频帧,强化了网络对目标和背景的判别能力,使网络能够快速学习到目标的外观变化,提高算法对目标的跟踪能力。在实验部分,将该算法在OTB-100数据集与其他先进的跟踪算法进行对比,在准确率和成功率方面相较ATOM算法分别有0.9%和0.8%的提升,提升精度的同时也更容易找回丢失的目标。

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    31. 目标回波特征辅助的海面多目标跟踪方法
    张逸宸,水鹏朗,廖沫
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (5): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.20230201
    摘要458)   HTML99)    PDF(pc) (3631KB)(355)    收藏

    由于复杂的海洋环境和近海稠密的海面目标,海用雷达常面临高虚警率、高目标密度的“双高”跟踪场景。来源于海杂波和多个邻近目标的量测点在探测空间中密集出现,传统的跟踪方法仅利用单帧量测的位置信息不能很好区分量测的具体来源,导致跟踪性能严重下降。利用目标回波特征信息可以在不提高算法复杂度的情况下弥补上述缺陷,但目标回波特征的泛化能力较弱,需要针对不同的雷达体制、工作场景及探测需求,因地制宜地选择适合的目标回波特征。以探测大中小型船只为任务的高分辨对海警戒雷达为应用背景,采用检验统计量和目标径向速度量测作为目标回波特征,重构了跟踪方程使得目标回波特征的信息被充分应用于关联、滤波和航迹管理等跟踪的各个环节。此外,采用了一种“两级”跟踪流程,依据航迹质量划分确认航迹和候选航迹,串联跟踪目标并交互信息,有助于跟踪难以形成持续稳定检测的非机动海面小目标。实测和仿真数据实验结果表明,在海面复杂的多目标场景中,所提方法可以实现稳健的目标跟踪。

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    32. 意图驱动的自动驾驶网络技术
    冷常发,杨春刚,彭瑶
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 60-70.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.008
    摘要454)   HTML29)    PDF(pc) (1663KB)(125)    收藏

    由于终端用户、垂直行业和内容提供商等对未来网络的灵活性和智能性等提出更高要求,所以网络服务多样化,网络结构复杂化,迫切需求网络规划、管理、运维和优化等自主化,最终实现网络意图服务意图的高度自治。为降低网络管理的复杂度,提升网络自优化的程度,需探索和利用自动化、意图驱动网络、人工智能和策略自动生成等新技术实现自动驾驶网络。自动驾驶网络把意图驱动网络作为当前网络演进的愿景,依托其意图转译技术、策略生成验证技术等实现基于意图的网络高效运营管理,并结合人工智能技术减少人工运维的开销,提高网络管理优化的效率。总结了自动驾驶网络的研究背景;明晰了自动驾驶网络的定义及优势;进而,提出了新型的自动驾驶网络的网络管控架构、实现流程和关键技术;最后设计典型自动驾驶网络的应用实例,以证明实现自动驾驶网络愿景的可行性并明确自动驾驶网络的发展方向。自动驾驶网络通过为用户提供更灵活、更高效的网络管控能力,高效实现用户需求,提升用户体验。

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    33. 一种LSTM与CNN相结合的步态识别方法
    戚艳军,孔月萍,王佳婧,朱旭东
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 78-85.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.010
    摘要434)   HTML34)    PDF(pc) (1465KB)(148)    收藏

    针对行人运动过程中拍摄视角、外观变化等因素对步态识别的影响,提出一种长短时记忆网络与卷积神经网络相结合的步态识别方法。该方法首先使用人体三维姿态估计直接获得人体关节的三维坐标;然后根据三维空间中关节之间的周期性运动约束关系,从时间和空间两个维度构建视角鲁棒的三维步态约束模型。其中,模型中的运动约束矩阵用于表征关节运动及人体结构的时序约束特征;动作特征矩阵用于表征关节位移的空间约束特征。接着针对所构建的三维步态约束模型的特点,设计了长短时记忆网络与卷积神经网络相结合的并行网络,学习运动约束矩阵和动作特征矩阵中的步态时空特征。最后,在多视角步态数据库CASIA-B中对网络模型进行了评估。实验结果表明,该方法的识别率高于一些经典的方法,而且在视角变化较大的情况下,识别率没有显著下降,说明构建的步态模型对视角变化具有较高的鲁棒性。

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    34. JEDERL:一种异构计算平台任务调度优化算法
    吕文凯,杨鹏飞,丁韵青,张鹤于,郑天洋
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (6): 67-74.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.06.009
    摘要433)   HTML27)    PDF(pc) (2637KB)(105)    收藏

    随着图形处理单元、现场可编程门阵列等计算单元的快速发展,由不同类型计算资源组成的异构计算平台具有计算资源丰富、架构灵活多样、并行处理能力强等优点,在云计算、数据中心、物联网等领域中得到广泛的应用。针对异构计算平台任务调度中存在的计算资源异构及缺乏任务全局信息的问题,首先根据任务及资源的属性进行任务执行的抽象建模;然后利用图神经网络对任务和计算资源进行可伸缩的状态信息编码,从3个层次聚合任务及资源特征,解决了任务数量不确定、缺乏全局信息的问题;接着以最小化任务的平均完成时间为目标,基于深度确定性策略梯度算法设计任务调度算法。实验结果表明,JEDERL算法与随机调度、先进先出调度、短任务优先调度、轮盘法调度以及现有的强化学习调度算法相比,任务平均完成时间分别减少了约27.8%、12.6%、28.6%、21.9%、5.3%,并且在异构计算平台中服务器个数和任务数变化时表现稳定。

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    35. 融合注意力机制的多尺度显著性目标检测网络
    刘迪,郭继昌,汪昱东,张怡
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 118-126.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.014
    摘要431)   HTML20)    PDF(pc) (2670KB)(177)    收藏

    目前大多数显著性目标检测方法会受到图像复杂背景的干扰并且会出现检测结果亮度不均匀、边缘模糊的现象。针对上述问题,提出一种融合注意力机制的多尺度显著性目标检测网络方法。首先,网络以编码器-解码器架构为基础,并采用在编解码过程中连接相邻层特征的多尺度特征融合方法,以便于捕捉到图像中不同尺度的显著性目标;其次,在网络中融合注意力机制,用以关注特征的空间信息和通道信息,目的是得到均匀完整且边缘更加清晰的显著性目标检测结果;最后,在编码器与解码器之间使用一种并行多分支结构即上下文特征提取模块实现不同感受野下的特征提取,进一步提升显著性目标检测性能。实验结果表明,在ECSSD显著性目标检测数据集上检测平均绝对误差MAE和F-measure指标,相较于对比网络至少有10%和0.7%的提高。所提网络不仅能准确定位显著性目标并使其均匀显示,而且在复杂背景下能够精确预测显著性目标边缘。

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    36. 可见光通信数字基带系统设计及其FPGA实现
    王鹤潼,牛书强,施会丽,王平,郭立新,刘忠玉
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (4): 31-38.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.04.005
    摘要426)   HTML29)    PDF(pc) (1966KB)(151)    收藏

    可见光通信物理层主要使用的非对称限幅和直流偏置两种光正交频分复用方案,只能在频谱效率与功率效率间选择其一。为了兼顾二者,基于自适应偏置的光正交频分复用提出了一种适于可见光通信的数字基带系统设计方案,并通过现场可编程逻辑门阵列搭建的室内可见光通信硬件平台对该方案进行了实现和验证。研究中首先通过自适应偏置光正交频分复用的MATLAB离线实现验证了使用光正交频分复用信号在室内进行可见光通信的可行性,并确定了数字基带系统中使用的参数。其次给出了可见光通信数字基带系统的设计方案。最后基于该方案,通过现场可编程逻辑门阵列搭建了室内可见光通信硬件平台,并对收发端主要模块进行介绍。测试表明所提出的可见光通信数字基带系统有效提高了频谱资源利用率,降低了系统能耗。其中物理层特殊的帧结构设计提高了快速傅里叶变换窗口检测的准确性和信道估计与均衡的能力,从而有效降低了误码率,保证了通信传输速率,进而提升了数字基带系统的整体性能。

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    37. 利用非局部上下文信息的遥感图像小目标检测
    李阳阳, 毛鹤亭, 张小龙, 陈彦桥, 柴兴华
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 117-124.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.014
    摘要426)   HTML87)    PDF(pc) (1420KB)(167)    收藏

    近年来,基于深度学习的目标检测方法取得了令人瞩目的成果,并被成功应用到遥感领域。但是由于遥感图像覆盖面广,而小目标的有效信息少且定位困难,想要精确地检测出小目标并不容易。针对这一问题,利用图像中的非局部特征以及上下文信息来提高小目标检测的质量。首先采用改善特征金字塔网络和跨层注意力网络的组合结构作为主干网络,改善特征金字塔网络用于提取小目标丰富的特征信息,跨层注意力网络用来提取非局部信息并均衡分配给各层;其次使用上下文转移模块,将包含了非局部特征的上下文信息传递给对应的感兴趣区域;最后采取级联网络作为检测网络,改善小目标定位框质量。在Small-DOTA、DIOR和OHD-SJTU-S遥感图像数据集上进行了实验。实验结果表明,所提方法在3个数据集的平均精度均值都达到了最高;在DIOR数据集中包含小目标比较多的船、车辆和风车3个类别上,该算法的平均精度也是最高。这说明与现有方法相比,所提方法能进一步改善遥感图像小目标检测性能。

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    38. 一种改进Unet网络的遥感影像分割算法
    李娇娇, 刘志强, 宋锐, 李云松
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (6): 67-75.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.06.009
    摘要424)   HTML167)    PDF(pc) (3496KB)(119)    收藏

    现有的遥感影像分割算法将边缘信息和语义信息进行简单的结合,往往不能确保语义建模的整体改进。为解决此类问题,提出了基于改进Unet网络的遥感影像分割算法。该算法在基础编码器的基础上添加了边缘提取模块,此模块融合骨干网络所提取的语义特征信息以及由输入图像经过Canny算子和膨胀数学形态学操作获得的边缘特征信息,更好地学习了遥感影像的边缘。为了进一步获取遥感影像全局信息以提高分割精度,提出了边缘引导上下文聚合模块。该模块通过捕获边缘区域的像素和物体内部像素之间的长距离依赖关系,通过聚合上下文信息而加强类内一致性。在"天智杯 "人工智能挑战赛数据集的测试下,改进后的模型总体准确度达到84.5%,平均交并比达到68.6%,精度与经典Unet模型相比分别提高了5.3%和9.2%。改进后的模型在ISPRS Vaihingen和Potsdam基准数据集上总体准确度分别达到了91.2%和91.6%,更适于精确的遥感影像分割。

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    39. 异构传感网成本优化的节点部署策略
    李明,胡江平,曹晓莉
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (4): 11-19.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.002
    摘要420)   HTML173)    PDF(pc) (2929KB)(156)    收藏

    针对异构无线传感器网络中节点部署密度大、目标覆盖和网络连通容错性能差以及部署代价高的问题,提出了一种基于改进珊瑚礁算法的成本优化的节点异构传感网络容错部署策略。该策略综合考虑了部署位置和节点类型不同造成的部署代价不同,在保证监测目标被传感器节点多重覆盖和传感器节点之间多重连通的条件下,以节点部署成本最优化为求解目标。在改进的珊瑚礁算法中一方面借鉴和声搜索算法的思想增强算法的优化能力,另一方面通过对算法求解过程中优秀解的再利用,增强算法的优化效率。仿真结果表明,较之其他比较算法,提出的改进珊瑚礁算法能有效地在保证目标多重覆盖和节点之间多重连通的条件下降低网络部署成本。

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    40. 改进YOLOv3的快速遥感机场区域目标检测
    韩永赛,马时平,何林远,李承昊,朱明明,张飞
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 156-166.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.019
    摘要409)   HTML93)    PDF(pc) (4992KB)(85)    收藏

    遥感机场区域目标的检测有很大的军事意义和民用意义。为了取得快速且精确的检测效果,自主构建了更加符合具体任务的数据集;以一步回归全局检测为基础框架,针对数据集中类别分布不均衡问题,提出使用生成的方法用生成对抗网络进行有针对性的数据扩充,以获得具有领域变换特性、类数据分布更为均衡的数据集。同时,使用改进的双权重特征金字塔网络检测部件,来融合得到深层次可区分性的更加鲁棒的特征。实验结果表明,相比原网络,改进网络带来了4.98%的多类目标平均检测精确度以及8.33%的平均交并比的提升,分别达到了89.07%的多类目标平均检测精度以及61.97%的平均交并比。此外,改进网络的平均检测时间为0.062 5 s,相比类似检测率的RetinaNet-101网络速度约快5.3倍,体现了该网络的有效性以及对具体任务的实用性。

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    41. 一种低复杂度的低信噪比前导检测算法
    张阳,郑聒天,张建,庞立华,栾英姿
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (2): 1-10.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.02.001
    摘要408)   HTML230)    PDF(pc) (2112KB)(341)    收藏

    针对低信噪比情况下时域直接相关检测算法增加相关窗长度来提升检测性能与硬件可实现性之间的矛盾,提出了一种联合分段相关和选择分离多径接收检测算法。算法通过分段相关降低硬件实现复杂度,同时利用分离多径接收增加检测信号能量。MATLAB仿真结果表明,所提算法在信噪比为-17 dB时漏检概率和虚警概率都达到了10-4以下。同时,所提算法在引入选择分离多径接收算法后,增加了最佳判决门限的可选范围,从而降低了因为判决门限的选择不当对检测性能的影响。该算法在低信噪比环境下相较于直接相关检测和分段相关检测均有信噪比增益的提升。并且,所提算法所消耗的资源要远远小于现有算法,该算法虽然增加了复杂度,但是带来的增益是巨大的,所提算法可以在满足检测性能的同时,实现性能和代价的最优折中。最后,在单载波交织式频分多址系统中利用现场可编程门阵列实现了该算法,实现结果和MATLAB结果完全一致,表明该算法可应用于类似的低信噪比多用户通信系统中。

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    42. 一种基于局部表征的面部表情识别算法
    陈昌川,王海宁,黄炼,黄涛,李连杰,黄向康,代少升
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (5): 100-109.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.05.013
    摘要402)   HTML20)    PDF(pc) (4059KB)(102)    收藏

    表情是人类内心情感变化的重要体现。当前表情识别方法通常依赖面部全局特征进行处理,忽略局部特征提取。心理学家指出,不同面部表情对应不同的局部肌肉运动区域,以此为动机,提出一种基于局部表征的表情识别算法,简称EAU-CNN。为提取面部的局部特征,该文首先根据获取的人脸68个特征点将整体面部图像划分成43个子区域,随后选择肌肉运动区域与面部显著器官所覆盖的8个局部候选区域作为卷积神经网络的输入。为均衡局部候选区域的特征,EAU-CNN采用8个并行的特征提取分支,每个分支支配不同维全连接层。分支的输出按照注意力自适应地连接,以突出不同局部候选区域的重要程度。最后经Softmax函数,将表情分为中性、愤怒、厌恶、惊讶、高兴、悲伤和恐惧七类。该文在CK+、JAFFE、自定义大型FED数据集上对算法进行了评估实验,所提算法平均准确率分别为99.85%、96.61%、98.29%。该评价指标超过S-Patches算法6.01%、10.17%、6.09%,结果表明局部表征能够提升表情识别性能。

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    43. 一种采用松弛正交预编码的多址接入方法
    刘成玉, 张碧桂, 李钊
    西安电子科技大学学报    2023, 50 (1): 29-35.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2023.01.004
    摘要402)   HTML19)    PDF(pc) (2107KB)(96)    收藏

    在多址方法设计中,有效管理多个并发通信间的共道干扰是提升系统频谱效率的关键。现有干扰管理的思路是使多路信号在传输过程中相互正交,然而在多用户多输入多输出系统中,发射机和接收机的数量以及它们的天线配置严格制约了系统能够支持的正交并发通信的数量。针对这一问题,提出一种应用于多用户多输入多输出下行通信的基于松弛正交预编码的多址接入方法,通过引入一个正交幅度调节函数,在一个符号周期内对预编码的幅度进行调整,利用调节后的预编码进行信号处理和发送,可以将对多用户信号在空域上严格正交的要求放宽到相关意义上的正交;相应地,接收机采用相关运算对期望信号进行检测,可以利用幅度调节函数之间的正交性在判决时刻消除共道干扰的影响。仿真结果表明,所提方法可以在不增加频谱资源消耗的情况下,显著提高系统容纳的用户数量,改善系统的频谱效率。

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    44. 多传感器协同地面目标跟踪的调度方法
    张昀普,单甘霖,付强
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 100-108.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.012
    摘要400)   HTML86)    PDF(pc) (917KB)(98)    收藏

    针对地面目标跟踪时多普勒盲区存在的情况,为实现对目标的精确跟踪,提出了一种多传感器协同调度方法。首先,通过分析传感器调度的基本过程,建立了包含调度动作、目标状态转移方程和多普勒盲区下传感器量测方程的基本模型;然后,针对地面目标“动-停-动”的运动方式,依据速度大小将其状态分为低速和高速两类,给出了状态概率的计算方法,并引入变结构多模型方法对目标状态进行估计,给出了估计时似然函数和状态转移概率的计算方法;最后,以克拉美罗下限量化跟踪精度,并以跟踪精度最优为优化目标建立了长期调度的目标函数。仿真实验的结果表明,所提方法能够通过预测未来多步的调度收益,制定出最佳的传感器调度方案,从而实现对地面目标的高精度持续跟踪。

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    45. 一种基于边界感知的遥感影像建筑物提取方法
    张艳,王翔宇,张众维,孙叶美,刘树东
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (1): 236-244.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.01.025
    摘要398)   HTML23)    PDF(pc) (2767KB)(104)    收藏

    遥感影像的复杂性给建筑物提取研究带来了极大的挑战。深度学习的引入提高了遥感影像建筑物提取的准确率,但仍存在边界模糊、目标漏检和提取区域不完整等问题。针对这些问题,提出了一种基于边界感知的遥感影像建筑物提取网络,该网络包括特征融合网络、特征增强网络和特征细化网络三部分。首先,特征融合网络采用编码-解码结构提取不同尺度特征,并设计了交互聚合模块融合不同尺度的特征;然后,特征增强网络采用减法和级联操作对漏检目标进行学习增强,得到更加全面的特征;最后,特征细化网络使用编码-解码结构对特征增强网络的输出进一步细化,得到丰富的建筑物边界特征。此外,为使网络更加稳定有效,将二值交叉熵损失和结构相似性损失相结合,从像素和图像结构两个层次监督模型的训练学习。通过在数据集WHU上的测试,可知本网络较其他经典算法的客观指标交并比和准确率均有提升,分别达到了96.0%和97.9%;同时主观视觉上提取的建筑物边界更加清晰,区域更加完整分明。

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    46. 一种宽温度范围的低温度系数带隙基准源设计
    安景慧,吴晨健
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (4): 91-96.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.04.012
    摘要393)   HTML174)    PDF(pc) (921KB)(104)    收藏

    为了满足不同应用和市场对物联网芯片精度和可靠性的要求,提出了一款宽温度范围的低温度系数带隙基准源。在传统的Banba型带隙基准源结构上,采用高阶温度补偿技术和分段温度补偿技术改善输出基准电压的曲率,降低了电路的温度系数,同时扩展了电路的工作温度范围。基于TSMC 180 nm CMOS工艺,完成了电路性能验证。测试结果表明,电路在-40 ℃~160 ℃温度范围内的温度系数低至7.2×10-6/℃,低频时电源抑制比为-48.52 dB,1.8 V电源电压下电路的静态电流为68.38 μA,芯片核心面积为0.025 mm2

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    47. 无人机辅助通信的密集无线网络MAC协议
    杨欣,毛雅淇,王伶
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (3): 10-20.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.03.002
    摘要393)   HTML42)    PDF(pc) (2782KB)(91)    收藏

    面向无人机辅助下的密集无线网络通信场景,针对地面固定基站传输造成的网络吞吐量受限问题,聚焦无人机覆盖范围内通信网络的性能提升,提出了一种无人机辅助通信的密集无线网络媒体访问控制协议。首先,基于密集无线网络中不同位置通信设备形成的通信异构性,构建了一种新型的无人机辅助密集无线网络通信模型;其次,引入初始竞争窗口系数、子系数及其权值的概念,创新设计了通信节点的初始竞争窗口,分析了无人机移动环境下通信节点的退出概率,提出了一种新型媒体访问控制协议;最后,采用三维马尔可夫模型对协议的归一化饱和吞吐量及访问公平性进行评估,进而确定了一定条件下吞吐量最大化时的初始竞争窗口子系数权值。仿真分析表明,与现有媒体访问控制协议相比,本协议平均归一化饱和吞吐量在基础接入机制下约增长1倍,在RTS/CTS机制下提升约51%,同时,本协议实现了对接入时间短的节点传输性能提升,即可获得较大的吞吐量和较短的时延。

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    48. 融合自注意力机制与CNN-BiGRU的事件检测
    王侃, 王孟洋, 刘鑫, 田国强, 李川, 刘伟
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (5): 181-188.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.05.021
    摘要389)   HTML115)    PDF(pc) (1535KB)(248)    收藏

    基于卷积神经网络和循环神经网络的事件检测已得到广泛研究。然而卷积神经网络只能考虑卷积窗口内的局部信息,忽略了词语的上下文联系。循环神经网络存在梯度消失和短期记忆的问题,且其变体门控循环单元无法得到每个词语的特征。为此,提出一种基于自注意力机制与卷积双向门控循环单元模型的事件检测方法。该模型将词向量和位置向量作为输入,不仅能够通过卷积操作提取不同粒度的词汇级特征,通过双向门控循环单元提取句子级特征,而且通过自注意力机制考虑全局信息,关注对事件检测更重要的特征。将提取的词汇级特征和句子级特征拼接作为联合特征,通过softmax分类器进行候选词分类,从而完成事件检测任务。实验结果显示,在ACE2005英文语料上,事件检测中触发词识别和分类的F值分别达到78.9%和76.0%,优于基线事件检测方法的结果,且模型表现出更好的收敛性。实验结果表明,所提出的基于自注意力机制与卷积双向门控循环单元模型有良好文本特征提取能力,提升了事件检测的性能。

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    49. 一种门控卷积生成对抗网络的图像修复算法
    高杰,霍智勇
    西安电子科技大学学报    2022, 49 (1): 216-224.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2022.01.023
    摘要386)   HTML12)    PDF(pc) (2538KB)(70)    收藏

    生成对抗网络图像修复算法在填充任意掩码区域时会经常出现错误,原因是其在进行卷积运算时将所有输入像素都视为有效像素。针对该问题,提出一种门控卷积生成对抗网络的图像修复算法,利用门控卷积替换网络残差块中的传统卷积,以有效地学习已知区域与掩码区域之间的关系。算法采用边缘修复加纹理修复的两阶段生成对抗修复网络。首先,用边缘检测算法检测出破损图像中已知区域的结构;然后,将掩码区域的边缘与已知区域的颜色和纹理信息结合起来进行结构修复,再将完整结构与待修复图像一起送入纹理修复网络中进行纹理修复;最终输出得到完整图像。在网络训练过程中,采用谱归一化马尔科夫判别器以改善迭代过程中权重变化缓慢的问题,从而加快收敛速度、提升模型精度。在Places2数据集上的实验结果表明,所提出的算法在修复破损区域形状不一、大小不一的图像时,相较于之前的两阶段修复算法,在峰值信噪比和结构相似性上分别提高了3.8%和3.0%,且主观视觉效果提升明显。

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    50. 车联网中基于博弈论的合作下载激励方案
    赖成喆,陈瑶,郭奇立,郑东
    西安电子科技大学学报    2021, 48 (3): 9-20.   DOI: 10.19665/j.issn1001-2400.2021.03.002
    摘要380)   HTML84)    PDF(pc) (2104KB)(123)    收藏

    提出一种车联网中基于双层博弈的合作下载激励方案。利用反向拍卖机制选择合作下载车辆,演化博弈解决了车辆参与数据转发的问题。同时,采用有序聚合签名技术保证了数据传输过程的安全。此外,基于比特币的定时承诺机制实现了电子货币激励,保证了交易支付公平性。理论分析表明,该方案实现了数据完整性、身份认证、不可抵赖性,能有效地促进车辆合作以及实现了交易的公平性。仿真结果从通信开销和存储开销方面证明了方案的有效性。

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