• 2017年第32卷第4期文章目次
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    • 新体制民用雷达与实时信息处理研究

      2017, 32(4):649-657. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.001

      摘要 (528) HTML (0) PDF 2.57 M (2170) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着天线制造技术、超宽带技术、合成孔径技术和信息处理技术的发展,雷达的体积不断减小,探测精度和成像分辨率大大提升,雷达开始在民用领域中活跃起来,尤其是应用于穿透成像、微波遥感成像、滑坡监测和机场异物检测等领域的民用雷达发展十分迅速。为了让民用雷达在复杂的自然环境中具有更高、更稳定的性能,雷达信息处理技术一直在不断创新。本文介绍了民用雷达的新趋势和新技术,以及探墙雷达、微型SAR、边坡雷达和异物检测(Foreign object debris,FOD)雷达实时信息处理的关键问题和解决方案。

    • 基于光电协同的雷达实时信号处理技术

      2017, 32(4):658-666. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.002

      摘要 (804) HTML (0) PDF 2.57 M (2321) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着雷达系统在通道数量、带宽和分辨率上的不断提升,对于数据处理能力和处理速度提出更高的要求。在一些特定的应用场合,体积、功耗等也是数据处理机设计时需要考虑的重要因素。单纯依靠数字技术的雷达信号处理模式已经或者即将暴露出在运算能力、运算速度和功耗等方面的局限性。本文立足于新型信息处理理论和方法的研究,提出了光电协同信息处理技术。该技术将光学复杂运算与电子学逻辑控制相结合,利用空间光学信息处理完成高密度、海量数据的算术运算,利用电子学处理完成传输控制、逻辑运算等操作。光电协同处理具有高速并行的处理特点,而且处理主要依靠光学无源器件,功耗极低。最后给出了光电协同信息处理技术在合成孔径雷达成像处理和阵列雷达波束形成处理上应用的实例。

    • 非平稳信号度量方法综述

      2017, 32(4):667-683. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.003

      摘要 (2521) HTML (0) PDF 700.30 K (4738) 评论 (0) 收藏

      摘要:非平稳性度量是非平稳信号处理中的重要课题。尽管已有的度量方法在原理上有较大差异,缺少统一的理论框架和度量标准,但这些非平稳信号度量方法都在其相应领域发挥了重要作用。本文对随机信号非平稳度量方法进行了综述,系统地总结、归纳了不同领域现有的随机信号非平稳性度量方法,包括基于统计量和动力学参数的时域方法、时频域参数方法、信号建模参数方法以及特定类别信号的非平稳性度量方法,给出了各种度量方法的应用,并展望了非平稳性度量的未来发展方向。

    • 知识辅助的多模型机动目标跟踪算法

      2017, 32(4):684-693. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.004

      摘要 (452) HTML (0) PDF 603.47 K (1203) 评论 (0) 收藏

      摘要:多模型机动目标跟踪技术是一种先进的目标跟踪算法。由于目标类型越来越多、运动环境越来越复杂,仅使用位置量测进行目标跟踪变得越来越难以满足应用要求。除位置量测之外,引入目标和环境相关的知识,对多模型算法中的模型集、转移概率矩阵和模型概率这3个关键因素进行自适应调整,可以有效提高机动目标跟踪性能。本文对知识辅助多模型机动目标跟踪算法的原理和方法等进行了分析。按照知识作用的对象(模型集、转移概率矩阵和模型概率)和作用方式(智能法和非智能法)分别介绍了该类算法的原理及其特点,最后对该类算法下一步的研究方向和发展趋势进行了展望。

    • 适用于宽带和窄带照射源的无源合成孔径雷达成像方法

      2017, 32(4):694-704. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.005

      摘要 (724) HTML (0) PDF 1.99 M (1483) 评论 (0) 收藏

      摘要:无源合成孔径雷达成像利用外部照射源和运动接收机对感兴趣场景进行成像,具有良好的电子对抗性,并可降低系统成本,利于系统小型化,缓解频带拥挤。本文给出基于逆散射理论和微局部分析的无源合成孔径成像统一理论,适用于沿任意轨迹运动的机载接收机和静止或运动的照射源。考虑发射两种发射波形:窄带连续波(Continuous-wave, CW)和宽带脉冲波形,相应给出两种新的无源合成孔径成像模式:针对宽带脉冲波形的合成孔径无源成像(Synthetic aperture hitchhiker, SAH)和针对单频或超窄带连续波的多普勒合成孔径无源成像(Doppler synthetic aperture hitchhiker, DSAH)。首先建立回波相关信号模型,该模型可消除与发射机相关的相位项,然后利用滤波反投影理论和微局部分析对相关回波数据进行反演,对应SAH和DSAH这两种无源模式,分别将相关回波数据反投影到无源距离和无源多普勒等值线上,给出详细的分辨率分析。最后通过仿真实验对成像方法进行验证。

    • 一种改进的基于压缩感知的稀疏信道估计算法

      2017, 32(4):705-712. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.006

      摘要 (476) HTML (0) PDF 514.73 K (1307) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了突发信号的结构特征,提出了一种改进的基于压缩感知的稀疏信道估计方法。在信道初始估计中,利用前导伪随机序列的自相关特性,估计信道的路径时延,以此初始化稀疏重构算法,增加了信道估计的先验信息。在后续处理中,利用前一时刻已估计出的信道信息,跟踪估计当前时刻的信道信息。仿真证明,与最小二乘估计算法、正交匹配追踪算法和分离近似稀疏重构算法相比,本文提出的算法提高了信道估计的精度,降低了接收系统的误码率。

    • 基于NMF和SURF的视频帧间复制粘贴伪造盲检测

      2017, 32(4):713-720. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.007

      摘要 (428) HTML (0) PDF 2.41 M (1591) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对视频帧间复制粘贴伪造,本文提出一种基于非负矩阵分解(Nonnegative matrix factorization, NMF)和加速稳健特征(Speed-up robust features, SURF)的帧间复制粘贴伪造盲检测算法。通过对视频帧进行小波变换,提取低频系数矩阵进行非负矩阵分解,将得到的系数矩阵作为视频帧的特征表示衡量帧间的相似性,根据相似度变化趋势判断视频帧间的连续性,从而确定疑似伪造复制粘贴序列的首帧及尾帧,并通过SURF特征匹配进行二次判定。实验结果表明,本文所提出帧间伪造检测算法对连续多帧的复制粘贴伪造具有较好的检测效果,避免了逐帧比对,降低了时间复杂度。

    • 一种简单高效的改进人工蜂群优化算法

      2017, 32(4):721-730. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.008

      摘要 (509) HTML (0) PDF 2.51 M (2018) 评论 (0) 收藏

      摘要:人工蜂群(Artificial bee colony, ABC)算法是一种新型的仿生智能优化算法。与其他仿生智能优化算法相比,ABC算法的优化求解策略仍有待改进,以进一步提高其收敛速度和优化求解精度。为此,本文提出一种简单而高效的改进ABC算法,将统计学中的正态分布理论引入ABC算法的优化求解过程。首先,提出基于正态分布的蜜源初始化策略,提高了初始化过程的目的性,为后续搜索提供了精度保障。进而对搜索公式中的基础位置和缩放因子进行改进,提出了基于正态分布的搜索策略。该策略在扩大搜索范围的同时,使搜索更新过程更具目的性,从而在有效防止陷入局部收敛的同时,提高了优化求解速度。针对高维复杂Benchmark函数的测试实验结果表明,所提出算法的改进策略简单有效,其收敛速度和求解精度更高。

    • 基于Zoom-FFT的改进Rife正弦波频率估计算法

      2017, 32(4):731-736. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.009

      摘要 (620) HTML (0) PDF 1.71 M (1825) 评论 (0) 收藏

      摘要:Rife算法是正弦波频率估计的一种经典算法,但其根本缺陷在于低信噪比且被估计频率接近量化频率点时估计性能差。本文通过分析Zoom-FFT的基本原理,验证了其具有可控的局部频谱放大功能,进而提出了一种改进的Rife频率估计算法。通过对信号进行Zoom-FFT处理实现以被估计频率为中心的较窄频段频谱的大幅度细化和放大,然后利用Rife算法进行精确频率估计。仿真结果表明,该算法具有高于传统Rife及其改进算法的估计精度和抗噪声性能,且对真实频率与量化频率点的位置关系不敏感,但计算复杂度有一定增加。

    • 基于SLIC分层分割的无人机图像极小目标检测方法

      2017, 32(4):737-745. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.010

      摘要 (467) HTML (0) PDF 2.90 M (1777) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无人机可见光图像目标小、对比度弱的问题,本文提出一种基于简单线性迭代聚类(Simple linear iterative clustering,SLIC)分层分割的极小目标检测方法。首先使用预处理方法提高原始图像的对比度,并利用Tophat融合方法进行初始分割以确定目标区域,其次利用SLIC方法完成目标精细分割,并采用改进的具有噪声的基于密度的聚类方法(Density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)对SLIC分割结果进行超像素聚类,最后提取目标的邻域熵等多种底层特征,使用特征匹配方式检测目标,获取最终检测结果。本文提出了一种全局检测和局部检测相结合的检测策略,极大提高了检测速度。仿真结果表明,本文方法可以有效提高无人机小目标的检测性能,加速检测速度。

    • 基于自适应高斯滤波的超声斑点降噪

      2017, 32(4):746-753. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.011

      摘要 (391) HTML (0) PDF 1.42 M (1087) 评论 (0) 收藏

      摘要:医学超声图像存在的斑点噪声降低了图像的质量,给临床诊断和图像的后续处理带来了困难。为了有效地去除噪声,本文提出了一种自适应高斯滤波的超声斑点降噪算法。该算法利用局部特征匹配计算出图像的处理窗口区域与参考区域的相似度,再根据相似度将整幅图像区分为斑点噪声区域和组织区域。同时利用相似度调整高斯滤波器的宽度值,使高斯滤波器对图像的不同区域进行不同程度的过滤。物理体模实验和人体超声肝脏实验结果表明,该算法可以有效地去除超声图像中的斑点噪声并保留组织结构,并且可使迭代次数大大减少,是一种有效的医学超声图像降噪方法。

    • 图像压缩感知中自适应二维投影梯度重构算法

      2017, 32(4):754-761. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.012

      摘要 (465) HTML (0) PDF 1.61 M (1479) 评论 (0) 收藏

      摘要:二维图像的压缩感知及重构大多利用一维信号压缩感知及重构方法实现,导致图像重构效率较低,重构算法复杂度高等缺点。二维随机投影及二维投影梯度重构算法有效地解决了这一问题。但在二维投影梯度重构算法中,不同图像不同采样率的重构中采用相同滤波阈值参数η的方案会降低图像重构质量。本文结合二维图像信号的纹理特性,提出了自适应二维投影梯度重构算法,该算法提出了一种双变量收缩阈值参数η在迭代重构过程中基于图像纹理信息的自适应计算公式。实验结果表明,自适应二维投影梯度重构算法比二维投影梯度重构算法在重构质量和视觉效果上都有所提升。

    • 基于干扰机功率放大器特性的有源欺骗干扰识别方法

      2017, 32(4):762-768. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.013

      摘要 (286) HTML (0) PDF 879.44 K (1278) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对对空情报雷达的有源欺骗干扰与目标回波高度相似,导致识别有源欺骗干扰难度较大的现状,提出了一种基于干扰机功率放大器非线性特性的有源欺骗干扰识别方法。提取分段自相关最大值方差和奇异谱熵两个特征,用这两个特征联合识别有源欺骗干扰。仿真结果表明,在信噪 比大于等于8 dB时,欺骗干扰识别概率能达到100%,能够满足实际工程需要。

    • 火焰颜色及动态特征的选择和探测方法

      2017, 32(4):769-775. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.014

      摘要 (314) HTML (0) PDF 4.02 M (2453) 评论 (0) 收藏

      摘要:在一般光照前提下对火焰的时空、颜色等特征进行选择时,为了找到适应火焰区域探测的最佳特征,在不同颜色特征中使用PCA特征选择方法对各颜色通道特征进行降维,然后使用Relief特征选择方法确定动态和颜色特征的最佳分类组合特征顺序,最后使用协方差矩阵对各特征的分类贡献效率进行验证。实验过程中为了比较分析采用了3组融合特征,实验结果表明通过Relief和PCA特征选择方法得到的融合特征在火灾监控系统中表现出较好的识别精度和较高的运行效率。

    • 一种斜视滑动聚束SAR子孔径处理成像方法

      2017, 32(4):776-784. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.015

      摘要 (385) HTML (0) PDF 2.03 M (1406) 评论 (0) 收藏

      摘要:子孔径法是解决滑动聚束SAR成像方位频谱混叠的有效方法,具有内存占用量低、灵活性高的特点。子孔径的划分不仅影响成像 质量,还会影响成像效率;但目前子孔径的划分大多采用经验值,理论上并没有给出明确分析。因此在斜视成像过程中,未合理划分的子孔径会导致拼接谱出现“空隙”现象。本文首先介绍了斜视滑动聚束SAR工作模型,分析了其方位多普勒历程,提出了斜视下基于方位频域Scaling的子孔径成像算法。根据相邻子孔径的二维频谱,研究了子孔径频谱拼接的准则,推导了确定子孔径长度与重叠率的解析式,给出了子孔径划分的流程,最后通过仿真 实验和实测数据处理验证了子孔径划分方法及斜视下成像算法的有效性。

    • 利用QAR和DEM的机载气象雷达地杂波仿真方法

      2017, 32(4):785-791. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.016

      摘要 (664) HTML (0) PDF 2.27 M (1761) 评论 (0) 收藏

      摘要:地杂波是降低机载气象雷达性能的一个关键因素。利用数字高程模型(Digital elevation model,DEM)精确计算不同地形的电磁散射时,本文提出了将经纬度变化量转换成距离变化量的方法,简化计算,并修正了俯角和擦地角计算。然后根据气象雷达方程建模地杂波,按照WXR-2100的实际参数设置雷达参数,结合快速存取记录器(Quick access recorder,QAR)反演的航班飞行参数,分别高保真地仿真了起飞和巡航两个阶段机载气象雷达不同工作模式下的杂波图,反映了实际的运行情况,最后建立了杂波图数据库。

    • 联合子载波抑制-机会网络编码的OFDM数据广播方法

      2017, 32(4):792-798. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.017

      摘要 (352) HTML (0) PDF 1.24 M (1175) 评论 (0) 收藏

      摘要:正交频分复用(Orthogonal freqency division multiplexing,OFDM)技术通过采用多个子载波在不同的子带上传输信息来有效对抗频率选择性衰落。但不同子载波信道质量不同,其中信道质量较差的子载波会产生较大的误码率,从而导致整个系统性能下降。将信道质量较差的子载波抑制不用即可解决该问题。本文提出了一种适用于OFDM数据广播系统的联合子载波抑制-机会网络编码方法(Joint subcarriers suppression and opportunistic network coding, JSSONC),即将子载波抑制技术与网络编码(Network coding,NC)技术联合使用。基站抑制信道质量较差的子载波,仅采用信道质量较好的子载波进行数据包的广播与重传。在此基础上,结合机会网络编码,进一步减少重传数据包数量。仿真结果表明,与传统OFDM广播系统相比,本文提出的JSSONC方法降低了每一个数据包平均传输次数(Average transmission times of every data package,ATT-E),从而大大提高了系统传输效率。

    • 基于保边滤波的显著目标快速分割方法

      2017, 32(4):799-808. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.018

      摘要 (292) HTML (0) PDF 3.72 M (1233) 评论 (0) 收藏

      摘要:在视频中自动发掘目标并对其进行精确分割是一个非常有挑战性的计算机视觉问题。本文提出了一种基于保边滤波的显著目标快速分割方法。首先,通过融合外观特征与运动特征,将视频中的显著目标发掘转为能量函数最小化问题进行求解。其次,为了更精确地进行分割目标,融合外观的高斯混合外观模型(Gaussian mixture mode,GMM)、位置先验以及时空平滑约束构建马尔科夫随机场(Markov random field,MRF)模型,并使用图割算法进行求解。本文提出的基于保边滤波的显著目标快速分割方法,在牺牲较少的精度下,极大地提高了分割效率。最后在两个数据集上进行了对比实验,实验结果表明,本文算法的分割精度超过了其他5种目标分割方法,且加速算法在损失少量精度的情况下提高了2倍分割效率。

    • 基于自聚焦的变门限SAR/GMTI动目标检测方法

      2017, 32(4):809-817. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.019

      摘要 (416) HTML (0) PDF 1.66 M (1355) 评论 (0) 收藏

      摘要:高分辨率合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)合成孔径时间长导致动目标散焦严重、信杂噪比(Signal clutter noise ratio,SCNR)降低,增加了对动目标的检测难度。针对这种情况,本文提出了一种基于自聚焦的变门限SAR/(Ground moving target indication,GMTI)动目标检测算法。该算法利用距离相位误差和方位相位误差之间存在的固定关系实现对动目标的两维相位误差的估计与补偿,达到提高SCNR的目的。通过两级不同门限的恒虚警率(Constant false alarm rate,CFAR)检测分别实现动目标检测和排除虚警。实测数据结果表明,本文算法能有效地检测动目标,降低虚警概率。

    • SPOT5全色波段与ASTER多光谱影像融合方法的比较研究

      2017, 32(4):818-824. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.020

      摘要 (385) HTML (0) PDF 1.17 M (1734) 评论 (0) 收藏

      摘要:多源遥感影像数据融合可以将不同来源数据包含的优势信息重构为新的信息载体,进而为解 决实际问题提供更丰富的信息。与TM,CBERS-1等影像数据相比,ASTER多光谱影像在短波红外波段具有更强的优势,因此将其与SPOT5全色波段进行融合可为解决实际问题提供更多的细微信息。本文选取主成分分析变换(Principal component analysis,PC A)、比值变换(Brovey)、格兰姆-施密特变换(Gram-Schmidt,GS)和小波变换4种融合方法进行对比研究,实验结果表明PCA变换和GS变换适用于这两种影像融合。

    • 基于数字助听器声音场景分类的噪声抑制算法

      2017, 32(4):825-830. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.021

      摘要 (405) HTML (0) PDF 1.47 M (1806) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于声音场景分类的噪声抑制算法。算法使用调制滤波法对纯语音、纯噪音和含噪语音3种场景进行分类,并根据分类结果调整噪声抑制算法参数集,得到不同的抑制系数。本文方法在助听器测试系统中取得了良好的实验效果,场景分类正确率在95%以上。在不同噪声类型情况下,经过本文算法处理的输出语音信号取得了良好的信噪比和MOS评分的提升。本文算法可以有效地提高数字助听器输出语音质量。

    • 基于单张人脸图像的表情生成方法

      2017, 32(4):831-837. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.022

      摘要 (291) HTML (0) PDF 1.18 M (2087) 评论 (0) 收藏

      摘要:人脸表情生成是人机情感交互的重要实现方式之一。通过研究人脸及表情特点,抽象具体的器官变化,归纳出针对人脸图像的网格划分法法则。在此基础上提出了一种针对人脸表情生成的网格划分技术。该技术通过简单的定位,使用二次多项式曲线合理划分了人脸主要器官,继而将其参数化,实现对人脸各器官的独立调整变动。简化定义了6种基本表情的面部变化,使用新网格划分技术实现不同的人脸器官变化,生成各种特定的表情。同时尝试了皱纹等皮肤纹理的添加步骤。与已有的人脸表情生成方法相比,新方法具有网格划分方式简单、变动参数多样、易于编码实现和计算量小等优点,最终生成的人脸表情在主观 评测中评价良好。

    • 基于最大熵的越南语新闻事件元素抽取方法

      2017, 32(4):838-843. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.023

      摘要 (317) HTML (0) PDF 636.89 K (1255) 评论 (0) 收藏

      摘要:越南与中国一水相依,是重要的政治、军事和经济合作邻国,然而针对越南语新闻事件元素的提取研究非常匮乏。本文针对越南语特点,提出一种基于最大熵模型的越南语新闻事件元素抽取方法。该方法针对越语句子结构和词汇语义的特点,采用最大熵算法,选取上下文、邻近触发词以及邻近实体作为特征,定义特征模版,训练获得越南语新闻事件模型,实现新闻事件元素抽取。抽取实验结果表明本文提出的方法抽取新闻事件元素的准确率达到80%以上。

    • 一种基于图的情感基准词选择方法

      2017, 32(4):844-852. DOI: 10.16337/j.1004-9037.2017.04.024

      摘要 (289) HTML (0) PDF 1017.88 K (1158) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为文本情感分析的前提和基础,词语的情感极性判别显得尤为重要。现有利用情感基准词进行词语的情感倾向研究中,情感基准词的选择多数基于研究者的人工判别或词语的使用频率。以上方式存在着随机性和主观性的缺陷,并且难以保证对词典中语义关系的全面覆盖。本文提出以候选基准词为顶点,两词间的知网相似度作为边的权重设定参数来构建情感词的无向图。将图中结点的中介性值作为基准词的选择依据,从而保证所选基准词的可靠性。实验证明,通过该方法选取出来的基准词在词的情感倾向分类中具有较高的准确率。

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