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基于深度学习的雷达辐射源信号分选算法研究

基于深度学习的雷达辐射源信号分选算法研究

作者：程佩琳合肥工业大学

学位级别：硕士

雷达信号分选是电子对抗侦察系统的关键技术环节,也是当前雷达对抗信号处理中的一个重要研究方向。近年来,随着电子对抗技术的不断发展,大量新体制雷达投入战场,电磁环境中的信号日益密集,信号的参数变化也更为复杂。基于常规参数的信... 详细信息

雷达信号分选是电子对抗侦察系统的关键技术环节,也是当前雷达对抗信号处理中的一个重要研究方向。近年来,随着电子对抗技术的不断发展,大量新体制雷达投入战场,电磁环境中的信号日益密集,信号的参数变化也更为复杂。基于常规参数的信号分选算法难以满足现代战场上的精度需求,如何在大量干扰和噪声中更有效的进行雷达信号分选成为了当前分选领域中最为重要的研究课题。本文主要围绕雷达信号特征的提取与分析展开研究,并利用深度学习方法构建模型完成分类任务。主要工作包括:1.针对低信噪比下对脉内调制信号分选准确率低的问题,提出一种基于时频特征和全局密集连接网络的雷达信号分选算法。该算法使用多重同步压缩变换方法对雷达信号做时频变换,并对所得时频图像进行预处理以增强特征。为了提升低信噪比下对于雷达信号时频图像的分选效果,算法提出了一种全局密集连接网络,用以提取时频图像特征并完成雷达信号分选。该网络在密集连接卷积网络的基础上加入了非局部模块,可以在网络提取时频图像局部特征的同时获取全局特征信息,避免低信噪比下时频图像局部特征对信号分选的干扰。实验结果表明,使用此算法可以有效分类包括复合调制在内的不同脉内调制信号,且在低信噪比下具有一定优势。2.针对复杂脉间调制雷达信号分选准确率低的问题,提出一种基于一维密集连接卷积网络的雷达信号分选算法。算法将脉冲到达时间、脉冲宽度、载波频率这三种经典脉间特征与稳定性更好的高次频谱对称Holder系数、三维熵特征两种脉内特征相结合作为一个脉冲信号的特征参数,并提出一种特征差值预处理方式,将当前脉冲的特征参数与其后若干脉冲的特征参数的差值集合作为当前脉冲的分选依据,使用一维密集连接卷积网络提取差值集合的时序特征信息,完成信号分类。实验结果表明,使用该预处理方法可以更有效地提取信号特征,并且使用该算法可以实现复杂脉间调制下的雷达辐射源信号分选,在0d B信噪比下可以达到98%以上的分选准确率。

关键词：雷达信号分选脉间特征脉内特征时频分析密集连接卷积网络非局部模块

基于线粒体基因组全序列的鲟形目鱼类(Pisces:Acipenseriformes)的分子系统发育重建

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水生生物学报 2021年第3期45卷 487-494,I0001-I0014页

作者：程佩琳俞丹刘焕章杜浩危起伟中国水产科学研究院长江水产研究所农业农村部淡水生物多样性保护重点实验室武汉430223 中国科学院水生生物研究所水生生物多样性与保护重点实验室武汉430072

为厘清鲟形目鱼类的系统发育,研究新测定了中华鲟(Acipenser sinensis)、长江鲟(A. dabryanus)、短吻鲟(A. brevirostrum)、纳氏鲟(A. naccarii)、鳇(Huso dauricus)和匙吻鲟(Polyodon spathula)共6种鲟类的线粒体全基因组序列。联合已测的17种鲟类的线粒体基因组数据,利用最大似然法和贝叶斯法重建了鲟形目鱼类的分子系统发育关系,并采用似然值检验对不同的树拓扑结构进行了评价。结果表明, 6种新测鲟类的线粒体基因组大小为16521—16766 bp,编码13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因和2个核糖体基因,与大多数已测的鲟类的线粒体基因组结构高度相似。基于23种鲟形目鱼类线粒体基因组数据,系统发育分析的结果表明:(1)鲟形目的两个科,匙吻鲟科(Polyodontidae)和鲟科(Acipenseridae)均为单系;(2)鲟科的内部亲缘关系复杂,鲟属和鳇属的物种均不构成单系群。鲟科鱼类按分子系统发育重建结果可以分为3个类群:尖吻鲟类(***-A. oxyrinchus clade)、大西洋鲟类(Atlantic clade)和太平洋鲟类(Pacific clade)。树拓扑结构的检验结果表明,鲟科的系统发育关系为(尖吻鲟类(太平洋鲟类,大西洋鲟类))。铲鲟属(Scaphirhynchus)是大西洋鲟类的基部类群。研究也说明线粒体基因组数据在鲟形目鱼类系统与进化研究方面具有重要应用价值。

关键词：线粒体基因组鲟类系统发育分析最大似然法贝叶斯推断拓扑结构检验

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基于密集连接卷积网络的雷达辐射源信号分选

雷达科学与技术 2022年第6期20卷 635-642页

作者：齐美彬程佩琳靳学明张什永项厚宏合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009 中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽合肥230088

针对现代战场电磁环境下复杂调制雷达信号分选准确率低的问题,本文提出一种基于密集连接卷积网络(Densely Connected Convolutional Networks,DenseNet)的雷达辐射源信号分选算法。该算法采用脉冲描述字(Pulse Description Word,PDW)参... 详细信息

针对现代战场电磁环境下复杂调制雷达信号分选准确率低的问题,本文提出一种基于密集连接卷积网络(Densely Connected Convolutional Networks,DenseNet)的雷达辐射源信号分选算法。该算法采用脉冲描述字(Pulse Description Word,PDW)参数与脉内参数相结合作为分选特征,并对特征参数进行差值预处理生成训练数据,使用一维DenseNet网络进行分选。采用本文预处理方法可以有效提取特征间的相关性差异,同时弥补脉间参数PDW对脉内调制信息的缺失。实验结果表明,该方法能有效实现复杂雷达辐射源信号的分选,在0 dB的信噪比下可以达到98%以上的分选准确率。

关键词：雷达信号分选脉间特征脉内特征密集神经网络

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δ-广义标签多伯努利滤波算法的非线性扩展

系统工程与电子技术 2021年第12期43卷 3571-3578页

作者：齐美彬胡晶晶程佩琳靳学明合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009 中国电子科技集团第38研究所安徽合肥230088

针对高斯混合(Gaussian mixture,GM)实现的变分贝叶斯-δ-广义标签多伯努利(variational Bayesian-δ-generalized labeled multi-Bernoulli,VB-δ-GLMB)滤波算法在非线性场景下跟踪性能较低这一问题,结合基于临近点算法(proximal point algorithm,PPA)和变分贝叶斯(variational Bayesian,VB)的迭代优化与容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filtering,CKF),提出一种适用于非线性模型的机动多目标跟踪算法。该算法在GM-VB-δ-GLMB的基础上采用逆伽马(inverse-Gamma,IG)和高斯乘积混合分布近似量测噪声协方差和状态联合后验分布;利用PPA-CKF-VB(PCKF-VB)方法对传递过程中的高斯项参数进行预测更新;最后为提高滤波精度进行变分贝叶斯容积RTS(VB cubature Rauch-Tung-Striebel,VB-CRTS)平滑。仿真结果表明,对于量测噪声未知的非线性系统,所提的算法与现有的VB-δ-GLMB算法相比目标跟踪精度有显著提高。

关键词： δ-广义标签多伯努利算法非线性模型容积卡尔曼滤波临近点算法变分贝叶斯近似

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鄱阳湖刀鲚的鉴定与资源动态研究

中国水产科学 2021年第6期28卷 743-750页

作者：吴金明李乐康程佩琳张辉杨海乐刘志刚高小平危起伟中国水产科学研究院长江水产研究所农业农村部淡水生物多样性保护重点实验室九江市水产科学研究所

为研究潘阳湖刀鲚资源状况,2019—2020年在鄱阳湖开展鱼类资源调查工作,采集到大量鲚属(Coilia)鱼类,对这些样本进行了形态学和分子生物学的鉴定。随机测量112尾样本的上颌骨长度显著大于头长,长颌长/头长的范围为1.00～1.46,平均为1.17... 详细信息

为研究潘阳湖刀鲚资源状况,2019—2020年在鄱阳湖开展鱼类资源调查工作,采集到大量鲚属(Coilia)鱼类,对这些样本进行了形态学和分子生物学的鉴定。随机测量112尾样本的上颌骨长度显著大于头长,长颌长/头长的范围为1.00～1.46,平均为1.17±0.07。使用线粒体Cytb基因和D-loop控制区序列作为分子标记,对22尾随机样本进行物种鉴定,结果显示22尾样本均为刀鲚(Coilia nasus)。对其中5尾样本耳石的微化学特征进行了测定,结果显示耳石锶钙比(Si/Ca)均有大于3的过程出现,表明样本为溯河洄游型刀鲚。2019—2020年,刀鲚在鄱阳湖中的单船产量分别达到8.1 ind/d和142ind/d,与历史数据相比,出现了一定的增长。鄱阳湖刀鲚资源量的恢复表明长江禁渔制度实施和取消刀鲚特许捕捞制度取得了良好的效果,建议进一步开展鄱阳湖刀鲚产卵场调查并加强栖息地保护,促进刀鲚资源恢复。

关键词：刀鲚鄱阳湖禁渔制度资源量

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基于预训练模型的神经机器翻译关键技术研究

基于预训练模型的神经机器翻译关键技术研究

作者：程佩郑州轻工业大学

学位级别：硕士

在神经机器翻译领域中,通常会将不同的语言词汇映射到一个共享的向量空间中,而预训练的多语词嵌入能够捕捉到不同语言的语义相似性和差异性,可以辅助机器翻译进行跨语言映射。然而,数据之间的不平衡使得模型无法有效的学习这些语言特征... 详细信息

在神经机器翻译领域中,通常会将不同的语言词汇映射到一个共享的向量空间中,而预训练的多语词嵌入能够捕捉到不同语言的语义相似性和差异性,可以辅助机器翻译进行跨语言映射。然而,数据之间的不平衡使得模型无法有效的学习这些语言特征,从而影响翻译质量。另一种增强神经机器翻译的方式是通过多模态信息,这种方法结合了文本信息与其它模态(如图像、音频)的数据,以增强翻译的上下文理解和语义精准度。然而,此类方法通常仅模拟视觉注释与源语言之间的一致性,在解码部分没有给予足够的重视。目前最先进的基于大语言模型(Large Language Models,LLMs)神经机器翻译,通过少样本微调即可实现超越传统神经机器翻译的性能,但是成本高昂,还增加了过拟合和灾难性遗忘的风险,尤其是在训练数据有限的情况下。针对上述三个问题,本文开展了下面的研究:1、提出了一种通过对比学习和动态课程学习(Dynamic Course Learning,DCL)相结合来生成多语言句子嵌入的新方法。我们将对比学习扩展到多语言环境,将正对表示为在不同语言中传达相同语义内容的句子,而负对则由具有不同含义的句子组成。为了进一步增强学习过程,本文引入了DCL,它可以随着时间的推移调整训练实例的难度。这种方法提高了模型捕获跨语言的细微语义关系的能力。本文在诸多下游任务中进行了全面的实验,证明了我们提出的方法的有效性。此外,本文还详细分析了对比学习框架和DCL如何帮助性能提升。2、提出了一种新颖的多模态神经机器翻译方法,将编码器和解码器与视觉特征相结合,以确保翻译过程中视觉文本的一致性。在编码器中,设计了利用图神经网络的跨模态关联机制来有效地适应文本和视觉信息。在解码器中,开发了结构化多模态图,直接映射和合并视觉和文本信息。在WMT16的英语到法语的实验中的BLEU值比基线提高了0.6,而在英语到德语的实验中则提高到1.28。3、提出一种微调大型语言模型的方法来提升机器翻译性能,即只调整大型模型中与任务相关的层。该方法旨在保留模型在其他任务上的知识,同时优化翻译任务的性能。通过奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)揭示注意力权重的结构和特征,可以对特定层进行微调,利用模型实现更准确、更高效翻译的潜力。本文所的方法与无微调和随机微调的BLEU值相比平均高出7.45。通过对比实验证明了该方法能够在一定程度上解决计算资源消耗问题和灾难性遗忘问题。这一发现为微调和应用大型模型提供了新的思路,从而推动了机器翻译领域的发展。4、提出一种新的基于神经机械可解释性的方法,该方法针对机器翻译任务层进行更精细化的微调,其核心目标是深入探索和优化神经网络机器翻译模型中神经元的作用和行为。通过对模型内各层神经元的对齐情况进行细致分析,评估不同神经元在处理特定语言对翻译任务时的激活模式。这包括将神经元划分为两类:特定语言的神经元以及通用语言的神经元。此分类能够使我们更专注于调整与翻译任务直接相关的神经元,与全参数微调相比,在各个实验上的BLEU值平均能够提升1.31。

关键词：词嵌入多模态机器翻译大语言模型神经机械可解释性

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交响乐《旗帜》创作研究

交响乐《旗帜》创作研究

作者：程佩迎内蒙古师范大学

学位级别：硕士

可见光促进烯烃与丙二酸酯、CO的碳-羧化反应研究（英文）

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有机化学 2024年

作者：张澳龙杨晗程佩栋姚阳孙松常州大学石油化工学院江苏省绿色催化材料与技术重点实验室

本文主要发展了一种在可见光促进条件下，活化烯烃与丙二酸酯、CO2的碳-羧化反应，能够在温和的反应条件下，以较高的收率得到一系列的结构多样的1,1,3-三羧酸酯化合物。该反应具有良好的底物适应性，1,1-二芳基烯烃、单芳基烯烃、以及... 详细信息

本文主要发展了一种在可见光促进条件下，活化烯烃与丙二酸酯、CO2的碳-羧化反应，能够在温和的反应条件下，以较高的收率得到一系列的结构多样的1,1,3-三羧酸酯化合物。该反应具有良好的底物适应性，1,1-二芳基烯烃、单芳基烯烃、以及连有重要药物分子片段的烯烃也能很好地兼容反应。该反应以CO2为羧基源，为三羧酸酯类化合物的合成提供了一个绿色、简洁高效的合成方法。

关键词：二氧化碳羧基化烯烃双官能团化可见光催化

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土壤检测及其对环境保护的意义探究

黑龙江环境通报 2024年第4期37卷 55-57页

作者：程佩广东省核工业地质局二九三大队广州510800

土壤是生态环境系统的重要组成部分,社会经济发展、产业建设、日常生活等均与土壤密切相关。加大对土壤的检测力度,能够掌握土壤的真实情况,采取有效措施改善土壤,保护生态环境,促进人们生活水平提高、工业生产的稳定发展。本文研究了... 详细信息

土壤是生态环境系统的重要组成部分,社会经济发展、产业建设、日常生活等均与土壤密切相关。加大对土壤的检测力度,能够掌握土壤的真实情况,采取有效措施改善土壤,保护生态环境,促进人们生活水平提高、工业生产的稳定发展。本文研究了土壤检测的工具方法、流程,阐述了土壤检测对环境保护的意义,提出了加强土壤检测助力环境保护的措施,以供借鉴。

关键词：环境保护土壤检测措施意义