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面向边缘智能计算的异构并行计算平台综述

计算机工程与应用 2023年第1期59卷 15-25页

作者：万朵胡谋法肖山竹张焱国防科技大学电子科学学院自动目标识别重点实验室长沙410073

边缘智能计算对硬件资源的需求复杂多元,传统计算平台难以为继,异构并行计算平台成为边缘智能算法落地的关键途径之一。以深度学习算法和边缘计算为牵引,对异构并行计算平台展开研究。一方面,阐述了传统计算平台适配实现边缘智能计算的... 详细信息

边缘智能计算对硬件资源的需求复杂多元,传统计算平台难以为继,异构并行计算平台成为边缘智能算法落地的关键途径之一。以深度学习算法和边缘计算为牵引,对异构并行计算平台展开研究。一方面,阐述了传统计算平台适配实现边缘智能计算的优缺点,指出边缘端应用场景中传统计算平台算力与功耗矛盾突出等局限性,并以指令模型、通讯机制和存储体系三个关键技术为线索梳理技术发展脉络。另一方面,从运算速度、功耗等角度重点对比分析了近年来典型异构平台较新的代表性产品,然后针对不同应用场景和约束条件给出了异构平台的选择建议:优先选择CPU+X组合的异构平台。功耗要求严格约束下的应用建议优先选择CPU+FPGA组合;功能迭代更新快的场景建议优先选择CPU+GPU组合;算法成熟且对实时性和功耗均具有高要求的应用优先选择ASIC计算平台。提出了异构并行计算平台在指令模型统一、通讯机制轻量化、存储体系灵活性以及开发生态完备化四个方面的问题与挑战,期望能为该领域研究人员带来一定的启发。

关键词：异构并行架构边缘计算智能计算深度学习嵌入式设备硬件加速

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追踪及凝视状态下地气光对空间目标成像影响

中国空间科学技术 2022年第1期42卷 38-46页

作者：张路平肖山竹胡谋法陈盛国防科技大学电子科学学院长沙410073

为了分析不同探测方式下地气光辐射对空间目标成像特性的影响,利用卫星仿真工具包(satellite tool kit,STK)设计了一个以地球同步轨道(geosynchronous orbit,GEO)卫星与中轨道(medium orbit,MEO)卫星上搭载的可见光成像器为探测平台,以... 详细信息

为了分析不同探测方式下地气光辐射对空间目标成像特性的影响,利用卫星仿真工具包(satellite tool kit,STK)设计了一个以地球同步轨道(geosynchronous orbit,GEO)卫星与中轨道(medium orbit,MEO)卫星上搭载的可见光成像器为探测平台,以高椭圆轨道(highly elliptical orbit,HEO)卫星为观测目标的空间目标运动及探测场景,采用微元法建立空间目标与地气光辐射模型,进而推导出目标信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)。在探测平台上布置追踪探测器与凝视探测器,以进一步分析不同探测模式空间目标与地气光辐射信号及目标SNR的变化规律。仿真结果表明,中轨探测器得到的目标SNR强于高轨探测器,同一探测平台上追踪探测器得到的目标SNR强于凝视探测器,二者在空间目标进出探测器视场时相差最大,在空间目标靠近探测器视场中心时相差最小。

关键词：地气光辐射空间目标等效星等信噪比成像特征

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周扫条件下的红外运动目标检测

红外与激光工程 2014年第3期43卷 967-972页

作者：李林卢焕章肖山竹廖斌国防科技大学ATR重点实验室湖南长沙410073

针对周扫条件下的运动目标检测出现的问题,提出了多种解决办法,并从中选择最优方案。首先根据系统红外图像特点,使用投影匹配法进行图像配准;然后针对现有运动检测算法中存在的问题,结合帧间差法和经典自适应背景差分法的优点,提出一种... 详细信息

针对周扫条件下的运动目标检测出现的问题,提出了多种解决办法,并从中选择最优方案。首先根据系统红外图像特点,使用投影匹配法进行图像配准;然后针对现有运动检测算法中存在的问题,结合帧间差法和经典自适应背景差分法的优点,提出一种基于分级自适应背景差分的运动检测方法,使得伪运动目标明显减少;最后针对剩下的伪运动目标,借鉴图像配准方法,提出了一种基于最小平均灰度差判定真假运动目标的方法,有效剔除了伪运动目标。实验结果表明所提出的算法能快速有效的解决周扫模式所带来的各种问题。

关键词：运动目标检测帧间差分背景差分投影匹配

基于共轭循环平稳特性的二维波达方向估计方法

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航空学报 2008年第5期29卷 1297-1301页

作者：张聪肖山竹陶华敏国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

提出了一种具有阵列孔径扩展能力的共轭循环平稳二维波达方向(DOA)估计方法。该方法通过引入伪采样,充分利用了阵元输出之间共轭循环互相关函数的时间维信息,扩展了阵列有效孔径,提高了算法DOA估计精度,具有较好的低信噪比适应能力。该... 详细信息

提出了一种具有阵列孔径扩展能力的共轭循环平稳二维波达方向(DOA)估计方法。该方法通过引入伪采样,充分利用了阵元输出之间共轭循环互相关函数的时间维信息,扩展了阵列有效孔径,提高了算法DOA估计精度,具有较好的低信噪比适应能力。该方法避免了最优时延选择问题,无需谱峰搜索,且其二维角度参数能够自动配对,具有较低的计算量。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。

关键词：阵列信号处理二维波达方向循环平稳共轭循环相关双平行均匀线阵

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双预测结构融合的复杂红外图像背景抑制算法

国防科技大学学报 2012年第3期34卷 113-118页

作者：赵菲张志勇肖山竹卢焕章国防科技大学ATR国防科技重点实验室湖南长沙410073

针对复杂红外图像的背景抑制问题,提出了一种双预测结构融合的复杂红外图像背景抑制算法。算法以图像中每个像素为中心,在其局部区域内根据灰度相似程度和空间分布相关性计算像素的核值相似程度,然后根据核值相似程度有侧重地融合两种... 详细信息

针对复杂红外图像的背景抑制问题,提出了一种双预测结构融合的复杂红外图像背景抑制算法。算法以图像中每个像素为中心,在其局部区域内根据灰度相似程度和空间分布相关性计算像素的核值相似程度,然后根据核值相似程度有侧重地融合两种不同结构的空间滤波器的输出作为最终的预测结果,最后将原始图像与预测图像相减完成背景抑制。实验结果表明,本文提出的算法能够较好地抑制不同红外图像中的复杂背景,算法结构简单,具有较强的应用价值。

关键词：核值相似程度预测融合背景抑制复杂红外图像

自适应统计范围调整的红外图像灰度信息统计算法

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红外与激光工程 2012年第3期41卷 825-832页

作者：赵菲肖山竹张志勇卢焕章国防科学技术大学ATR国防科技重点实验室湖南长沙410073

长波红外焦平面探测器以太空为背景成像后,图像灰度信息的统计量易受探测器固定坏元和随机坏元的影响,为解决此问题提出了一种自适应统计范围调整的红外图像灰度信息统计算法。其基本思想是在统计灰度信息时自适应设置一定的统计范围,... 详细信息

长波红外焦平面探测器以太空为背景成像后,图像灰度信息的统计量易受探测器固定坏元和随机坏元的影响,为解决此问题提出了一种自适应统计范围调整的红外图像灰度信息统计算法。其基本思想是在统计灰度信息时自适应设置一定的统计范围,尽可能排除坏元对统计灰度信息的影响。算法中建立线性模型描述当前帧统计得到的灰度信息与下一帧统计范围之间的关系,以统计均值的均方误差最小为准则调整线性模型参数。仿真实验表明,该算法能够追踪红外图像的背景渐变并自适应调整下一帧统计范围,克服了长波红外探测器中坏元对于统计过程的影响,为后续的处理提供准确的灰度信息。此外,该算法以一种序贯递推的方式执行,适合在对实时性要求较高的系统中实现。

关键词：长波红外焦平面探测器坏元统计范围灰度信息

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基于分级自适应背景差分的运动目标检测

电视技术 2013年第7期37卷 164-166页

作者：李林卢焕章肖山竹廖斌国防科技大学ATR重点实验室湖南长沙410073

针对经典自适应背景差分法中存在的问题,提出一种基于分级自适应背景差分的运动检测方法。方法结合了帧间差分法和背景差分法的优点,解决了运动检测中常见的拖尾问题和空洞问题。利用识别信息对感兴趣目标单独使用更新系数进行更新,在... 详细信息

针对经典自适应背景差分法中存在的问题,提出一种基于分级自适应背景差分的运动检测方法。方法结合了帧间差分法和背景差分法的优点,解决了运动检测中常见的拖尾问题和空洞问题。利用识别信息对感兴趣目标单独使用更新系数进行更新,在快速跟踪背景变化的前提下,能够保持对感兴趣目标的持续关注。

关键词：运动目标检测分级自适应背景估计背景差分法帧间差分法

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基于部分投影的粘连目标分割

电视技术 2013年第11期37卷 203-205页

作者：李林卢焕章肖山竹廖斌国防科技大学ATR重点实验室湖南长沙410073

对存在多个目标的混合目标块,采用先垂直投影后水平投影的方法进行分割。垂直投影时,针对全投影分割存在的三种问题,分析了出现问题的原因,提出了一种基于部分投影的分割方法。实验结果表明,即使是在强粘连情况下,所提方法也可以较好地... 详细信息

对存在多个目标的混合目标块,采用先垂直投影后水平投影的方法进行分割。垂直投影时,针对全投影分割存在的三种问题,分析了出现问题的原因,提出了一种基于部分投影的分割方法。实验结果表明,即使是在强粘连情况下,所提方法也可以较好地将目标分割出来。

关键词：粘连目标分割部分投影峰值检测平滑滤波

基于小波神经网络的功放自适应数字预失真算法

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现代电子技术 2007年第24期30卷 23-26页

作者：李爱红肖山竹张尔扬国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

在卫星通信中,高速数据传输系统要求使用频谱利用率高的高阶调制技术,但高阶调制对高功率放大器(HPA)的非线性非常敏感,会造成码间干扰和邻信道间干扰。提出一种基于小波神经网络的自适应预失真算法,以实现HPA的线性化,同时推导了自适... 详细信息

在卫星通信中,高速数据传输系统要求使用频谱利用率高的高阶调制技术,但高阶调制对高功率放大器(HPA)的非线性非常敏感,会造成码间干扰和邻信道间干扰。提出一种基于小波神经网络的自适应预失真算法,以实现HPA的线性化,同时推导了自适应算法的迭代公式。仿真结果表明,该算法不仅能明显改善信号星座图,并与基于RBF神经网络的自适应预失真算法相比能提高收敛速度,同时HPA线性化性能也有所提高。

关键词：小波神经网络高功率放大器非线性预失真