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一种基于任务和可信等级的数控网络跨域互操作方法

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信息网络安全 2024年第8期24卷 1143-1151页

作者：秦元庆董泽阳韩汶君华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室武汉430074

随着工业4.0不断深化,数控网络不断开放导致网络攻击的可达性,使其面临巨大的安全风险。传统跨域互操作方法存在对访问主体认证客观性不足、任务执行效率低及身份权限分配粒度不够精确的问题。针对这些问题,文章提出一种基于任务和可信... 详细信息

随着工业4.0不断深化,数控网络不断开放导致网络攻击的可达性,使其面临巨大的安全风险。传统跨域互操作方法存在对访问主体认证客观性不足、任务执行效率低及身份权限分配粒度不够精确的问题。针对这些问题,文章提出一种基于任务和可信等级的数控网络跨域互操作方法,该方法通过可信计算3.0技术对访问主体进行可信评估,实现对访问主体的客观评价,提高跨域请求的安全性。文章同时提出一种互操作方法,以任务为互操作基础,在保障互操作细粒度安全性的同时,提高任务执行效率。仿真实验验证了该跨域互操作方法的有效性和适用性。

关键词：可信计算跨域访问互操作任务可信等级

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群体智能的四个发展阶段（英文）

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2024年第7期 903-917页

作者：肖人彬华中科技大学人工智能与自动化学院图像信息处理与智能控制教育部重点实验室

中国学者发起的新一代人工智能研究顺应了信息新环境变化的需求，力图将传统人工智能（人工智能1.0）推进到人工智能2.0的新阶段。作为人工智能的重要组成部分之一，群体智能1.0（群智能）正在向群体智能2.0（众智能）阶段发展。通过深... 详细信息

中国学者发起的新一代人工智能研究顺应了信息新环境变化的需求，力图将传统人工智能（人工智能1.0）推进到人工智能2.0的新阶段。作为人工智能的重要组成部分之一，群体智能1.0（群智能）正在向群体智能2.0（众智能）阶段发展。通过深度剖析和翔实论证，发现群体智能1.0与群体智能2.0存在不相容性，据此搭建它们之间的桥梁——以生物合作行为仿生为主的群体智能1.5，作为群体智能1.0到群体智能2.0的过渡，以实现两者的相容。进而对钱学森提出的大成智慧进行新的诠释，将其作为人类智慧仿生的高级阶段——群体智能3.0，指出在深度不确定性下的大模型和大数据的双轮驱动是从群体智能2.0通向群体智能3.0的进化途径并加以阐述，由此提出群体智能的4个发展阶段，形成由上述阶段共居一体所组成的群体智能发展的完整架构，这些不同阶段渐进发展，具有良好的相容性。鉴于合作在群体智能发展阶段中的主导作用，分别论述群体智能中的3种合作类型：低等生物的间接调节型合作、高等生物的直接沟通型合作和人的共享意向型合作。在群体智能中，分工乃是实现合作的主要形式，为此阐释分工行为复杂性与分工类型的关系。最后，基于对所提出的群体智能4个发展阶段整体架构的全方位认识，对群体智能未来的发展方向和研究前景进行展望。

关键词：群体智能大成智慧不相容性劳动分工合作行为群智涌现大语言模型

面向时变目标协同跟踪的多自主无人船分层有限时间优化调控

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控制与决策 2024年

作者：葛明峰李一凡刘智伟谷志威陈谦华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院华中科技大学人工智能与自动化学院

针对多自主无人船(ASVs)系统的时变多目标协同跟踪问题，本文提出一种新型分层有限时间优化调控算法。设计一个反映多ASVs系统在跟踪过程中能量消耗的目标函数，接着开发一个有限时间优化估计器(FTOE)，以在ASV形成特定编队同时遵循期... 详细信息

针对多自主无人船(ASVs)系统的时变多目标协同跟踪问题，本文提出一种新型分层有限时间优化调控算法。设计一个反映多ASVs系统在跟踪过程中能量消耗的目标函数，接着开发一个有限时间优化估计器(FTOE)，以在ASV形成特定编队同时遵循期望轨迹的情况下最小化目标函数。同时，目标轨迹是可变的，不恒定的。在有限时间本地控制器(FTLC)中，通过跟踪FTOE，多ASVs系统的航行状态可以在有限时间内以最小化目标函数的方式稳定在多个预定的各种时变轨迹附近。给出了有限时间稳定性的证明，并计算了沉降时间。最后，仿真结果证明了所提出的分层算法的有效性。

关键词：时变参考信号的优化多目标编队跟踪多自主无人船(ASVs)系统有限时间优化控制

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基于时变互耦合双混沌系统的轻量级序列密码

信息网络安全 2024年第3期24卷 385-397页

作者：杨杰超胡汉平帅燕邓宇昕华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 图像信息处理与智能控制教育部重点实验室武汉430074

文章针对资源受限的物联网环境下的数据加密传输问题,设计了一种基于时变互耦合双混沌系统的轻量级序列密码。以Tent和Arnold混沌映射为基础,通过引入累加器和耦合项,构造一种用于序列密码内部状态更新的时变双混沌系统,基于位操作,对... 详细信息

文章针对资源受限的物联网环境下的数据加密传输问题,设计了一种基于时变互耦合双混沌系统的轻量级序列密码。以Tent和Arnold混沌映射为基础,通过引入累加器和耦合项,构造一种用于序列密码内部状态更新的时变双混沌系统,基于位操作,对密钥流输出部分进行设计。文章对算法的基本运算、参数、精度、实现方式和策略进行设计并在FPGA上实现,硬件资源消耗为2370个等效门,密钥流输出速率为1.68 bit/clk。分析表明,该密码具有良好的安全性和抗攻击能力,与ISO/IEC标准的轻量级序列密码相比,安全性、资源消耗和吞吐量均有显著优势。

关键词：物联网双混沌系统轻量级退化序列密码

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红外图像量化影响目标检测性能实验研究

实验室研究与探索 2024年第5期43卷 15-20页

作者：徐文辉钟胜邹旭何顶新华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 华中科技大学多谱信息智能处理技术全国重点实验室武汉430074

为了研究不同红外图像量化方法对目标检测网络性能影响的差异,将红外图像量化对深度学习目标检测网络性能影响的研究和分析设计成教学实验。实验内容涉及图像处理、模式识别、计算机视觉等多个专业课程。实验过程包括红外图像量化、网... 详细信息

为了研究不同红外图像量化方法对目标检测网络性能影响的差异,将红外图像量化对深度学习目标检测网络性能影响的研究和分析设计成教学实验。实验内容涉及图像处理、模式识别、计算机视觉等多个专业课程。实验过程包括红外图像量化、网络模型训练、测试分析等多个环节,贯穿基于深度学习的高层视觉任务开发全流程。该实验紧跟学科前沿,促进学生科研能力和综合素质的培养。

关键词：红外图像量化目标检测人工智能教研协同

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基于双阶段特征解耦网络的单幅图像去雨方法

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第2期36卷 273-282页

作者：汤红忠熊珮全王蔚王晒雅陈磊湘潭大学自动化与电子信息学院湘潭411105 湘潭大学智能计算与信息处理教育部重点实验室湘潭411105 湖南科技大学电气与信息工程学院湘潭411201

针对现有的单幅图像去雨方法无法有效地平衡背景图像细节恢复与有雨分量去除问题,提出一种基于双阶段特征解耦网络的单幅图像去雨方法,采用渐进式的学习方式从粗到细分阶段进行单幅图像去雨.首先构建压缩激励残差模块,实现背景图像与有... 详细信息

针对现有的单幅图像去雨方法无法有效地平衡背景图像细节恢复与有雨分量去除问题,提出一种基于双阶段特征解耦网络的单幅图像去雨方法,采用渐进式的学习方式从粗到细分阶段进行单幅图像去雨.首先构建压缩激励残差模块,实现背景图像与有雨分量的初步分离;然后设计全局特征融合模块,其中特别引入特征解耦模块分离有雨分量和背景图像的特征,实现细粒度的图像去雨;最后利用重构损失、结构相似损失、边缘感知损失和纹理一致性损失构成的复合损失函数训练网络,实现高质量的无雨图像重构.实验结果表明,在Test100合成雨图数据集上,所提方法峰值信噪比为25.57dB,结构相似性为0.89;在100幅真实雨图上,所提方法的自然图像质量评估器为3.53,无参考图像空间质量评估器为20.16;在去雨后的RefineNet目标分割任务中,平均交并比为29.41%,平均像素精度为70.06%;视觉效果上,该方法能保留更多的背景图像特征,有效地辅助下游的目标分割任务的开展.

关键词：特征解耦网络压缩激励残差模块全局特征融合模块复合损失函数单幅图像去雨

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融合多层感知注意力的电极微观图像分割方法

计算机工程 2024年第1期50卷 329-338页

作者：徐威付晓薇李曦汪尧坤武汉科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430065 智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室湖北武汉430065 华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074

针对氮氧传感器电极微观图像存在的物质边缘模糊、伪影、灰度不均等问题,将U-Net作为基础模型,提出融合多层感知注意力的电极微观图像语义分割方法。首先对U-Net编码层的不同尺度输出特征图使用3×3卷积进行降维,利用双线性插值统一特... 详细信息

针对氮氧传感器电极微观图像存在的物质边缘模糊、伪影、灰度不均等问题,将U-Net作为基础模型,提出融合多层感知注意力的电极微观图像语义分割方法。首先对U-Net编码层的不同尺度输出特征图使用3×3卷积进行降维,利用双线性插值统一特征尺度,以实现多尺度特征融合,增强特征信息提取能力并补偿编码下采样中的特征损失;其次通过加入空间金字塔池化来提取多尺度信息并通过1×1卷积减小计算量,同时提出多层感知注意力模块,以捕获主干特征图和增强语义信息特征图的空间位置与通道依赖关系;最后计算不同语义信息特征图的相似度关系,结合交叉熵损失提出具有捕获空间相似性能力的损失函数,在训练过程中对关键信息进行监督,辅助主干特征图学习空间位置信息,增强分割性能。实验结果表明,该方法的类别平均像素准确率为96.75%,平均交并比为94.04%,微观F1分数为96.92%,浮点运算次数为7.78×10~9,网络所含参数量为8.08×10~6。相对U-Net、Seg Net等模型,该方法在提高少量模型复杂度的情况下,能有效改善边缘模糊及物质伪影问题,捕获空间位置与通道信息,保留图像细节特征,提高分割准确率。

关键词：电极微观图像氮氧传感器语义分割感知注意力

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面向人工智能专业的“计算机组成与嵌入式系统”实验课程改进

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实验科学与技术 2024年

作者：徐文辉钟胜邹旭何顶新华中科技大学人工智能与自动化学院华中科技大学多谱信息智能处理技术全国重点实验室

面向人工智能专业培养需求，秉承紧扣理论课程内容、体现教学特色等原则，对“计算机组成与嵌入式系统”实验课程进行扩展改进。结合嵌入式系统中的并行卷积计算和图像处理中的形态学滤波相关内容，设计了基于Logisim仿真平台的形态学... 详细信息

面向人工智能专业培养需求，秉承紧扣理论课程内容、体现教学特色等原则，对“计算机组成与嵌入式系统”实验课程进行扩展改进。结合嵌入式系统中的并行卷积计算和图像处理中的形态学滤波相关内容，设计了基于Logisim仿真平台的形态学滤波并行计算电路设计实验。通过设计形态学滤波电路和测试用的图像案例，对比分析不同滤波操作的特性差异，学生既可以融会贯通各学科相关知识，又锻炼了系统设计能力，也为学习后续智能芯片等课程打下基础。

关键词：人工智能计算机组成与嵌入式系统实验课程形态学滤波卷积并行计算

分布式布里渊光纤传感系统中的数字信号处理技术研究进展

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光学学报 2024年第1期44卷 90-102页

作者：杨贵江钱宇昊周旖艺王亮唐明华中科技大学光学与电子信息学院下一代互联网接入系统国家工程研究中心湖北武汉430074

布里渊光纤传感系统由于其分布式监测的工作原理,会产生大量的数据。然而,相比于硬件技术的突破,海量数据处理技术的发展尤为不足。如何智能化、快速化、精确化处理海量数据从而更进一步提升系统性能、获取更为准确的传感信息是当今发... 详细信息

布里渊光纤传感系统由于其分布式监测的工作原理,会产生大量的数据。然而,相比于硬件技术的突破,海量数据处理技术的发展尤为不足。如何智能化、快速化、精确化处理海量数据从而更进一步提升系统性能、获取更为准确的传感信息是当今发展面临的最大难题。因此,研发先进的数字信号处理(DSP)技术用于处理海量数据刻不容缓。回顾近几年国内外用于传感系统数据处理的DSP技术,重点介绍图像视频降噪技术和机器学习信息提取识别技术在分布式光纤传感中的应用,进而为未来基于DSP技术的布里渊光纤传感研究提供参考。

关键词：光纤传感器布里渊散射数字信号处理图像处理机器学习