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增强小目标特征的多尺度光学遥感图像目标检测

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光学学报 2024年第6期44卷 374-386页

作者：单慧琳王硕洋童俊毅胡宇翔张雁皓张银胜南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 无锡学院电子信息工程学院江苏无锡214105

针对光学遥感图像目标分布密集、尺度变化范围较大及小目标特征信息过少等造成目标检测精度不高、泛化能力差等问题,本文提出了一种增强小目标特征的多尺度神经网络(ESF-MNet)。首先在骨干网络中引入注意力模块构建出高效层注意力聚合结... 详细信息

针对光学遥感图像目标分布密集、尺度变化范围较大及小目标特征信息过少等造成目标检测精度不高、泛化能力差等问题,本文提出了一种增强小目标特征的多尺度神经网络(ESF-MNet)。首先在骨干网络中引入注意力模块构建出高效层注意力聚合结构,以增强特征提取能力;此外,在浅层特征图与颈部网络融合之前加入感受野增强模块,以捕获不同尺度的上下文信息。其次,使用GSConv构成颈部网络,减少网络层参数量,保持网络的特征提取能力,并通过基于内容感知的特征重组模块提高识别精度。最后,采用下采样率分别为4、8和16倍的三个下采样模块作为头部网络输入,来提高小目标的检测效果。为了证明该方法的有效性,在DOTA数据集和NWPU NHR-10数据集上进行实验,平均检测精度分别达78.6%和94.3%,计算复杂度为94.7 G,整体模型大小为26.2 M。该方法具备检测精度高、计算复杂度低、模型权重小等特点,能有效提高小目标的检测精度,进一步改善光学遥感图像小目标检测性能。

关键词：光学遥感图像目标检测感受野增强特征融合注意力机制

智能反射面辅助的抗干扰安全通信系统鲁棒资源分配算法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 875-885页

作者：席兵冯彦博邓炳光张治中重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

为了解决恶意干扰攻击、窃听和不完美信道状态信息造成的通信质量降低和安全性差等问题,该文提出一种智能反射面(IRS)辅助的抗干扰安全通信系统鲁棒资源分配算法。首先,基于合法用户的最小安全速率约束、最大发射功率约束和IRS相移约束... 详细信息

为了解决恶意干扰攻击、窃听和不完美信道状态信息造成的通信质量降低和安全性差等问题,该文提出一种智能反射面(IRS)辅助的抗干扰安全通信系统鲁棒资源分配算法。首先,基于合法用户的最小安全速率约束、最大发射功率约束和IRS相移约束,在非法节点不完美信道状态信息、干扰器波束成形向量未知的情况下,构建了一个联合优化基站的波束成形向量、人工噪声的协方差矩阵和IRS的相移矩阵的鲁棒资源分配问题。其次,为了求解该非凸问题,利用交替优化、Cauchy-Schwarz不等式、连续凸逼近和泰勒级数展开等方法,将原问题转化为易于求解的凸优化问题。仿真结果表明,与传统算法相比所提算法能有效提高系统安全性、降低功率开销、提高抗干扰裕度,且在一定信道误差范围内能够减低约35%的保密中断概率,具有较强的鲁棒性。

关键词：物理层安全智能反射面抗干扰鲁棒性人工噪声

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基于模型聚合的去中心化拜占庭鲁棒算法

浙江大学学报（工学版） 2024年第3期58卷 492-500页

作者：卢朕李建业董云泉南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044

针对联邦学习中拜占庭用户发送任意错误信息,污染全局模型,影响联邦学习安全性和有效性的问题,在含未知数量拜占庭用户的去中心化网络中,提出可验证的去中心化联邦学习方法.该方法使用SCORE函数,基于验证数据集评估未知属性用户对于全... 详细信息

针对联邦学习中拜占庭用户发送任意错误信息,污染全局模型,影响联邦学习安全性和有效性的问题,在含未知数量拜占庭用户的去中心化网络中,提出可验证的去中心化联邦学习方法.该方法使用SCORE函数,基于验证数据集评估未知属性用户对于全局模型性能的影响,进而排除恶意模型更新并实施安全梯度聚合,实现安全高效的联邦学习.对SCORE函数得分结果进行阈值划分,降低用户属性分类的错误率并提高诚实用户的容错率.通过理论证明可验证的去中心化联邦学习算法的收敛性,并且通过大量数值实验验证所提方法对于拜占庭用户数量和攻击类型的鲁棒性.实验结果表明,在同等拜占庭攻击条件下,所提方法相较于其他容错算法具有更优的分类准确度.

关键词：联邦学习拜占庭攻击安全聚合鲁棒算法去中心化网络

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考虑风险态度的区间值非加性BWM共识模型

控制与决策 2024年第6期39卷 2097-2105页

作者：肖婧梅蔡玫高宇周坤南京信息工程大学管理工程学院南京210044

针对属性权重未知,且考虑决策成员风险态度和属性关联关系的多属性决策问题,构建一种基于非加性最优最劣方法(BWM)的群体共识模型.首先,为处理不确定环境中的属性关联问题,提出区间值非加性BWM方法,该方法采用区间值刻画专家关于属性重... 详细信息

针对属性权重未知,且考虑决策成员风险态度和属性关联关系的多属性决策问题,构建一种基于非加性最优最劣方法(BWM)的群体共识模型.首先,为处理不确定环境中的属性关联问题,提出区间值非加性BWM方法,该方法采用区间值刻画专家关于属性重要性的成对比较结果,以获取个体偏好下的属性重要性指数(权重),扩展了Shapley值的表示形式;其次,通过构建非加性BWM共识模型将个体偏好下的属性重要性指数转化为群体共识的属性重要性指数,在共识达成的过程中,利用隶属度函数度量决策成员的风险态度效用水平,并在一定预算限制下,探索决策成员的风险态度对群体共识的属性重要性指数及共识效用水平的影响;最后,通过案例分析验证模型的可行性和有效性.

关键词：非加性BWM 属性关联风险态度共识模型共识效用水平区间值偏好关系

社交网络群决策环境下基于量子干涉的信任测度

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控制与决策 2024年第5期39卷 1697-1706页

作者：蔡玫简兴莲王雅南京信息工程大学管理工程学院南京210044

针对已有的信任测度模型中信任源出现的冗余以及之间的干扰未被考虑的缺点,提出一种基于干扰效应的社会网络信任测度的决策模型.该模型在计算决策者之间的信任值时,通过简化信任源类型可避免部分信任源的重复出现,同时增加了信任源之间... 详细信息

针对已有的信任测度模型中信任源出现的冗余以及之间的干扰未被考虑的缺点,提出一种基于干扰效应的社会网络信任测度的决策模型.该模型在计算决策者之间的信任值时,通过简化信任源类型可避免部分信任源的重复出现,同时增加了信任源之间的干扰项.首先,根据社会关系与背景对信任的决定性,将决策者之间信任关系的来源划分为“决策者之间的亲近关系”和“决策者的客观背景”;其次,提出“亲疏度”和“专业度”的概念作为这两个信任源的测度,在保证信任源完整的前提下,克服信任关系冗余的缺陷;然后,进一步设计考虑干扰效应的信任值量化方法,所求的信任值能够综合体现两个信任源的个体决定程度和整体影响程度;最后,将决策者的信任值转化为权重聚集决策者偏好,以解决实际群决策问题.数值和理论结果表明,所提出考虑干扰效应的信任测度方法能够作为提高信任关系的准确性以及解决社交网络群决策问题的工具,具有广泛的应用前景.

关键词：信任源信任测度干扰效应概率语言术语集量子概率论社会网络

一种基于稀疏重构的多视角MIMO雷达关联成像算法研究

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 470-477页

作者：张弓田雨薇袁家雯张宇南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京210016 南京工程学院信息与通信学院江苏南京211167 南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044

为改善复杂目标的成像表现、提升雷达图像的视觉效果,提出一种基于稀疏重构的多视角多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达关联成像方法,设计了多视角雷达散射面积(radar cross section,RCS)起伏的稀疏重构关联成像模... 详细信息

为改善复杂目标的成像表现、提升雷达图像的视觉效果,提出一种基于稀疏重构的多视角多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达关联成像方法,设计了多视角雷达散射面积(radar cross section,RCS)起伏的稀疏重构关联成像模型。所提算法能提高辐射场信号随机性,改善复杂目标雷达关联成像参考信号与回波之间相关性退化的情况,减小多视角RCS起伏对相关性的影响,提升多视角下的关联成像质量。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：雷达成像多输入多输出雷达关联成像正则化全变差

极性、半极性和非极性InN薄膜的MOCVD外延生长与表征

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发光学报 2024年第2期45卷 204-210页

作者：赵见国殷瑞徐儒倪海彬陶涛庄喆严羽谢自力刘斌常建华南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京大学电子科学与工程学院江苏南京210093

利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术,在不同晶面的蓝宝石(Al2O3)衬底上实现了极性(0002)面、半极性(11-22)面和非极性(11-20)面InN薄膜的外延生长,并通过多种表征手段对三个不同极性面InN薄膜的结构和光学特性进行了系统研究。... 详细信息

利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术,在不同晶面的蓝宝石(Al2O3)衬底上实现了极性(0002)面、半极性(11-22)面和非极性(11-20)面InN薄膜的外延生长,并通过多种表征手段对三个不同极性面InN薄膜的结构和光学特性进行了系统研究。X射线衍射(XRD)曲线展示了(0002)、(11-22)和(11-20)面InN较强的衍射峰,表明InN薄膜具有较高的成膜质量。通过扫描电子显微镜(SEM)表面图发现,极性(0002)面InN的表面形貌较光滑,而半极性和非极性InN表面均存在未完全合并的孔洞。光致发光(PL)光谱展示,不同极性面InN的峰值能量在0.63 eV附近,并从极性、半极性到非极性逐渐红移。此外,可见-红外分光光度计测得的透射谱显示,极性(0002)面InN的吸收边约为0.85 eV,而半极性(11-22)面和非极性(11-20)面InN的吸收边约为0.78 eV,表明极性InN具有更大的斯托克斯位移。

关键词：半极性面非极性面 InN薄膜外延生长

基于双模态高效特征学习的高分辨率遥感图像分割

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遥感学报 2024年第2期28卷 481-493页

作者：张银胜吉茹童俊毅杨宇龙胡宇翔单慧琳无锡学院电子信息工程学院无锡214105 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

遥感图像因具有丰富的语义信息和空间信息,增加了语义分割的难度。然而已有提取双模态特征的分割方法采用相同的主干网络,没有考虑互补特征的差异,存在特征提取、特征融合和上采样恢复细节信息不足等问题,无法准确高效的学习高分辨率遥... 详细信息

遥感图像因具有丰富的语义信息和空间信息,增加了语义分割的难度。然而已有提取双模态特征的分割方法采用相同的主干网络,没有考虑互补特征的差异,存在特征提取、特征融合和上采样恢复细节信息不足等问题,无法准确高效的学习高分辨率遥感图像信息。因此,本文提出基于双模态高效特征学习的高分辨率遥感图像分割算法。首先,针对不同模态的遥感图像设计合适的编码器,高效的提取双模态特征,并通过交互加强模块减少不同路径特征之间的差异。其次,提出双模态特征聚合模块和深层特征提取模块进一步融合和提取双模态特征,使网络能够充分学习互补信息。最后,提出多层特征上采样模块,利用语义信息丰富的高层特征对细节信息丰富的低层特征进行加权操作,逐步上采样实现特征高效恢复,提升分割性能。实验结果表明,所提算法在ISPRS Potsdam和Vaihingen数据集上的总体精度分别达到了94.52%、90.45%,能够高效的提取并融合高分辨率遥感图像的双模态特征,提高遥感图像分割的准确率。

关键词：遥感图像分割高效特征提取交互融合双模态特征聚合深层特征提取多层特征上采样

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基于区域掩码对比蒸馏的遥感图像目标检测

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 761-771页

作者：周杰周子龙罗岩刘瑞赵满艳南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

为解决遥感图像中存在背景干扰以及目标密集分布的问题,采用了一种以区域掩码对比蒸馏为基础的目标检测方法,旨在提高遥感图像目标检测性能.首先,通过对目标特征区域进行掩码操作,以区分前景和背景并捕捉目标的细节纹理,生成细致的特征... 详细信息

为解决遥感图像中存在背景干扰以及目标密集分布的问题,采用了一种以区域掩码对比蒸馏为基础的目标检测方法,旨在提高遥感图像目标检测性能.首先,通过对目标特征区域进行掩码操作,以区分前景和背景并捕捉目标的细节纹理,生成细致的特征掩码.其次,结合对比蒸馏算法,通过对教师网络和学生网络的区域掩码进行对比学习,使学生网络更加充分地吸收教师网络在目标特征纹理检测方面的知识.同时,在检测阶段引入了一种旋转定位损失算法,该算法通过量化真实边界框和预测边界框之间的格点向量差来进行损失估计,从而减小了预测边界框与真实边界框之间的旋转损失.结果表明,改进算法的均值平均精度在DOTA和HRSC2016数据集上分别较传统算法提高了3.57%和5.22%.

关键词：遥感图像目标检测区域掩码对比蒸馏旋转定位损失函数