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改进的局部最小像素先验遥感图像盲复原算法

高技术通讯 2024年第2期34卷 123-131页

作者：朱兵王晨朱福珍王曼威哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001 黑龙江大学电子工程学院哈尔滨150080

为了解决遥感图像盲复原时模糊核估计不准确、复原图像存在振铃效应的问题,提出改进的局部最小像素先验遥感图像盲复原算法。该算法首先引入极端通道先验与局部最小像素先验结合,对图像的强度进行更好的约束,有利于得到更好的潜在清晰图... 详细信息

为了解决遥感图像盲复原时模糊核估计不准确、复原图像存在振铃效应的问题,提出改进的局部最小像素先验遥感图像盲复原算法。该算法首先引入极端通道先验与局部最小像素先验结合,对图像的强度进行更好的约束,有利于得到更好的潜在清晰图像;然后采用基于梯度的方法估计模糊核,模糊核估计与中间潜在清晰图像估计交替迭代进行,获得较为理想的模糊核;最后引入联合双边滤波器,采用改进的拉普拉斯与正则化图像复原算法抑制图像复原的振铃效应。实验结果表明,本文方法对遥感图像复原效果较好,恢复的图像边缘清晰,振铃伪影得到抑制且模糊核较为理想;客观评价指标峰值信噪比(PSNR)较前沿复原算法平均提高约1.40 dB,结构相似度(SSIM)平均提高约0.02。

关键词：图像盲复原通道先验局部最小像素先验联合双边滤波器

蔬菜穴盘育苗播种漏播检测及智能补种装置设计与试验

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农业工程学报 2024年第6期40卷 168-180页

作者：马旭杨传艺谭穗妍曹秀龙秦亦娟陈嘉盈余杰王曦成华南农业大学工程学院广州510642 华南农业大学电子工程学院广州510642 河北北方学院农林科技学院张家口075132

为保证植物工厂蔬菜穴盘育苗高质量作业要求,该研究在气吸滚筒式蔬菜穴盘育苗精密播种器的基础上,优化设计了在线漏播检测与智能补种装置,以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心,实时进行播种器吸孔漏吸检... 详细信息

为保证植物工厂蔬菜穴盘育苗高质量作业要求,该研究在气吸滚筒式蔬菜穴盘育苗精密播种器的基础上,优化设计了在线漏播检测与智能补种装置,以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心,实时进行播种器吸孔漏吸检测及穴盘穴孔漏播位置预报,并完成漏播穴孔的定点定穴补种。采用光电检测技术检测播种器吸孔漏吸位置,构建漏吸吸孔与育苗穴盘穴孔的对应动态补种矩阵,实现穴盘穴孔漏播位置精准预报;优化设计了智能补种装置,根据预报的穴盘穴孔漏播位置实现定点定穴精准补种。以中双11号菜心种子为对象,开展播种器吸孔漏吸检测与穴孔漏播位置预报试验,得到吸孔漏吸平均检测准确率为98.82%,穴孔漏播位置预报准确率为100%。采用BoxBehnken试验设计方法,对智能补种装置开展作业性能试验,构建主要性能指标(单粒合格指数、重播指数和漏播指数)与主要影响因素(吸针负压、吸针孔径和种室振动压力)的关系,并进行多目标优化,确定智能补种装置最优工作参数组合为吸针负压10.19 kPa、吸针孔径0.67 mm、种室振动压力0.07 MPa,此时补种装置播种的平均单粒合格指数为94.80%、重播指数为2.94%、漏播指数为2.26%。开展整机性能试验,在生产率为100盘/h条件下,整机的单粒合格指数由补种前的93.96%提高到98.18%;在生产率为300盘/h条件下,单粒合格指数由补种前的93.18%提高到97.89%。试验结果满足植物工厂和大田蔬菜穴盘育苗播种装置高精密播种作业要求,可提高蔬菜穴盘育苗的播种性能。

关键词：农业机械自动化蔬菜穴盘育苗漏播检测补种

利用元学习算法的IRS-OTFS通信系统信道估计

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电子与信息学报 2024年第4期46卷 1353-1362页

作者：张祖凡段佳慧王国仲重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆电子工程职业学院重庆401331

针对高多普勒场景下智能反射表面(IRS)辅助多用户通信系统存在的信道估计传输开销大的问题,该文结合正交时频空间(OTFS)调制特点构造一种IRS-OTFS通信系统,充分发挥IRS和OTFS的性能优势,并在此基础上提出一种学习率自适应的模型无关元学... 详细信息

针对高多普勒场景下智能反射表面(IRS)辅助多用户通信系统存在的信道估计传输开销大的问题,该文结合正交时频空间(OTFS)调制特点构造一种IRS-OTFS通信系统,充分发挥IRS和OTFS的性能优势,并在此基础上提出一种学习率自适应的模型无关元学习(MAML)算法。对IRS-OTFS多用户信道估计任务做离线训练,根据各任务的收敛速度自适应地调整学习率,防止训练失衡,并利用信道之间的相关性和MAML算法的少样本、泛化特性得到全局模型和适应性模型,快速学习新用户信道的传输特性,降低传输开销,提高信道估计准确性。理论分析和仿真结果表明,该算法在信道传输条件相同的情况下,将传输开销降低了大约50%,并相对于基准算法有4.8 dB左右的性能提升。

关键词：智能反射表面元学习正交时频空间信道估计

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基于InSe的硅基波导型光开关研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：李田甜李艺杰白子涵刘玉萌韩冬冬惠战强杜慧敏西安邮电大学电子工程学院

基于相变材料的硅基光开关为传统光开关技术所面临的能耗高和体积大等问题提供了解决途径。然而传统光学相变材料的高吸收特性对光开关阵列的集成规模带来了一定的限制。In2Se3材料凭借其近红外透明、可在单晶态间进行可逆相变且低结构... 详细信息

基于相变材料的硅基光开关为传统光开关技术所面临的能耗高和体积大等问题提供了解决途径。然而传统光学相变材料的高吸收特性对光开关阵列的集成规模带来了一定的限制。In2Se3材料凭借其近红外透明、可在单晶态间进行可逆相变且低结构熵的特性,有望为高速、稳定和低功耗的光开关技术带来突破。本文提出了一种基于In2Se3及硅波导的非易失性光开关,该器件由硅波导及Si-In2Se3异质集成波导构成的定向耦合器结构组成。借助α-In2Se3与β-In2Se3之间非易失性相变特性,可实现定向耦合器的交叉与直通端口的输出切换,进而实现无需持续供电的波导型光开关器件。仿真结果表明,在1550 nm处,该光开关可实现交叉及直通端口输出插入损耗小于0.86 dB,通道间串扰优于-20.39 dB。上述结构有望为光通信、光信息处理等领域的技术发展提供一些启发。

关键词：硅基光电子光开关相变材料定向耦合器

基于多载波调制的太赫兹通信感知一体化系统性能联合优化

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无线电通信技术 2024年第1期50卷 74-80页

作者：李涟漪余显斌张鹿浙江大学信息与电子工程学院浙江杭州310027

单一的雷达指标和通信指标难以评价通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)系统的整体性能,不同的ISAC应用场景对通信和雷达的性能需求不同。提出了ISAC联合优化方案,能够将通信指标和雷达指标联合,并使一体化波... 详细信息

单一的雷达指标和通信指标难以评价通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)系统的整体性能,不同的ISAC应用场景对通信和雷达的性能需求不同。提出了ISAC联合优化方案,能够将通信指标和雷达指标联合,并使一体化波形根据不同场景做适应性改变,提高了ISAC系统整体性能。推导了雷达条件互信息(Mutual Information, MI)和通信数据信息速率(Data Information Rate, DIR),在总功率的约束下,设计并实现了雷达MI和通信DIR的联合优化方案,通过求解凸函数优化问题得到了优化的发射功率,从而优化一体化波形。通过仿真和实验验证了联合优化方案的有效性,对比了基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)信号和正交啁啾分复用(Orthogonal Chirp Division Multiplexing, OCDM)信号调制的光子太赫兹一体化系统的优化效果,得出OFDM一体化系统具有更好的优化效果,性能提升较大。

关键词：正交频分复用正交啁啾分复用通信感知一体化联合优化

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

基于演化博弈的分层联邦学习边缘联合动态分析

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计算机应用 2024年

作者：项钰斐倪郑威浙江工商大学信息与电子工程学院

针对现有边缘服务提供商（ESP）边缘资源有限，降低分层联邦学习的边缘节点服务质量（QoS）的问题，考虑边缘服务器潜在的边缘联合可能性，提出一种动态边缘联合框架（EFF）。所提框架内不同的ESP相互协作，为分层联邦学习中由于客户端... 详细信息

针对现有边缘服务提供商（ESP）边缘资源有限，降低分层联邦学习的边缘节点服务质量（QoS）的问题，考虑边缘服务器潜在的边缘联合可能性，提出一种动态边缘联合框架（EFF）。所提框架内不同的ESP相互协作，为分层联邦学习中由于客户端的异构性或数据非独立同分布（Non-IID）等问题降低模型训练效率，提供额外的边缘资源。首先，通过量化通信模型设定卸载决策，将卸载任务发布给框架内其他ESP的边缘服务器，解决边缘资源的弹性化需求；其次，通过多轮迭代EFF参与策略算法（MIEPS），求解ESP之间的演化博弈均衡解，为ESP找到合适的资源分配策略；最后，通过理论和仿真实验验证均衡点的存在性、唯一性、稳定性。实验结果表明，通过MIEPS算法构建三联EFF框架，相较于非联合策略和成对联合策略，在基于IID数据集训练得到的全局模型的预测准确率上分别提高了1.1和0.5个百分点，而在Non-IID数据集上分别提升了2.1和0.7个百分点。此外，通过改变ESP的资源配置方式，验证了EFF能够公平地分配ESP的报酬，激励更多的ESP参与其中，形成良性的合作环境。

关键词：分层联邦学习边缘联合任务卸载资源分配演化博弈

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多源知识融合的方面级情感分析模型

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2688-2695页

作者：韩虎郝俊张千锟赵启涛兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

方面级情感分析(ABSA)是一项细粒度情感分析任务,其目的是针对评论语句中出现的特定方面给出对应的情感极性。现有的基于深度学习的ABSA方法大多侧重于评论语句语义和句法的挖掘,往往忽略了评论语句可能涉及的概念知识和情感程度信息。... 详细信息

方面级情感分析(ABSA)是一项细粒度情感分析任务,其目的是针对评论语句中出现的特定方面给出对应的情感极性。现有的基于深度学习的ABSA方法大多侧重于评论语句语义和句法的挖掘,往往忽略了评论语句可能涉及的概念知识和情感程度信息。针对此问题,提出一种融合多源知识的神经网络模型,通过句法依赖揭示句子的结构框架、词共现捕捉单词之间的语义联系、情感网络和概念图谱的嵌入为模型提供情感和背景知识,共同实现评论语句上下文与评价方面的增强表示,并通过双交互注意力模式实现评论语句上下文与评价方面的协调优化。通过在4个公开数据集上的实验验证,该模型在ABSA任务中,准确率分别达到了75.00%、77.90%、81.55%、90.10%,与基准模型相比均有所提高。研究成果不仅验证了多源知识融合在ABSA任务中的有效性,也为未来的研究提供了新的思路和方法。

关键词：方面级情感分析图卷积网络多源融合知识图谱交互注意力机制

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电磁感应下分数阶神经网络动力学行为分析及应用

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物理学报 2024年第10期73卷 59-71页

作者：丁大为王谋媛王金杨宗立牛炎王威安徽大学电子信息工程学院合肥230601

忆阻器可以用来模拟生物神经突触和描述电磁感应效应.为了探索电磁感应作用下异构神经网络的动力学行为,本文首先使用双局部有源忆阻器耦合一个Hindmarsh-Rose (HR)和两个FitzHugh-Nagumo (FN)神经元,构成忆阻电磁感应下分数阶异构神经... 详细信息

忆阻器可以用来模拟生物神经突触和描述电磁感应效应.为了探索电磁感应作用下异构神经网络的动力学行为,本文首先使用双局部有源忆阻器耦合一个Hindmarsh-Rose (HR)和两个FitzHugh-Nagumo (FN)神经元,构成忆阻电磁感应下分数阶异构神经网络.然后利用相图、分岔图、李雅普诺夫指数谱和吸引盆等动力学分析方法,对该网络进行数值研究.结果表明该神经网络表现出丰富的动力学行为,包括共存行为、反单调现象、瞬态混沌和放电行为等,为研究人脑放电行为提供支持,随后进一步利用时间反馈控制方法实现了双稳态的控制.最后,在嵌入式硬件平台上实现了该神经网络,验证了仿真结果的有效性.

关键词：忆阻电磁感应分数阶神经网络吸引子共存反单调性