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基于CenterNet的多教师联合知识蒸馏

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系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1174-1184页

作者：刘绍华杜康佘春东杨傲北京邮电大学电子工程学院北京100080

介绍了一种基于轻量化CenterNet的多教师联合知识蒸馏方案。所提方案能有效解决模型轻量化带来的性能恶化问题,可以显著缩小教师模型和学生模型之间的性能差距。将大规模复杂模型作为教师模型,指导训练轻量化学生模型。相比于模型的传... 详细信息

介绍了一种基于轻量化CenterNet的多教师联合知识蒸馏方案。所提方案能有效解决模型轻量化带来的性能恶化问题,可以显著缩小教师模型和学生模型之间的性能差距。将大规模复杂模型作为教师模型,指导训练轻量化学生模型。相比于模型的传统训练方案,使用所提知识蒸馏训练方案可以在相同的训练轮数后使轻量化模型达到更优的检测性能。主要贡献是提出了适用于CenterNet目标检测网络的新型知识蒸馏训练方案——多教师联合知识蒸馏。在后续实验中,进一步引入了蒸馏注意力机制,从而优化了多教师联合知识蒸馏的训练效果。在VOC2007数据集(Visual Object Classes 2007 Dataset)上,以MobileNetV2轻量化网络作为主干网络为例,相较于传统的CenterNet(主干网络为ResNet50),所提方案在参数量指标上压缩了74.7%,推理速度提升了70.5%,在平均精度上只有1.99的降低,取得了更好的“性能-速度”平衡。实验证明,同样经过100轮训练,使用多教师联合知识蒸馏训练方案的轻量化模型相较于普通训练方案,平均精度提升了11.30。

关键词：轻量化知识蒸馏注意力机制联合训练

软件定义卫星网络中基于业务调度的混合路由算法

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电子学报 2024年第5期52卷 1506-1515页

作者：王朝炜杜嘉楠王程王卫东北京邮电大学电子工程学院北京100876

为了解决低轨卫星网络高动态拓扑、大数据传输量、多信令开销的问题,满足全球覆盖和海量移动用户日益增长的需求,在研究不同业务性能指标体系的基础上,构建了高低轨卫星协同的软件定义卫星网络架构及虚拟拓扑模型;设计了综合考虑业务到... 详细信息

为了解决低轨卫星网络高动态拓扑、大数据传输量、多信令开销的问题,满足全球覆盖和海量移动用户日益增长的需求,在研究不同业务性能指标体系的基础上,构建了高低轨卫星协同的软件定义卫星网络架构及虚拟拓扑模型;设计了综合考虑业务到达率和等待时长的优先级赋值函数,并提出一种基于业务感知与调度的联合星间路由算法,该算法包括针对高QoS需求业务的低复杂度轨道内优先转发路由算法和针对低QoS需求业务的链路加权路由算法.仿真结果表明,所提算法在平均端到端时延、丢包率和吞吐量等方面比传统算法均有显著的改善.

关键词：软件定义网络卫星路由业务感知路由服务质量虚拟节点

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一种基于模型概率单调性变化的自适应IMM-UKF改进算法

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 41-48页

作者：王平波陈强卫红凯贾耀君沙浩然海军工程大学电子工程学院武汉430033

针对现有交互式多模型(IMM)算法模型间切换迟滞和转换速率慢的缺点,提出一种基于模型概率单调性变化的自适应交互式多模型无迹卡尔曼滤波改进算法(mIMM-UKF)。该算法利用后验信息模型概率的单调性,对马尔可夫转移概率矩阵及模型估计概... 详细信息

针对现有交互式多模型(IMM)算法模型间切换迟滞和转换速率慢的缺点,提出一种基于模型概率单调性变化的自适应交互式多模型无迹卡尔曼滤波改进算法(mIMM-UKF)。该算法利用后验信息模型概率的单调性,对马尔可夫转移概率矩阵及模型估计概率进行二次修正,加快了匹配模型的切换速度及转换速率。仿真结果表明,与现有算法相比,该算法通过快速切换匹配模型,有效提高了水下目标跟踪精度。

关键词：水下目标跟踪 IMM-UKF算法自适应转移概率矩阵单调性

船舶辐射噪声分类卷积神经网络的可视化分析和卷积核剪枝

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 74-82页

作者：徐源超蔡志明孔晓鹏黄炎海军工程大学电子工程学院武汉430033

当前基于深度神经网络的船舶辐射噪声分类研究主要关注分类性能,对模型的解释性关注较少。本文首先采用导向反向传播和输入空间优化,基于DeepShip数据集,构建以对数谱为输入的船舶辐射噪声分类卷积神经网络(CNN),提出了一种船舶辐射噪... 详细信息

当前基于深度神经网络的船舶辐射噪声分类研究主要关注分类性能,对模型的解释性关注较少。本文首先采用导向反向传播和输入空间优化,基于DeepShip数据集,构建以对数谱为输入的船舶辐射噪声分类卷积神经网络(CNN),提出了一种船舶辐射噪声分类CNN的可视化分析方法。结果显示,多帧特征对齐算法改进了可视化效果,深层卷积核检测线谱和背景两类特征。其次,基于线谱是船舶分类的稳健特征这一知识,提出了一种卷积核剪枝方法,不仅提升了CNN分类性能,且训练过程更加稳定。导向反向传播可视化结果表明,卷积核剪枝后的CNN更加关注线谱信息。

关键词：船舶辐射噪声分类卷积神经网络可视化分析神经网络剪枝导向反向传播

单颗粒NaYbF_(4):2%Er^(3+)@NaYbF_(4)核壳微米盘的上转换红光发射增强机理

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物理学报 2024年第5期73卷 147-156页

作者：严学文张景蕾张正宇丁鹏韩庆艳张成云高伟董军西安邮电大学电子工程学院西安710121

本文借助外延生长及离子掺杂技术,基于NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米晶体构建了多种不同的核壳微米盘,通过降低材料的表面猝灭效应及增强离子间的能量传递效应,实现了NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米晶体上转换红光发射的增强.研究结果表明:在980 n... 详细信息

本文借助外延生长及离子掺杂技术,基于NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米晶体构建了多种不同的核壳微米盘,通过降低材料的表面猝灭效应及增强离子间的能量传递效应,实现了NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米晶体上转换红光发射的增强.研究结果表明:在980 nm近红外激光激发下,构建的NaYbF_(4):2%Er^(3+)@NaYbF_(4)@NaYF_(4)核-壳-壳微米盘的上转换红光发射强度相比于NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米盘增强了4.6倍,红绿比由6.3提高至8.1.当少量Ho^(3+)离子引入到NaYbF_(4):2%Er^(3+)@NaYbF_(4):2%Ho^(3+)@NaYF_(4)核-壳-壳微米盘时,Er^(3+)离子与Ho^(3+)离子间相互作用的发生使其上转换红光发射强度相比于NaYbF_(4):2%Er^(3+)微米盘增强了近6.7倍,且红绿比更是提高到9.4.通过对不同核壳微米盘光谱特性和发光动力学的研究,表明Er^(3+)离子的红光发射增强主要源自于不同核壳结构中Yb^(3+)离子的高效的能量传递有效促进了Er^(3+)离子间的交叉弛豫、Er^(3+)和Yb^(3+)离子间反向能量传递及Ho^(3+)离子向Er^(3+)离子间的能量传递的发生,进而提高了红光发射能级的粒子数布居.其研究可为构建具有高效红光发射的上转换微纳晶体提供新途径.

关键词：上转换发光核壳结构能量传递交叉弛豫

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单空位缺陷对二维δ-InSe稳定性的影响

物理学报 2024年第4期73卷 127-135页

作者：苗瑞霞王业飞谢妙春张德栋西安邮电大学电子工程学院西安710121

二维InSe半导体材料由于其优异的电学性能以及适中可调的带隙等优点,引起了研究者的关注.材料中的空位缺陷不仅影响材料的光电学特性,还影响材料的环境稳定性.相比于InSe材料中的其他相,δ-InSe具有更优异的材料性能,然而关于对该材料... 详细信息

二维InSe半导体材料由于其优异的电学性能以及适中可调的带隙等优点,引起了研究者的关注.材料中的空位缺陷不仅影响材料的光电学特性,还影响材料的环境稳定性.相比于InSe材料中的其他相,δ-InSe具有更优异的材料性能,然而关于对该材料环境稳定性影响的研究未见报道.本文基于密度泛函理论,系统研究了O_(2)环境下二维δ-InSe材料的稳定性问题.结果表明:1)在O_(2)环境下,完美δ-InSe表面具有良好的惰性和稳定性,O_(2)分子在其表面从物理吸附到解离吸附需要克服1.827 eV的势垒;2)Se空位(V_(Se))的存在则会促进δ-InSe的氧化反应,被氧化的过程仅需克服0.044 eV的势垒,说明V_(Se)的存在使δ-InSe在O_(2)环境下的稳定性显著下降,此外被O_(2)分子氧化的δ-InSe单层有利于H_(2)O分子的解离吸附;3)含有In空位(V_(In))的δ-InSe被氧化的速率较慢,O_(2)分子在V_(In)表面的物理吸附的吸附能和电荷转移与完美表面基本一致,被氧化的过程需克服1.234 eV的势垒.这一研究结果将为更好地理解单空位缺陷对δ-InSe单层的氧化行为提供理论指导,同时为高可靠二维δ-InSe器件的实验制备提供参考.

关键词： δ-InSe O_(2) 单空位缺陷稳定性

基于混沌映射的抗机器学习攻击强物理不可克隆函数

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2281-2288页

作者：汪鹏君方皓冉李刚温州大学电气与电子工程学院温州325035

物理不可克隆函数(PUF)在硬件安全领域具有广阔的应用前景,然而易受到基于机器学习等建模攻击。通过对强PUF电路结构和混沌映射机理的研究,该文提出一种可有效抵御机器学习建模攻击的PUF电路。该电路将原始激励作为混沌映射初始值,利用... 详细信息

物理不可克隆函数(PUF)在硬件安全领域具有广阔的应用前景,然而易受到基于机器学习等建模攻击。通过对强PUF电路结构和混沌映射机理的研究,该文提出一种可有效抵御机器学习建模攻击的PUF电路。该电路将原始激励作为混沌映射初始值,利用PUF激励响应映射时间与混沌算法迭代深度之间的内在联系产生不可预测的混沌值,并采用PUF中间响应反馈加密激励,进一步提升激励与响应映射的复杂度,增强PUF的抗机器学习攻击能力。该PUF采用Artix-7 FPGA实现,测试结果表明,即使选用的激励响应对数量高达106组,基于逻辑回归、支持向量机和人工神经网络的攻击预测率仍接近50%的理想值,并具有良好的随机性、唯一性和稳定性。

关键词：物理不可克隆函数机器学习混沌映射响应反馈

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基于双面平行带线的全空间扫描漏波天线

电子与信息学报 2024年第2期46卷 705-712页

作者：王亨辉孙胜刘能武刘元安电子科技大学电子科学与工程学院成都611731 西安电子科技大学电子工程学院西安710071 北京邮电大学电子工程学院北京100876

为了实现从后向端射到前向端射的连续波束扫描天线,该文基于双面平行带线结构提出了一种具有全空间扫描能力的漏波天线。天线单元由双面平行带线传输线和一对反向加载的开路枝节组成,两个开路枝节分别位于传输线的上导带和下导带。加载... 详细信息

为了实现从后向端射到前向端射的连续波束扫描天线,该文基于双面平行带线结构提出了一种具有全空间扫描能力的漏波天线。天线单元由双面平行带线传输线和一对反向加载的开路枝节组成,两个开路枝节分别位于传输线的上导带和下导带。加载的反向开路枝节等效为一个偶极子,使得天线单元具有全向辐射性能,作为整个全空间扫描漏波天线的基础单元。为了抑制周期漏波天线中的开阻带问题,又在天线基础单元上加载了一对平衡槽以实现频率平衡条件,还加载了一对匹配槽以匹配周期结构的阻抗。最后实现了一款天线原型,经仿真与实验验证,该天线能够在7.6 GHz到14.0 GHz的频率范围内,实现从后向端射,经侧向辐射,然后到前向端射的全空间扫描能力。

关键词：漏波天线全空间波束扫描 Bloch阻抗开阻带抑制双面平行带线

多子阵SAS六自由度运动补偿与成像快速算法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 28-34页

作者：田振钟何平唐劲松海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

针对多子阵合成孔径声纳(SAS)六自由度运动误差补偿及逐点运动补偿算法效率低的问题,提出一种能够快速补偿方位空不变六自由度运动误差的多子阵SAS运动补偿与成像算法.建立方位空不变六自由度运动误差存在情形下的多子阵SAS双根号形式... 详细信息

针对多子阵合成孔径声纳(SAS)六自由度运动误差补偿及逐点运动补偿算法效率低的问题,提出一种能够快速补偿方位空不变六自由度运动误差的多子阵SAS运动补偿与成像算法.建立方位空不变六自由度运动误差存在情形下的多子阵SAS双根号形式距离历程,利用泰勒级数展开对双根号形式距离历程进行近似并保留至方位时间的四阶项,利用级数反演方法推导出严格解析的点目标响应二维谱,进而提出能够快速实现方位空不变六自由度运动误差补偿与高分辨成像的距离多普勒算法.仿真试验和实测数据成像表明了所提算法的有效性.

关键词：合成孔径声纳运动补偿成像技术距离多普勒算法六自由度运动误差

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