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基于改进YOLOX的无人机航拍图像小目标检测算法

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 90-100页

作者：潘翔陈前斌黄昂罗佳唐伦重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信技术重点实验室重庆400065

在无人机上运用目标检测技术具有广泛的应用前景,但和自然拍摄的图像不同,无人机航拍的图像更加复杂,且大多数为小目标。而现有的检测算法缺乏对小目标的特征提取能力,从而导致严重的误检和漏检问题。针对上述问题,提出一种基于YOLOX框... 详细信息

在无人机上运用目标检测技术具有广泛的应用前景,但和自然拍摄的图像不同,无人机航拍的图像更加复杂,且大多数为小目标。而现有的检测算法缺乏对小目标的特征提取能力,从而导致严重的误检和漏检问题。针对上述问题,提出一种基于YOLOX框架的高效的无人机小目标检测算法。首先,在特征融合网络中增加一层检测微小目标的特征融合结构,通过利用浅层特征图中丰富的位置信息和轮廓信息来加强网络对小目标的识别能力;同时,为了防止额外参数的增加,将减少头网络中的一层卷积层并缩减其通道数。其次,提出一种通道-空间注意力机制模块(Channel Spatial Attention Module,CSAM),利用最优的权重分配使网络聚焦于特征图中小目标密集的区域。最后,提出一种带位置引导的标签分配策略(LB-SimOTA),根据每个预测框和真实框的交并比(IOU)的大小,分别配以不同的权重,以改善网络中整体预测框的质量。在小目标居多的数据集VisDrone2019上的实验结果表明,文中提出的算法和YOLOX-S相比,针对车和人的检测精度提升了8.63%,检测速度FPS也可达到86,因此更适合在无人机对地面小目标检测的场景下部署。

关键词：无人机小目标检测多尺度检测注意力机制标签分配策略

基于环形芯光子晶体光纤检测乳腺癌生物标志物和温度

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光通信技术 2024年

作者：程曦施伟华范雨艳顾钰颖南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院

为了避免温度对生物参量的影响，本文提出了一种基于光子晶体光纤(PCF)的乳腺癌易感基因(BRCA)和温度双参量传感结构。在PCF的外表面镀金膜，形成表面等离子共振传感通道，用于检测BRCA。将甲苯填入PCF中心的空气孔中，形成定向耦合传... 详细信息

为了避免温度对生物参量的影响，本文提出了一种基于光子晶体光纤(PCF)的乳腺癌易感基因(BRCA)和温度双参量传感结构。在PCF的外表面镀金膜，形成表面等离子共振传感通道，用于检测BRCA。将甲苯填入PCF中心的空气孔中，形成定向耦合传感通道，用来检测温度，可避免温度对BRCA浓度的影响。利用有限元法对该传感结构的性能进行了分析，并进行了参数优化，结果表明：生物和温度两个传感通道相互独立；在BRCA浓度0 ～7.69 mmol/L的范围内，浓度灵敏度达19.5 nm/(mmol/L)；在温度20～40 ℃的范围内，温度灵敏度达-6.4 nm/℃。该传感结构可实现生物和温度的高灵敏双参量传感，可用于生物医学等领域。

关键词：光子晶体光纤表面等离子体共振定向耦合生物传感温度传感

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基于深度学习的电光调制型可编程光学频率梳

光通信研究 2024年第2期2期(17)卷 109-115页

作者：李洪达郑子昂马洛嘉马云杰李培丽南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023

【目的】为了满足各种应用领域对高性能光学频率梳(OFC)的需求,特别是在宽带宽、高平坦度、中心波长和谱线间距等参数可以独立调节方面,文章提出了一种基于2次耦合射频(RF)信号来驱动单个双驱动马赫—曾德尔调制器(DDMZM)以产生OFC的方... 详细信息

【目的】为了满足各种应用领域对高性能光学频率梳(OFC)的需求,特别是在宽带宽、高平坦度、中心波长和谱线间距等参数可以独立调节方面,文章提出了一种基于2次耦合射频(RF)信号来驱动单个双驱动马赫—曾德尔调制器(DDMZM)以产生OFC的方法。【方法】通过使用单个乘法器来生成2次耦合RF信号,不仅增加了所产生OFC的梳线数量,而且具有结构简单和成本低廉等优点。此外,为了进一步提高OFC的优化效率和性能,文章还采用了基于深度学习的逆向设计和分析方法。【结果】研究结果显示,基于构建级联网络的逆向设计能够在不到1 s的时间内找到目标OFC的对应参数。这种快速参数确定方法不仅可以实现梳线数量、OFC功率和梳线间隔的可编程性,还能生成具有1.769 dB平坦度的13线OFC。文章所提高效率设计方法为OFC的快速制备和应用提供了强大的支持。【结论】文章所提方案在OFC的生成技术中具有显著优势,特别是在性能、灵活性和优化效率方面表现卓越。文章所提基于2次耦合RF信号驱动DDMZM的OFC生成方法,不仅简化了系统结构,降低了成本,还通过深度学习的逆向设计方法大幅提高了设计效率。这些特点使得文章所提方案能够满足广泛的应用需求,尤其适用于需要快速、高效且灵活调节OFC参数的场合。

关键词：光学频率梳深度学习逆向设计平坦度

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通算存智一体协同的未来网络模型

通信学报 2024年第5期45卷 12-28页

作者：胡玉姣黄韬贾庆民谢人超刘韵洁紫金山实验室未来网络研究中心江苏南京211111 北京邮电大学网络与交换国家重点实验室北京100876

针对智能时代多样化多形态业务对未来网络按需、精准、高效服务的诉求,提出了一种通算存智一体协同的网络模型(3CI-CoNet)。首先以通信技术连接计算设备与存储设备,构建网内计算和网内存储的硬件底座,然后在底座上部署智能网络模型及算... 详细信息

针对智能时代多样化多形态业务对未来网络按需、精准、高效服务的诉求,提出了一种通算存智一体协同的网络模型(3CI-CoNet)。首先以通信技术连接计算设备与存储设备,构建网内计算和网内存储的硬件底座,然后在底座上部署智能网络模型及算法,为网内业务构建智能的网络环境,同时链接与行业/应用相关的智能设备、平台及算法,为新兴应用提供智能的网络服务,保障各业务的有序高效运行。设计了3CI-CoNet的层次化功能架构,包含基础资源层、智能接入层、按需服务层和业务表达层,各层次间相辅相成,协同构建了智能的网络环境和网络服务。进一步,结合自动驾驶和智能制造中的典型场景,论述了3CI-CoNet及其功能架构、运营机制对多形态业务高效运行的支撑作用,阐述了3CI-CoNet在智能时代的推广和应用价值。以智能制造中多AGV按需调度业务场景为原型,通过将3CI-CoNet与其他网络模型相对比,定性定量论证了3CI-CoNet对提升业务效能具有积极作用。最后,总结了3CI-CoNet的未来发展趋势和面临的技术挑战。

关键词：通算存智一体协同网络未来网络智能应用新型架构

基于编码相位梯度超表面产生多波束多模态太赫兹涡旋波

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光学学报 2024年

作者：孙文俊汪静丽尹亮万洪丹陈鹤鸣钟凯南京邮电大学电子与光学工程学院天津大学精密仪器与光电子工程学院教育部光电信息技术重点实验室南京邮电大学贝尔英才学院

本文设计了一种2-bit编码相位梯度超表面，用于实现多波束多模态太赫兹涡旋波。根据Pancharatnam-Berry(PB)几何相位原理在超表面单元中引入相位梯度，设计出编码元素“00”，“01”，“10”，“11”。将上述编码元素按照不同的编码序... 详细信息

本文设计了一种2-bit编码相位梯度超表面，用于实现多波束多模态太赫兹涡旋波。根据Pancharatnam-Berry(PB)几何相位原理在超表面单元中引入相位梯度，设计出编码元素“00”，“01”，“10”，“11”。将上述编码元素按照不同的编码序列排布，分别获得模态为l=-1、l=-2涡旋波的编码相位梯度超表面以及两分束的编码相位梯度超表面。利用傅里叶卷积定理，将产生涡旋波的编码序列与两分束的编码序列进行卷积，产生了l=-1或l=-2同一模态的两分束涡旋波。利用相位叠加原理，将产生不同模态的两分束涡旋波的相位结合，构成具有新相位分布的编码相位梯度超表面。仿真结果表明：线极化波(LP)激励下，所设计的编码相位梯度超表面能同时产生两束l=-1、两束l=-2、两束l=+1和两束l=+2的涡旋波，其将在无线通信及高分辨率成像等方面有潜在应用价值。

关键词：太赫兹涡旋波编码相位梯度超表面编码元素

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基于知识图谱的可解释学习路径推

现代教育技术 2024年第7期34卷 131-141页

作者：熊余任朝辉吴超蔡婷秦新明重庆邮电大学人工智能与智慧教育研究中心重庆400065 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

学习路径推荐是解决信息超载、学习迷航等问题的关键,但当前的学习路径推荐相关研究存在推荐方法脱离学习场景、推荐结果缺乏解释等问题。为此,文章构建了基于知识图谱的可解释学习路径推荐模型:首先利用邻域标定的图注意力网络表征知... 详细信息

学习路径推荐是解决信息超载、学习迷航等问题的关键,但当前的学习路径推荐相关研究存在推荐方法脱离学习场景、推荐结果缺乏解释等问题。为此,文章构建了基于知识图谱的可解释学习路径推荐模型:首先利用邻域标定的图注意力网络表征知识图谱语义信息并生成候选学习路径集,然后计算不同学习场景下学习者与候选学习路径之间的契合度和匹配度,最终实现可解释的学习路径推荐。之后,文章通过对基于知识图谱的可解释学习路径推荐模型与学习路径推荐基线模型进行对照实验和可解释案例分析,发现基于知识图谱的可解释学习路径推荐模型不仅提高了推荐结果的准确度,而且提升了推荐结果的可解释性。文章的研究有助于学习者获得准确、可解释的学习路径,从而提升个性化学习效果。

关键词：知识图谱学习路径推荐可解释性图注意力网络

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面向中文病历的实体关系抽取模型研究

现代情报 2024年

作者：单涛许鑫王园梦王宇翱景慎旗叶继元郭永安 1.南京大学信息管理学院 2.江苏省人民医院 3.南京邮电大学通信与信息工程学院南京大学信息管理学院南京邮电大学通信与信息工程学院江苏省人民医院

[目的/意义] 关系抽取是电子病历处理的核心组成部分，对于提高电子病历处理的准确性和效率至关重要。为解决中文电子病历关系抽取中实体冗余、实体词嵌套和实体重叠问题，提高医疗信息抽取效率，提出了一种新型的中文病历关系抽取模型... 详细信息

[目的/意义] 关系抽取是电子病历处理的核心组成部分，对于提高电子病历处理的准确性和效率至关重要。为解决中文电子病历关系抽取中实体冗余、实体词嵌套和实体重叠问题，提高医疗信息抽取效率，提出了一种新型的中文病历关系抽取模型。[方法/过程]将关系抽取任务分解关系优先解码器、全局实体提取和主体—客体对齐三部分。首先通过解码器预测和过滤关系，并基于预测的关系限制实体提取；其次采用关系特定的注意机制和全局指针网络，有效处理信息重叠和主体/客体嵌套问题；最后引入实体对应矩阵将主体、客体及其关系对齐为三元组。[结果/结论] 分别在CMeIE中文病历数据集和DiaKG真实糖尿病中文数据集上进行综合实验并与6种常用模型进行了对比分析，发现本文模型在数据集CMeIE和DiaKG上的F1值较主流模型CasRel分别提升了6.6%和5.8%。研究结果表明，本文模型可有效解决中文病历复杂性带来的实体嵌套和实体重叠问题，对医疗信息提取和数据处理流程具有良好价值。

关键词：关系抽取中文病历实体嵌套实体重叠注意力机制全局指针

面向无线联邦学习模型压缩的多维资源联合优化研究

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物联网学报 2024年

作者：朱光照朱晓荣徐鼎南京邮电大学通信与信息工程学院

针对边缘计算场景中，资源受限和网络动态的终端设备参与联邦学习产生的巨大时延和能耗问题，基于云-边-端三层联邦学习架构提出了一种高效训练和绿色节能的联邦学习算法。首先，通过将模型压缩技术引入到三层联邦学习结构中，对三层联... 详细信息

针对边缘计算场景中，资源受限和网络动态的终端设备参与联邦学习产生的巨大时延和能耗问题，基于云-边-端三层联邦学习架构提出了一种高效训练和绿色节能的联邦学习算法。首先，通过将模型压缩技术引入到三层联邦学习结构中，对三层联邦学习的模型收敛速率、训练时延和能耗进行理论分析。然后，根据理论分析结果进行问题建模，在一定的模型收敛速率下最小化全局模型训练时延和能耗，通过联合优化终端设备的发射功率、算力和模型压缩率，提高联邦学习的资源利用率。最后，通过将问题分解为三个优化子问题分别求解，设计了一种联合交替优化算法获得原始问题的最优解。实验结果表明，该算法可以适应大规模的边缘计算场景，在保证模型收敛速率的同时，与传统三层联邦学习算法相比产生的时延和能耗分别减少了71.54%和48.76%，有效降低了全局模型训练产生的时延和能耗。

关键词：边缘计算联邦学习模型压缩资源分配收敛速率

一种基于HTTP/3传输特性的加密视频识别方法

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计算机学报 2024年第7期47卷 1640-1664页

作者：吴桦倪珊珊罗浩程光胡晓艳东南大学网络空间安全学院南京211189 网络通信与安全紫金山实验室南京211111 网络空间国际治理研究基地(东南大学) 南京211189 江苏省泛在网络安全工程研究中心南京211189

视频流量逐渐在网络中占据主导地位,且视频平台大多对其进行加密传输。虽然加密传输视频可以有效保护用户隐私,但是也增加了监管有害视频传播的难度.现有的加密视频识别方法基于TCP(Transmission Control Protocol)传输协议头部信息和HT... 详细信息

视频流量逐渐在网络中占据主导地位,且视频平台大多对其进行加密传输。虽然加密传输视频可以有效保护用户隐私,但是也增加了监管有害视频传播的难度.现有的加密视频识别方法基于TCP(Transmission Control Protocol)传输协议头部信息和HTTP/1.1(HypertextTransferProtocol Version1.1)的传输模式,提取应用层音视频数据单元传输长度序列来实现视频识别.但是随着基于UDP(UserDatagramProtocol)的QUIC(QuickUDP Internet Connections)协议及基于QUIC实现的HTTP/3(HypertextTransferProtocol Version 3)协议应用于视频传输,已有方法不再适用.HTTP/3协议缺少类似TCP的头部信息,且使用了多路复用机制,并对几乎所有数据进行了加密,此外,视频平台开始使用多片段合并分发技术,这给从网络流量中精准识别加密视频带来了巨大挑战。本文基于HTTP/3协议中的控制信息特征,提出了从HTTP/3加密视频流中提取数据传输特征并进行修正的方法,最大程度复原出应用层音视频长度特征.面向多片段合并分发导致的海量匹配问题,本文基于明文指纹库设计了键值数据库来实现视频的快速识别.实验结果表明,本文提出的基于HTTP/3传输特性的加密视频识别方法能够在包含36万个真实视频指纹的YouTube大规模指纹库中达到接近99%的准确率,100%的精确率以及99.32%的F1得分,对传输过程中加人了填充顿的Facebook平台,在包含28万个真实视频指纹的大规模指纹库中达到95%的准确率、100%的精确率以及96.45%的F1得分,在具有同样特性的Instagram平台中,最高可达到97.57%的F1得分,且本方法在所有指纹库中的平均视频识别时间均低于0.4秒.本文的方法首次解决了使用HTTP/3传输的加密视频在大规模指纹库场景中的识别问题,具有很强的实用性和通用性.

关键词： HTTP/3协议 QUIC协议基于HTTP的动态自适应流媒体视频识别加密流量