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基于顶点划分和坐标标准化的密文域3维网格模型可逆信息隐藏

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计算机研究与发展 2024年第6期61卷 1536-1544页

作者：吕皖丽唐运殷赵霞罗斌智能计算与信号处理教育部重点实验室(安徽大学) 合肥230601 华东师范大学通信与电子工程学院上海200241

密文可逆信息隐藏技术可以在加密载体中利用冗余空间额外嵌入信息,在传输过程中保障载体和信息的隐私安全,载体接收者还可以实现无损地提取信息和恢复载体.3维网格模型作为新型的数字媒体,其文件结构与传统的图像等数字媒体存在着不同,... 详细信息

密文可逆信息隐藏技术可以在加密载体中利用冗余空间额外嵌入信息,在传输过程中保障载体和信息的隐私安全,载体接收者还可以实现无损地提取信息和恢复载体.3维网格模型作为新型的数字媒体,其文件结构与传统的图像等数字媒体存在着不同,并且在该领域的研究相对较少.如何提升模型的嵌入容量是目前需要解决的问题.将图像领域多个高有效位预测算法直接迁移到3维模型中应用时,由于数据的存储格式与图像媒体不同,使得算法的预测性能受到了限制.因此,提出了将顶点坐标值标准化处理,消除符号位带来的影响,提升了预测算法的性能.为了进一步减少无用的辅助信息,嵌入集顶点的筛选被加入实验中,成功地为有效载荷腾出空间.实验表明,提出的方法与现有方法相比,在保证无损和可分离地恢复模型与所嵌入的信息的同时,获得了最高的嵌入容量.

关键词： 3维网格模型可逆信息隐藏密文域预测误差嵌入容量

基于极限梯度提升的完美匹配单层智能算法实现航空瞬变电磁问题高效吸收

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物理学报 2024年第6期73卷 241-249页

作者：冯乃星王欢朱子贤董纯志李宏杨张玉贤杨利霞黄志祥安徽大学电子信息工程学院合肥230601 安徽大学智能计算与信号处理教育部重点实验室合肥230601

对于航空瞬变电磁的低频探地问题,除了精度和效率需要考虑,深地探测问题的复杂度也不容忽视,特别是对于低频复杂问题存在异常体与背景间的多尺度效应.为了模拟开域问题,有限厚度区域的完全匹配层被用于截断计算域,然而这也无形中增大了... 详细信息

对于航空瞬变电磁的低频探地问题,除了精度和效率需要考虑,深地探测问题的复杂度也不容忽视,特别是对于低频复杂问题存在异常体与背景间的多尺度效应.为了模拟开域问题,有限厚度区域的完全匹配层被用于截断计算域,然而这也无形中增大了整个模型,造成计算复杂度增加.鉴于此,提出了一种新的基于极限梯度提升(extreme gradient boosting,XGB)的完美匹配单层模型,并将该模型集成到时域有限差分求解器中,以进一步提高时域有限差分仿真的性能.所提出的基于XGB的完美匹配单层模型通过特征注意力集成学习方法可以获得更高的精度,同时占用更少的内存、消耗更少的时间.此外,由于该模型依托于传统机器学习模型,因此它在模型训练的稳定性和轻量级方面具有显著的优势.最后,通过对航空瞬变电磁应用进行三维数值模拟,验证了该方法的有效性和稳定性.该模型不仅在精度、效率和问题复杂性方面具有优势,而且还可以成功地集成到时域有限差分求解器中,解决低频航空瞬变电磁问题.

关键词：极限梯度提升完美匹配单层机器学习时域有限差分

水下湍流信道中指向-抖动误差对无线光通信系统性能影响分析

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光学学报 2024年第12期44卷 43-52页

作者：杨祎闵展望姚欣钰窦雨昂邱晓芬张建磊贺锋涛西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121

水下无线光通信(UWOC)系统受到吸收、散射、海洋湍流等信道特性以及无线光通信系统抖动和指向误差的影响,导致信道衰落并影响UWOC系统误码率。首先推导了基于Yue谱的高斯光束经过接收孔径平均后的闪烁指数解析式,其次建立了水下湍流信... 详细信息

水下无线光通信(UWOC)系统受到吸收、散射、海洋湍流等信道特性以及无线光通信系统抖动和指向误差的影响,导致信道衰落并影响UWOC系统误码率。首先推导了基于Yue谱的高斯光束经过接收孔径平均后的闪烁指数解析式,其次建立了水下湍流信道无线光通信中的指向-抖动误差模型,该模型综合考虑了水体衰减、海洋湍流等信道衰减和指向-抖动误差损耗引起的链路衰减。同时,引入了信噪比校正因子以模拟高斯光束在衰减信道中的位置衰减量,并分别给出了有无抖动误差时系统误码率的表达式。研究结果表明,在弱湍流信道的UWOC系统中,相比于抖动误差,指向误差对系统性能的影响更大。接收孔径平均技术对湍流信道衰减和指向-抖动误差均具有显著的改善效果。

关键词：海洋光学无线光通信海洋湍流指向误差闪烁指数误码率

光纤锁模激光器:从单模时域耗散孤子锁模到多模时空耗散孤子锁模(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 69-83页

作者：高晨心曹博鲍成英杨昌喜肖晓晟清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084 北京邮电大学电子工程学院信息光子学与光通信全国重点实验室北京100876

在光纤锁模激光器中,模式相位锁定产生周期短脉冲的过程称为锁模过程,产生的脉冲在广义上被称为“光耗散孤子”。光纤锁模激光器从传统的单模光纤锁模激光器发展到了多模光纤锁模激光器,锁模机理从一维(1D)时域耗散孤子锁模发展到了(3+1... 详细信息

在光纤锁模激光器中,模式相位锁定产生周期短脉冲的过程称为锁模过程,产生的脉冲在广义上被称为“光耗散孤子”。光纤锁模激光器从传统的单模光纤锁模激光器发展到了多模光纤锁模激光器,锁模机理从一维(1D)时域耗散孤子锁模发展到了(3+1)维时空耗散孤子锁模。通过深入理解耗散孤子的产生机理,有望进一步推动光纤锁模激光器在科学和应用领域的发展,为更多领域带来更多创新和可能性。首先介绍单模光纤锁模激光器中的一维时域耗散孤子锁模,探讨不同色散区域中时域耗散孤子的产生机理;随后介绍多模光纤锁模激光器中时空耗散孤子的最新研究成果,讨论模间色散的补偿方法,揭示其丰富的时空锁模机理和潜在的应用场景;最后对光纤锁模激光器的发展前景进行展望。

关键词：激光器光纤锁模激光器耗散孤子锁模机理非线性光学

基于泵浦强度调制的超快光纤激光器中孤子分子光谱脉动动力学研究

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物理学报 2024年第1期73卷 167-173页

作者：方振余游赵秋烨张昱冬王治强张祖兴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 安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室光电信息获取与控制教育部重点实验室合肥230601

采用实时傅里叶变换光谱探测技术,研究了基于泵浦强度调制的超快掺铒光纤锁模激光器中孤子分子光谱的脉动动力学.结果表明,在一定的泵浦强度调制情况下,孤子分子光谱的脉动周期可由泵浦调制频率进行调控.同时,孤子分子脉动幅度以及孤子... 详细信息

采用实时傅里叶变换光谱探测技术,研究了基于泵浦强度调制的超快掺铒光纤锁模激光器中孤子分子光谱的脉动动力学.结果表明,在一定的泵浦强度调制情况下,孤子分子光谱的脉动周期可由泵浦调制频率进行调控.同时,孤子分子脉动幅度以及孤子间相对相位的演化与泵浦调制频率有关.在较低的调制频率(如1 kHz)下,光谱脉动的孤子分子内脉冲间的相对相位随传播时间呈现滑动型动力学.随着调制频率逐渐加大(如20 kHz),孤子分子内脉冲间的相对相位演化逐渐趋于混乱,表明脉动孤子分子可能存在固有的共振频率,与孤子分子的稳定性有关.研究结果对于深入理解孤子分子的产生与稳定性提升、孤子分子的全光操作及应用具有重要的指导意义.

关键词：孤子分子泵浦强度调制光谱脉动色散傅里叶变换

多输入多输出雷达搜索模式下5G毫米波射频算法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 836-841页

作者：黄志祥彭照楠侯学师陈谦安徽大学电子信息工程学院合肥230601

为提升毫米波在射频传输中的传输安全,提出了多输入多输出(MIMO)雷达搜索模式下5G毫米波射频算法。根据5G毫米波的传输特性,获取了MIMO雷达搜索模式的雷达截获因子,建立了毫米波射频隐身模型并获取目标函数,计算了雷达搜索模式的射频截... 详细信息

为提升毫米波在射频传输中的传输安全,提出了多输入多输出(MIMO)雷达搜索模式下5G毫米波射频算法。根据5G毫米波的传输特性,获取了MIMO雷达搜索模式的雷达截获因子,建立了毫米波射频隐身模型并获取目标函数,计算了雷达搜索模式的射频截获概率。基于毫米波信道稀疏性结果结合贝叶斯算法获取了毫米波射频通道的最佳估计值,从而计算出射频通道最佳值,利用估计后的信号传输隐身后的射频实现射频传输。实验结果表明,本文方法在毫米波射频传输时间为140 s时,信纳比ρ高达0.83。证明使用该方法开展毫米波射频传输时,毫米波传输质量高,不易发生相位幅值的变形,可实现5G毫米波射频的高质量传输。

关键词：多输入多输出雷达搜索模式 5G毫米波射频算法射频隐身贝叶斯算法

基于双节点-双边图神经网络的茶叶病害分类方法

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农业机械学报 2024年第3期55卷 252-262页

作者：张艳车迅汪芃汪玉凤胡根生安徽大学电子信息工程学院合肥230601

传统茶叶病害分类主要依赖人工方法,此类方法费工费时,同时茶叶病害样本较少使得现有的机器学习方法的模型训练不充分,病害分类准确率不够高。针对茶炭疽病、茶黑煤病、茶饼病和茶白星病4类病害,提出一种基于双节点-双边图神经网络的茶... 详细信息

传统茶叶病害分类主要依赖人工方法,此类方法费工费时,同时茶叶病害样本较少使得现有的机器学习方法的模型训练不充分,病害分类准确率不够高。针对茶炭疽病、茶黑煤病、茶饼病和茶白星病4类病害,提出一种基于双节点-双边图神经网络的茶叶病害分类方法。首先通过两分支卷积神经网络提取RGB茶叶病害特征和灰度茶叶病害特征,两分支均采用ResNet12作为骨干网络,参数独立不共享,两类特征作为图神经网络的两个子节点,以获得不同域样本所包含的病害信息;其次构建相对度量边和相似性边两类边,从而强化节点对相邻节点所含病害特征的聚合能力。最后,经过双节点特征和双边特征更新模块,实现双节点和双边交替更新,提高边特征对节点距离度量的准确性,从而实现训练样本较少条件下对茶叶病害的准确分类。本文方法和小样本学习方法进行了对比实验,结果表明,本文方法获得更高的准确率,在miniImageNet和PlantVillage数据集上5way-1shot的准确率分别达到69.30%和88.42%,5way-5shot准确率分别为82.48%和93.04%。同时在茶叶数据集TeaD-5上5way-1shot和5way-5shot准确率分别达到84.74%和86.34%。

关键词：茶叶病害分类图神经网络双节点相对度量边相似性边

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基于改进DFM的密集特征匹配算法

激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 256-262页

作者：张晏涵张尹馨黄战华王康年天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室天津300072

图像匹配能将待匹配图像变换到原有图像的坐标系中,在各种视觉任务中起着重要的作用。基于特征的图像匹配算法能够在图像中匹配到一些更具区分度的特征,与其他图像匹配方法相比,其具有高精度、高灵活性、高鲁棒性等特点。针对传统特征... 详细信息

图像匹配能将待匹配图像变换到原有图像的坐标系中,在各种视觉任务中起着重要的作用。基于特征的图像匹配算法能够在图像中匹配到一些更具区分度的特征,与其他图像匹配方法相比,其具有高精度、高灵活性、高鲁棒性等特点。针对传统特征匹配算法匹配稀疏的问题,提出一种基于改进深度特征匹配算法的密集特征匹配方法。首先,通过VGG网络提取图像的一系列特征图,在初始特征图进行最邻近匹配计算单应性矩阵并进行视角变换;然后,基于特征图的频域匹配特点进行深层特征图融合,用于特征粗匹配;最后,基于粗匹配的结果在浅层特征图上进行特征细匹配用于校正特征匹配的结果。实验结果表明:所提算法提升了特征匹配的精度和匹配的特征数量。

关键词：机器视觉卷积神经网络特征融合图像匹配图像处理

高阶SF-SFDTD方法在含时薛定谔方程求解中的应用研究

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物理学报 2024年第3期73卷 72-81页

作者：谢国大潘攀任信钢冯乃星方明李迎松黄志祥安徽大学电子信息工程学院合肥230601 安徽大学智能计算与信号处理教育部重点实验室合肥230601

时域有限差分方法(finite-difference time-domain,FDTD(2,2))被广泛用于量子力学中薛定谔方程的求解,然而受Courant-Friedrichs-Lewy(CFL)条件的影响,计算空间中的网格尺寸会限制时间步长的取值范围,极大降低了FDTD(2,2)方法的数值计... 详细信息

时域有限差分方法(finite-difference time-domain,FDTD(2,2))被广泛用于量子力学中薛定谔方程的求解,然而受Courant-Friedrichs-Lewy(CFL)条件的影响,计算空间中的网格尺寸会限制时间步长的取值范围,极大降低了FDTD(2,2)方法的数值计算效率.另外,FDTD(2,2)方法在时间域和空间域只具有二阶数值精度,在计算中往往会导致较大的误差累计,影响仿真结果的正确性.为了克服这些问题,结合空间滤波方法(spatial filtering,SF)和高阶辛时域有限差分(symplectic finite-difference time-domain,SFDTD(3,4))方法(3和4分别表示时间和空间数值精度),提出了一种时间稳定性条件可扩展的SF-SFDTD(3,4)方法用于求解含时薛定谔方程.SF-SFDTD(3,4)方法无需对传统SFDTD(3,4)方法的迭代公式进行进一步的推导,只需要在每一次的数值迭代过程中加入空间滤波操作,滤除因采用不满足CFL条件的时间步长而产生的不稳定空间域高频分量,保证数值方法的稳定性,因此所提方法与传统SFDTD(3,4)方法具有较高的兼容性.同时,理论分析了SF-SFDTD(3,4)方法的数值色散误差.最后,通过数值算例验证了本文所提方法的正确性和有效性.

关键词：辛时域有限差分方法空间滤波方法时间稳定性条件薛定谔方程