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结合空时上下文信息的视频SAR图像相干斑滤波

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 446-458页

作者：刘燊文崔兴超陈思伟国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室湖南长沙410073

作为合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)的一种新体制,视频SAR能够对场景连续成像,在目标检测、跟踪等应用情景有独特优势。然而,相干斑的存在影响了视频SAR图像质量及后续目标检测应用。针对这一问题,提出了一种结合空时上下... 详细信息

作为合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)的一种新体制,视频SAR能够对场景连续成像,在目标检测、跟踪等应用情景有独特优势。然而,相干斑的存在影响了视频SAR图像质量及后续目标检测应用。针对这一问题,提出了一种结合空时上下文信息的视频SAR图像相干斑滤波方法。该方法主要由3步构成:首先构建能表征视频SAR图像距离-方位-时间三维动态散射信息的空时上下文协方差矩阵;其次根据协方差矩阵的相似检验选取一定邻域内目标像素的相似样本;最后根据相似样本进行平均实现相干斑滤波。基于两组实测视频SAR数据开展相干斑滤波对比实验,实验结果表明所提方法能在有效抑制相干斑的同时较好地保留目标细节信息,验证了所提方法的有效性和优势。

关键词：视频合成孔径雷达相干斑滤波空时上下文信息空时上下文协方差矩阵

以全球导航卫星系统为辐射源的前向散射雷达发展综述

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电子与信息学报 2024年第8期46卷 3073-3093页

作者：郑雨晴艾小锋王满喜徐志明肖顺平国防科技大学电子科学学院长沙410073 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室洛阳471003

前向散射雷达(FSR)可获得高水平雷达截面积(RCS)的特性使其在反隐身中占据重要地位。利用全球导航卫星系统(GNSS)作为辐射源,具有全天时全天候全地域覆盖的优势,通过部署多个接收节点可构建地面/海上/空中目标监视网络。该文针对基于GNS... 详细信息

前向散射雷达(FSR)可获得高水平雷达截面积(RCS)的特性使其在反隐身中占据重要地位。利用全球导航卫星系统(GNSS)作为辐射源,具有全天时全天候全地域覆盖的优势,通过部署多个接收节点可构建地面/海上/空中目标监视网络。该文针对基于GNSS的FSR发展现状,从目标检测、目标参数估计、阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像及目标分类识别等方面对关键技术和现存问题进行概述,并从组网探测、多目标定位、布站优化和极化信息获取等方面对基于GNSS的FSR发展趋势提出展望。

关键词：前向散射雷达 GNSS 信号建模目标检测参数估计侧影成像目标识别

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片上集成光学神经网络综述(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 403-418页

作者：符庭钊孙润黄禹尧张检发杨四刚朱志宏陈宏伟国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 清华大学电子工程系北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 国防科技大学新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注... 详细信息

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注。对基于不同计算单元结构的片上集成光学神经网络的相关研究工作进行了梳理,并分析了其设计原理、实现方法及系统架构特征。同时结合国内外最新研究进展,进一步分析了片上集成光学神经网络在计算单元大规模拓展、可重构、非线性运算和实用化等方面面临的挑战及其未来发展趋势。

关键词：集成光学光计算光学神经网络芯片人工智能

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深度神经网络修复策略综述

软件学报 2024年第3期35卷 1231-1256页

作者：梁震刘万伟吴陶然薛白王戟杨文婧量子信息研究所兼高性能计算国家重点实验室(国防科技大学) 湖南长沙410073 国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 复杂系统软件工程实验室(国防科技大学) 湖南长沙410073 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100190

随着智能信息时代的发展,深度神经网络在人类社会众多领域中的应用,尤其是在自动驾驶、军事国防等安全攸关系统中的部署,引起了学术界和工业界对神经网络模型可能表现出的错误行为的担忧.虽然神经网络验证和神经网络测试可以提供关于错... 详细信息

随着智能信息时代的发展,深度神经网络在人类社会众多领域中的应用,尤其是在自动驾驶、军事国防等安全攸关系统中的部署,引起了学术界和工业界对神经网络模型可能表现出的错误行为的担忧.虽然神经网络验证和神经网络测试可以提供关于错误行为的定性或者定量结论,但这种事后分析并不能防止错误行为的发生,如何修复表现出错误行为的预训练神经网络模型依然是极具挑战性的问题.为此,深度神经网络修复这一领域应运而生,旨在消除有缺陷的神经网络产生的错误预测,使得神经网络满足特定的规约性质.目前为止,典型的神经网络修复范式有3种:重训练、无错误定位的微调和包含错误定位的微调.介绍深度神经网络的发展和神经网络修复的必要性;厘清相近概念;明确神经网络修复的挑战;详尽地调研目前已有的神经网络修复策略,并对内在联系与区别进行分析和比较;调研整理神经网络修复策略常用的评价指标和基准测试;展望未来神经网络修复领域研究中需要重点关注的可行方向.

关键词：深度神经网络修复错误行为重训练微调错误定位

面向存算联动的跨云纠删码自适应数据访问方法

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计算机研究与发展 2024年

作者：张凯鑫王意洁包涵阚浚晖并行与分布计算全国重点实验室（国防科技大学）国防科技大学计算机学院

日益旺盛的跨云存算联动需求对跨云数据访问速度提出较高要求. 因此，跨云数据访问速度较高的基于数据冗余技术（纠删码和多副本）的跨云数据访问方法逐渐受到关注. 其中，基于纠删码的跨云数据访问方法因其存储开销较低、容错性较高而... 详细信息

日益旺盛的跨云存算联动需求对跨云数据访问速度提出较高要求. 因此，跨云数据访问速度较高的基于数据冗余技术（纠删码和多副本）的跨云数据访问方法逐渐受到关注. 其中，基于纠删码的跨云数据访问方法因其存储开销较低、容错性较高而成为当前研究热点. 为通过缩短编码块传输用时以提高数据访问速度，现有基于纠删码的跨云数据访问方法尝试引入缓存技术并优化编码数据访问方案. 然而，由于现有方法的缓存管理粒度较粗且未协同优化缓存管理与编码数据访问方案，导致其存在缓存命中量低、缓存命中增效低、低传输速度编码块访问量大等问题，使得其编码块传输用时仍较长. 为此，首先提出了一种基于星际文件系统（interplanetary file system，IPFS）的跨云存储系统框架（IPFS-based cross-cloud storage system framework，IBCS），可基于IPFS数据分片管理机制实现细粒度的缓存管理，从而可提高缓存命中量. 然后，提出一种面向存算联动的跨云纠删码自适应数据访问方法（adaptive erasure-coded data access method for cross-cloud storage-computation collaborative scheduling，AECAM）. AECAM以编码块（含缓存编码块）与数据访问节点的分布为依据评估数据访问过程中各编码块的传输速度，并据此制定可避免访问低传输速度编码块的编码数据访问方案. 此外，AECAM可识别出其制定编码数据访问方案时易选中且实际传输速度较低的编码块，并将其缓存在数据访问节点附近，从而可同时提高缓存命中量和命中增效. 最后，基于IBCS和AECAM构建了面向跨云存算联动的存储系统（cross-cloud storage system for storage-computation collaborative scheduling，C2S2）. 跨云环境下的实验表明，相较于现有引入缓存的基于纠删码的存储系统，C2S2可以将数据访问速度提高75.22%～81.29%.

关键词：跨云存算联动纠删码数据访问技术 IPFS 缓存

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基于多无人机的血液紧急配送问题研究

中国管理科学 2024年

作者：周忠宝陈恩铭李瑞阳孙文婷石建迈国防科技大学系统工程学院湖南大学工商管理学院

本文提出一个基于多无人机的血液紧急配送问题（Emergency blood delivery problem with drones， EBDP-D），与当前相关的研究不同，该问题可以有效避免灾后道路受损对血液紧急配送的影响，同时可以缓解无人机里程焦虑以及保障血液紧... 详细信息

本文提出一个基于多无人机的血液紧急配送问题（Emergency blood delivery problem with drones， EBDP-D），与当前相关的研究不同，该问题可以有效避免灾后道路受损对血液紧急配送的影响，同时可以缓解无人机里程焦虑以及保障血液紧急配送的公平性和具有不同输血需求的伤员所用血液的质量。本文以累计时长最小化作为目标，考虑血液的易腐性、血液与伤员的对应关系、血液配送的公平性以及无人机充电带来的时间成本，建立了混合整数规划模型，并根据问题特性提出了相应的有效不等式。此外本文根据问题特性并通过自适应机制结合变邻域搜索（VNS）和自适应邻域搜索（ANS）设计了一种改进的自适应变邻域模拟退火算法（I-AVNS-SA）求解模型。最后，以Solomon VRPTW为基准所改编的数据集、土耳其地震的数据集验证了模型和算法的有效性，并通过敏感性分析为医院是否配备无人机充电设施和无人机数量配置提供了科学的参考依据。

关键词：无人机血液紧急配送混合整数规划变邻域搜索算法自适应机制

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分布式相参雷达相参效率及相参景深研究

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1573-1582页

作者：王元昊王宏强刘兴华曾旸杨琪国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073 军事科学院军事科学信息研究中心北京100142 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室河南洛阳471003

分布式相参雷达(distributed coherent aperture radar,DCAR)所发射信号仅能在感兴趣点处完全相参叠加,在一定发射相参效率约束下,因相参位置失配会出现能量弥散现象。对此,定义“相参景深”用以描述该能量弥散现象,并给出相参景深形成... 详细信息

分布式相参雷达(distributed coherent aperture radar,DCAR)所发射信号仅能在感兴趣点处完全相参叠加,在一定发射相参效率约束下,因相参位置失配会出现能量弥散现象。对此,定义“相参景深”用以描述该能量弥散现象,并给出相参景深形成原因,指出其有界性和周期性特征,分析其影响因素,以具象化和定量化的方式揭示发射相参效率空间分布规律,可有效支撑DCAR发射信号参数和阵列构型选择等工程实践。最后,以多节点单元雷达的DCAR设计仿真实验,证明了所提方法的有效性。

关键词：分布式相参雷达发射相参效率相参景深分布式发射波束形成

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基于自发参量下转换的高效位置-动量纠缠制备

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中国激光 2024年

作者：王锴毛天宇陈融时韩飞赵楠翔张鑫源马庆力徐世龙胡以华国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室国防科技大学电子对抗学院电子制约技术安徽省重点实验室

两粒子的位置-动量纠缠对量子物理基础研究及量子信息处理有着特殊的重要性。传统的位置-动量纠缠制备技术主要基于非线性晶体和原子系统。但是，与非线性晶体相比，原子系统的装置更加复杂，调节难度更大。而利用偏硼酸钡（BBO）晶体... 详细信息

两粒子的位置-动量纠缠对量子物理基础研究及量子信息处理有着特殊的重要性。传统的位置-动量纠缠制备技术主要基于非线性晶体和原子系统。但是，与非线性晶体相比，原子系统的装置更加复杂，调节难度更大。而利用偏硼酸钡（BBO）晶体产生的纠缠光子的效率较低，且光路调节难度较大。在本研究中，我们首次使用鬼成像和鬼干涉技术在周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体光路中实现了高效率的位置-动量（EPR）纠缠光子产生，并验证了纠缠特性。单个像素点的采样时间为10秒，实验装置设计也相对简便。本项研究的纠缠光子源可以为量子成像和超纠缠态制备提供帮助，同时还在量子信息处理和量子通讯协议等领域展示了广阔的应用潜力。

关键词：位置-动量纠缠自发参量下转换鬼成像鬼干涉

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基于迭代二次优化算法的低截获波形序列设计

电子与信息学报 2024年第5期46卷 2048-2056页

作者：刘强张敏郭福成殷加鹏胡卫东国防科技大学电子科学学院长沙410073

对抗条件下,低截获雷达通过发射特殊波形防止非合作电子侦察系统截获和检测其发射信号,是现代雷达技术的重点研究方向。该文旨在降低电子侦察系统的功率截获概率,在保证目标的辐射能量基础上,针对短时傅里叶变换(STFT)宽带数字侦察接收... 详细信息

对抗条件下,低截获雷达通过发射特殊波形防止非合作电子侦察系统截获和检测其发射信号,是现代雷达技术的重点研究方向。该文旨在降低电子侦察系统的功率截获概率,在保证目标的辐射能量基础上,针对短时傅里叶变换(STFT)宽带数字侦察接收机特点,从能量的时频分布的角度将波形设计技术应用到无源对抗领域。首先,建立STFT宽带数字侦察接收机检测低截获模型,利用2次优化模型,将低截获问题转变为恒包络序列迭代优化问题;然后,为了获得较好的自相关性能,利用辅助标量,将优化模型转化为2次和形式,结合迭代算法得到了所提低截获波形序列;最后,讨论了计算复杂度。从仿真结果上看,所提序列比常见相位编码信号在相同的接收信噪比下具有更优的低截获能力,另外,引入Pareto权对所提序列的自相关特性进行控制,有效地提高了设计灵活性。

关键词：低截获雷达波形设计迭代2次优化