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基于无波长偏移光学相位共轭的信号损伤补偿

光学学报 2024年第7期44卷 44-50页

作者：巩小雪肖汶玲张琦涵张天天尹星郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 东北大学计算机科学与工程学院辽宁沈阳110819

为了解决强度调制-直接检测正交频分复用(IM-DD OFDM)光通信系统中由光纤色散和非线性效应导致的传输性能下降的问题,提出利用正交偏振泵浦非简并四波混频(NFWM)产生的无波长偏移光学相位共轭(OPC)波对系统中的信号损伤进行光域补偿。... 详细信息

为了解决强度调制-直接检测正交频分复用(IM-DD OFDM)光通信系统中由光纤色散和非线性效应导致的传输性能下降的问题,提出利用正交偏振泵浦非简并四波混频(NFWM)产生的无波长偏移光学相位共轭(OPC)波对系统中的信号损伤进行光域补偿。首先在理论上推导了利用正交偏振泵浦NFWM生成OPC波的原理,基于上述原理,设计了无波长偏移OPC实现方式,在正交偏振态上得到与原信号波长完全一致的OPC波。然后对影响生成OPC波功率的因素进行了具体分析。最后依据优化参数设置,进行仿真验证,结果表明所提系统能够以114.375 Gbit/s的传输速率在长度为240 km的标准单模光纤链路中传输。

关键词：光通信强度调制-直接检测正交频分复用色散补偿非线性抑制光学相位共轭

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基于个性化时空聚类的差分隐私轨迹保护模型

信息网络安全 2024年第1期 80-92页

作者：尹春勇蒋奕阳南京信息工程大学计算机学院南京210044 南京信息工程大学软件学院南京210044

随着位置感知设备的普及,轨迹数据已广泛应用于现实生活。然而,轨迹数据通常与敏感标签相关联,不当地分享或发布这些数据可能会泄露用户的隐私,且不同数据的敏感程度互异。针对上述问题,文章提出了基于个性化时空聚类的差分隐私轨迹保... 详细信息

随着位置感知设备的普及,轨迹数据已广泛应用于现实生活。然而,轨迹数据通常与敏感标签相关联,不当地分享或发布这些数据可能会泄露用户的隐私,且不同数据的敏感程度互异。针对上述问题,文章提出了基于个性化时空聚类的差分隐私轨迹保护模型。首先,针对轨迹中海量时间数据与隐私保护的需要,文章提出模糊均值聚类算法(FCM算法);其次,在空间分割的过程中,通过密度进行聚类,并实现个性化调整隐私预算分配的目的,从而提高数据效用;再次,在轨迹合成阶段,对比真实轨迹数据,选择更具代表性的轨迹;最后,在发布阶段,引入Laplace机制对轨迹数目进行隐私保护。为了验证文章所提出的模型在轨迹效用与隐私保护上的成果,将该模型与另外两种模型在4个阶段上进行了比较。实验结果表明,文章所提出的模型在数据效用方面提升15.45%,在相同隐私预算下,隐私保护强度提升至少35.62%。

关键词：个性化预算分配差分隐私时空聚类轨迹隐私轨迹发布

融合改进A算法与DWA算法的机器人动态避障方法研究

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系统仿真学报 2024年

作者：张艳李炳华霍涛刘榕天津城建大学计算机与信息工程学院

针对传统A*算法在路径规划过程中存在扩展节点多、路径转折点多，并且无法处理复杂环境中出现的动态障碍物等问题，提出了一种融合改进A*算法与DWA算法的机器人动态避障方法。在传统A*算法基础上改进邻域扩展方法，有效避免了经典四邻... 详细信息

针对传统A*算法在路径规划过程中存在扩展节点多、路径转折点多，并且无法处理复杂环境中出现的动态障碍物等问题，提出了一种融合改进A*算法与DWA算法的机器人动态避障方法。在传统A*算法基础上改进邻域扩展方法，有效避免了经典四邻域扩展中存在的冗余节点多和八邻域扩展中存在的从障碍物中间穿过的路径等问题；设计了一种象限选择方法，在路径搜索过程中可以有效减少扩展节点的数量；设计了冗余点剔除策略，剔除路径多余节点；并在每两个相邻节点间采用DWA算法进行局部路径规划，保证在全局最优路径的基础上实现了动态避障。实验结果表明，改进A*算法在避免了从障碍物中间穿过的前提下，扩展节点和转折次数较少；融合DWA算法后，能够在全局路径的基础上进行修正，实现随机避障，表明了该算法在机器人路径规划中的可行性。

关键词：机器人路径规划改进A*算法 DWA算法动态避障

基于改进Marching Cubes算法的雷达气象数据三维重建

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软件导刊 2024年

作者：魏敏李足镇李旭成都信息工程大学计算机学院成都信息工程大学光电工程学院

在气象领域中，多普勒天气雷达探测到的气象数据采用以雷达站点为原点的三维极坐标系进行存储，具有形状不规则、数据量大等特征。Marching Cubes(MC)算法是三维重建中的经典算法，但应用于气象领域时存在重建效率低下和不能直接处理气... 详细信息

在气象领域中，多普勒天气雷达探测到的气象数据采用以雷达站点为原点的三维极坐标系进行存储，具有形状不规则、数据量大等特征。Marching Cubes(MC)算法是三维重建中的经典算法，但应用于气象领域时存在重建效率低下和不能直接处理气象数据的缺点。为了实现气象数据的三维重建，基于MC算法提出雷达数据归一化处理与状态标记判别算法NBV-MC。该算法根据雷达基数据文件的特点对其进行归一化预处理，使用雷达基数据构建拟梯形六面体体素，对每一个六面体体素进行状态标记，在遍历六面体体素时动态判别其是否需要处理。实验结果表明，NBV-MC算法不仅解决了由于气象数据具有不规则性而不能直接用于MC算法的问题，而且可以在保证数据真实性和重建效果的情况下有效减少绘制等值面所需要的三角面片数量，提高重建速度。与MC算法相比，NBV-MC算法的重建效率提升了77.70%以上，有利于实时场景交互，便于气象研究人员直接分析雷达数据。

关键词：多普勒天气雷达数据三维重建 Marching Cubes算法

基于Cubic-Sine混沌系统的遥感图像多波段加密算法

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光电子·激光 2024年

作者：刘毅牛通高琳陈亚东天津城建大学计算机与信息工程学院

针对遥感图像在加密中存在的适应性低、安全性差等问题，提出一种基于新的二维混沌系统的多波段遥感图像加密算法。首先，为增强混沌序列的随机性，使用Cubic映射与Sine映射设计出一种新的二维混沌系统，并通过实验验证其性能优于以往... 详细信息

针对遥感图像在加密中存在的适应性低、安全性差等问题，提出一种基于新的二维混沌系统的多波段遥感图像加密算法。首先，为增强混沌序列的随机性，使用Cubic映射与Sine映射设计出一种新的二维混沌系统，并通过实验验证其性能优于以往混沌系统。其次，为了提高加密算法中置乱与扩散部分的性能与安全性，引入了基于循环群特性的像素替换策略。此外，该算法充分利用了遥感图像的多波段特性，在加密过程中令每个波段之间相互交叉混淆，优化了加密效果。实验结果表明，该算法具有密钥空间大、安全性高的优点，能够抵御常见的密码分析攻击。

关键词：混沌系统遥感图像图像加密循环群

基于可见光图像引导和递归融合的红外图像超分辨率重建

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：张艳孙明磊刘紫阳孙叶美刘树东天津城建大学计算机与信息工程学院

由于硬件设备的局限，红外图像在获取过程中普遍存在分辨率低、细节模糊和视觉质量差等问题。使用可见光图像来指导红外图像的超分辨率重建，是一种有效提高红外图像分辨率的方式。然而，可见光图像和红外图像的成像原理不同，导致两种... 详细信息

由于硬件设备的局限，红外图像在获取过程中普遍存在分辨率低、细节模糊和视觉质量差等问题。使用可见光图像来指导红外图像的超分辨率重建，是一种有效提高红外图像分辨率的方式。然而，可见光图像和红外图像的成像原理不同，导致两种图像之间的细节信息存在差异，因此在进行重建时可能会出现模糊和鬼影等问题。本文提出一种基于可见光图像引导和递归融合的红外图像超分辨率网络。在该网络中，设计流动傅里叶残差模块，利用不同深度的模块提取可见光图像和红外图像中不同频率的信息，使每个模块关注适当的频率信息。同时，利用混合注意力模块，从通道和空间角度获取多模态图像中的细节信息，并以互补的方式进行融合，有助于消除伪影的生成。在此基础上，设计全局递归融合分支，考虑多层特征之间的相关性，自适应地融合多层特征，生成更加清晰的高分辨率红外图像。实验结果表明，本方法与比较方法相比，客观评价指标上表现出了较好的水平；在主观视觉比较方面，本方法重建的图像具有更清晰的纹理与更少的伪影，复杂环境中具有更佳的物体区分度。

关键词：超分辨率重建红外图像可见光图像引导卷积神经网络递归融合

基于电化学系统内Feammox/NDFO耦合工艺脱氮效能和机理研究

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中国环境科学 2024年

作者：胡劲涛信欣成都信息工程大学资源环境学院

随着城市和工农业程度的飞速发展，水环境污染问题日益突出，其中污水脱氮受到持续关注。近年来，厌氧铁氨氧化(anaerobic ammonium oxidation coupled with ferric iron reduction；Feammox)与硝酸盐型厌氧亚铁氧化(Nitrate-dependent ... 详细信息

随着城市和工农业程度的飞速发展，水环境污染问题日益突出，其中污水脱氮受到持续关注。近年来，厌氧铁氨氧化(anaerobic ammonium oxidation coupled with ferric iron reduction；Feammox)与硝酸盐型厌氧亚铁氧化(Nitrate-dependent Fe2+oxidation；NDFO)耦合工艺因其能耗低、污泥产量少等优点备受关注。本论文针对目前Feammox/NDFO耦合工艺启动慢、脱氮效能不理想等缺陷，提出基于电化学原理强化Feammox/NDFO耦合工艺的策略。实验室内搭建生物电化学系统(Bioelectrochemical systems；BES)序批式厌氧反应器(编号B)，同时以不加电化学系统的普通厌氧反应器(编号A)为对照组。A、B两组反应器共运行100d，分析了两反应器Feammox/NDFO耦合工艺启动过程中的脱氮效能、脱氮路径验证及种群结构组成，并探讨了BES系统Feammox/NDFO强化脱氮的机理。结果表明，实验组(B组)内NH4+-N去除率显著提高，第76d去除率趋于100%，TN去除率达65.83%；而对照组(A组)在第100d时，对NH4+-N和TN的去除率分别为50.22%和43.01%。脱氮路径验证实验结果表明，A、B组反应器内均有Feammox、NDFO、Anammox反应发生；并且B组反应器内反硝化速率明显大于A组。高通量测序结果表明，B组中铁循环脱氮功能菌中Desulfobacterota菌门的相对丰度较A组提高了2.34%；Thiobacillus和Denitratisoma丰度较A组分别提高了1.13%和0.87%。BES反应体系加速富集铁循环脱氮功能菌群，并可通过BES电极进行胞外电子转移，从而增强脱氮效能。

关键词：厌氧铁氨氧化硝酸盐型厌氧亚铁氧化生物电化学系统快速富集

磷酸盐分子印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

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分析试验室 2024年

作者：陈方方唐文强陈蓉信欣谭显东成都信息工程大学资源环境学院

以苯基膦酸为模板剂，2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(METAC)为功能单体，制备了磷酸盐分子印迹聚合物(MIP)。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和氮气吸脱附曲线对MIP进行表征，并考察了其对磷酸盐的吸附性... 详细信息

以苯基膦酸为模板剂，2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(METAC)为功能单体，制备了磷酸盐分子印迹聚合物(MIP)。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和氮气吸脱附曲线对MIP进行表征，并考察了其对磷酸盐的吸附性能。结果表明，MIP对磷酸盐的吸附随模板剂与单体比例的增加而增大，对磷酸盐的吸附过程符合准一级动力学模型及Freundlich模型，其与磷酸盐之间的氢键和静电作用为吸附过程的控速关键，磷酸盐在MIP表面属于多分子层吸附。MIP对H2PO4-的吸附量均大于其他阴离子，但小于相同条件下单一体系的磷酸盐吸附量，说明MIP对H2PO4-的吸附是特异性结合和非选择性静电的共同作用。MIP是用于低浓度磷酸盐去除及回收的良好吸附剂。

关键词：分子印迹聚合物苯基膦酸磷酸盐吸附性能

基于改进Res-UNet的昼夜地基云图分割网络

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计算机应用 2024年第4期44卷 1310-1316页

作者：王铂越李英祥钟剑丹成都信息工程大学通信工程学院成都610200

针对昼夜地基云图在分割中细节信息丢失、分割精度低等问题,提出一种基于改进Res-UNet(Residual network-UNetwork)的昼夜地基云图分割网络CloudRes-UNet(Cloud ResNet-UNetwork),整体采用编码器-解码器的网络结构。首先,编码器使用ResN... 详细信息

针对昼夜地基云图在分割中细节信息丢失、分割精度低等问题,提出一种基于改进Res-UNet(Residual network-UNetwork)的昼夜地基云图分割网络CloudRes-UNet(Cloud ResNet-UNetwork),整体采用编码器-解码器的网络结构。首先,编码器使用ResNet50提取特征,增强特征提取能力;其次,设计多级特征提取(Multi-Stage)模块,该模块结合分组卷积、膨胀卷积和通道打乱这3种技巧,获取高强度语义信息;再次,加入高效通道注意力(ECA‑Net)模块,在通道维度上聚焦重要信息,加强对地基云图中云区域的关注,提高分割精度;最后,解码器使用双线性插值对特征进行上采样,提高分割图像的清晰度并减少目标和位置信息丢失。实验结果表明,与当前基于深度学习表现较好的地基云图分割网络(Cloud-UNet)相比,CloudRes-UNet在昼夜地基云图分割数据集上的分割准确率提升了1.5个百分点,平均交并比(MIoU)上升了1.4个百分点,更准确地获取了云量信息,对天气预报、气候研究和光伏发电等方面具有积极意义。

关键词：地基云图语义分割深度学习高效通道注意力网络 ResNet50 Res-UNet