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利用支持向量数据描述和递归特征消除的水下慢速小目标轨迹特征选择方法

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声学学报 2025年第2期 475-485页

作者：赖凯刘雄厚杨益新西北工业大学航海学院陕西水下信息技术重点实验室汉江国家实验室

针对水下慢速小目标已有跟踪轨迹特征性能不优、信息冗余而导致分类识别性能不佳的问题,提出了利用改进支持向量数据描述(ISVDD)和递归特征消除(RFE)的ISVDD-RFE轨迹特征选择方法。首先,所提方法选择单分类SVDD以适配小目标分类识别所... 详细信息

针对水下慢速小目标已有跟踪轨迹特征性能不优、信息冗余而导致分类识别性能不佳的问题,提出了利用改进支持向量数据描述(ISVDD)和递归特征消除(RFE)的ISVDD-RFE轨迹特征选择方法。首先,所提方法选择单分类SVDD以适配小目标分类识别所面临的小样本、类不平衡问题,通过逐步递归消除实现小目标的轨迹特征优选;其次,为提升SVDD-RFE轨迹特征选择能力,从递归效率、相关性和稳健性三个方面改善递归过程;最后,为克服SVDD缺乏全局信息的固有缺陷,从特征区分性和特征态势两方面评估所选轨迹特征,提升整体分类识别性能。实测数据处理结果表明,采用所提方法进行轨迹特征选择后,蛙人目标的精确率从93.8%提升至94.9%,召回率从84.7%提升至91.1%;无人水下航行器目标的精确率从89.0%提升至94.7%,召回率从83.1%提升至85.2%;小目标平均分类准确率从87.7%提升至91.5%。在小样本、类不平衡条件下,所提方法具有优于传统方法的性能。

关键词：水下慢速小目标分类识别轨迹特征特征选择支持向量数据描述递归特征消除

基于DAST晶体的连续太赫兹差频辐射源研究

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物理学报 2025年第3期74卷 118-126页

作者：王泽龙王与烨李海滨张敬喜徐德刚姚建铨天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072

基于DAST晶体的太赫兹差频辐射源具有宽调谐、室温运转等优点,但DAST晶体熔点低、热导率低的特性使其在连续泵浦条件下热积累严重、晶体易损伤,这限制了其实际应用.本文理论研究了基于金刚石衬底的DAST晶体的热分布特性,实验分析了金刚... 详细信息

基于DAST晶体的太赫兹差频辐射源具有宽调谐、室温运转等优点,但DAST晶体熔点低、热导率低的特性使其在连续泵浦条件下热积累严重、晶体易损伤,这限制了其实际应用.本文理论研究了基于金刚石衬底的DAST晶体的热分布特性,实验分析了金刚石衬底对DAST晶体中热效应的改善.进一步,基于连续单频激光器与金刚石衬底DAST晶体搭建了差频太赫兹辐射源,其太赫兹波频率调谐范围为1.1—3 THz,在2.493THz处获得最大输出功率为3.39 nW,30 min内太赫兹波的功率不稳定度为2.19%.该窄线宽、可调谐太赫兹辐射源在高精度光谱检测等领域具有较高的应用潜力.

关键词：连续太赫兹源差频产生 DAST晶体

全轮超轻量级分组密码PFP的相关密钥差分分析

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电子与信息学报 2025年

作者：严智广韦永壮叶涛桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室密码科学技术国家重点实验室

2017年，PFP作为一种超轻量级分组密码被提出，而因其卓越的实现性能备受业界广泛关注。该算法不仅硬件开销需求低(仅需约1 355 GE（等效门）)、功耗小，而且加解密速度快（其速度甚至比国际著名算法PRESENT的实现速度快1.5倍），非常... 详细信息

2017年，PFP作为一种超轻量级分组密码被提出，而因其卓越的实现性能备受业界广泛关注。该算法不仅硬件开销需求低(仅需约1 355 GE（等效门）)、功耗小，而且加解密速度快（其速度甚至比国际著名算法PRESENT的实现速度快1.5倍），非常适合在物联网环境中使用。在PFP算法的设计文档中，作者声称该算法具有足够的能力抵御差分攻击、线性攻击及不可能差分攻击等多种密码攻击方法。然而该算法是否存在未知的安全漏洞是目前研究的难点。该文基于可满足性模理论（SMT），结合PFP算法轮函数特点，构建两种区分器自动化搜索模型。实验测试结果表明：该算法在32轮加密中存在概率为2–62的相关密钥差分特征。由此，该文提出一种针对全轮PFP算法的相关密钥恢复攻击，即只需263个选择明文和248次全轮加密便可破译出80 bit的主密钥。这说明该算法无法抵抗相关密钥差分攻击。

关键词：轻量级分组密码算法差分密码分析密钥恢复攻击可满足性模理论

微纳电子器件在疾病微创诊断与治疗中的研究进展

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科学通报 2025年第2期70卷 205-222页

作者：黄爽陈家宜黄新烁贺梦怡刘铮杰姚传捷徐兴元刘静蒋乐伦陈惠琄谢曦广东省传感技术和生物医学仪器重点实验室中山大学生物医学工程学院深圳518107 光电材料与技术国家重点实验室广东省显示材料与技术重点实验室中山大学电子与信息工程学院广州510006 中山大学附属第一医院广州510080

随着微纳加工技术和新材料工艺的不断创新,应用于疾病诊断和治疗的电子器件呈现出小型化、柔性化和多功能化的发展趋势.在医学诊断和治疗领域,微创电子器件发挥着越来越重要的作用.微创诊断电子器件提供了靶向引导、手术监控和连续性诊... 详细信息

随着微纳加工技术和新材料工艺的不断创新,应用于疾病诊断和治疗的电子器件呈现出小型化、柔性化和多功能化的发展趋势.在医学诊断和治疗领域,微创电子器件发挥着越来越重要的作用.微创诊断电子器件提供了靶向引导、手术监控和连续性诊断等功能,为组织病变的原位诊断提供了有效手段.微创治疗电子器件通过个性化调控的方式,为疾病治疗提供了多种选择,显著降低了患者的生理损伤和术后风险,提高了患者的康复速度.本文综述了应用于组织病变微创诊断与治疗的微纳电子器件的类型、特征及其设计思路,并从生化诊疗和物理诊疗技术的角度对其进行技术分析.最后,讨论了目前微纳电子器件在疾病微创诊断和治疗应用中面临的挑战与机遇.

关键词：微纳电子器件微纳加工技术可穿戴器件微创技术诊断与治疗

利用球谐分析方法构建局部重力场模型的可行性分析

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地球物理学进展 2025年第1期 11-24页

作者：李新星冯进凯范昊鹏刘晓刚范雕李姗姗地理信息工程国家重点实验室信息工程大学地理空间信息学院智慧地球重点实验室西安测绘研究所

局部重力场理论相关的技术问题包括大地水准面精化、重力异常向下延拓、局部模型构建等，均会面临着具有较强的边界效应、局部积分代替全球积分、近似计算、积分离散化误差等诸多问题.针对这些问题，本文利用块对角最小二乘方法快速实... 详细信息

局部重力场理论相关的技术问题包括大地水准面精化、重力异常向下延拓、局部模型构建等，均会面临着具有较强的边界效应、局部积分代替全球积分、近似计算、积分离散化误差等诸多问题.针对这些问题，本文利用块对角最小二乘方法快速实现超高阶次的球谐分析，并将其引入局部重力场数据的处理及模型的构建，同时使用中低阶卫星重力场模型和GNSS/水准测量数据作为控制，可做到5400阶的全球球谐分析完成2′分辨率的局部重力场的数据处理和建模，算法精度造成的重力异常误差<1 mGal、(似)大地水准面误差<1 cm、垂线偏差误差<0.4″.同时球谐分析还可用于航空重力异常数据的稳定向下延拓，是一种简单易操作的方法，在精度和稳定性方面具有非常好的表现，所以球谐分析方法在局部重力场建模和数据处理中值得推广应用.

关键词：球谐分析球谐综合向下延拓局部重力场大地水准面正常椭球

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镍同位素链原子核低能四极态的微观研究

物理学报 2025年第3期74卷 99-107页

作者：孙帅安荣祁淼曹李刚张丰收北京师范大学物理与天文学院射线束技术教育部重点实验室北京100875 宁夏大学物理学院银川750021 北京市科学技术研究院辐射技术研究所北京100875 兰州重离子加速器国家实验室原子核理论研究中心兰州730000

利用Skyrme HF+BCS理论以及自洽的QRPA方法研究了镍同位素链原子核的第一个2+态以及矮四极态的性质随中子数增加的演化情况.研究中分别采用了SGII,SLy5以及SkM*三种能量密度泛函以及密度依赖的零程对相互作用.计算得到的镍同位素链原子... 详细信息

利用Skyrme HF+BCS理论以及自洽的QRPA方法研究了镍同位素链原子核的第一个2+态以及矮四极态的性质随中子数增加的演化情况.研究中分别采用了SGII,SLy5以及SkM*三种能量密度泛函以及密度依赖的零程对相互作用.计算得到的镍同位素链原子核第一个2+态的激发能以及电磁跃迁强度能较好地再现实验值.发现70-76Ni的同位旋标量矮四极态共振能量(跃迁强度)随着中子数增加而降低(增加).这是由,于中子1g9/2态的占有概率的增加,由该中子态产生的准粒子激发组态占比增加,组态激发由质子主导渐变为由中子主导产生.并发现镍同位素链原子核矮四极态对壳结构的改变比较敏感,可以为丰中子核的壳演化提供信息.

关键词： Skyrme能量密度泛函矮四极共振态壳结构

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分数阶涡旋光衍射过程的机器学习识别

物理学报 2025年第1期74卷 151-158页

作者：郭焱吕恒丁春玲袁晨智金锐博武汉工程大学光学信息与模式识别湖北省重点实验室武汉430205

分数阶涡旋光束具有分数轨道角动量(fractional orbital angular momentum,FOAM)模式,理论上可以无限增加传输容量,因此在光通信领域具有巨大的应用前景.然而,分数阶涡旋光束在自由空间传播时,螺旋相位的不连续性使其在实际应用中容易... 详细信息

分数阶涡旋光束具有分数轨道角动量(fractional orbital angular momentum,FOAM)模式,理论上可以无限增加传输容量,因此在光通信领域具有巨大的应用前景.然而,分数阶涡旋光束在自由空间传播时,螺旋相位的不连续性使其在实际应用中容易受到衍射的影响,进而影响FOAM阶次识别的准确度,严重制约基于FOAM的实际应用.如何实现有衍射条件下的分数阶涡旋光的机器学习识别,目前仍是一个亟需解决且少见诸报道的问题.本文提出一种基于残差网络(residual network,ResNet)的深度学习(deep learning,DL)方法,用于精确识别分数阶涡旋光衍射过程的传播距离和拓扑荷值.实验结果表明,该方法可以在湍流条件下识别传播距离为100 cm,间隔为5 cm,模式间隔为0.1的FOAM模式,准确率为99.69%.该技术有助于推动FOAM模式在测距、光通信、微粒子操作等领域的实际应用.

关键词：分数阶涡旋光束机器学习大气湍流残差网络

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开放环境下的协作多智能体强化学习进展

中国科学:信息科学 2025年第2期55卷 217-268页

作者：袁雷张子谦李立和管聪俞扬南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210023

多智能体强化学习(multi-agent reinforcement learning, MARL)近年来获得广泛关注并在不同领域取得进展.其中,协作多智能体强化学习专注于训练智能体团队以协同完成单智能体难以应对的任务目标,在路径规划、无人驾驶、主动电压控制和... 详细信息

多智能体强化学习(multi-agent reinforcement learning, MARL)近年来获得广泛关注并在不同领域取得进展.其中,协作多智能体强化学习专注于训练智能体团队以协同完成单智能体难以应对的任务目标,在路径规划、无人驾驶、主动电压控制和动态算法配置等场景展现出巨大的应用潜力.如何提升系统协作效能是协作多智能体强化学习领域研究重点之一.以往的研究工作主要在简单、静态和封闭的环境设定中展开.随着人工智能技术落地的驱使,目前在多智能体协作领域也有部分研究开始对开放环境下的多智能体协作展开研究,这些工作从多个方面对智能体所处环境中要素可能发生改变这一情况进行探索与研究,并取得一定进展.但是当前主流工作仍然缺乏对该方向的综述.本文从强化学习概念着手,针对多智能体系统、协作多智能体强化学习、典型方法与测试环境进行介绍,对封闭到开放环境下的协作多智能体强化学习研究工作进行总结,提炼出多类研究方向并对典型工作进行介绍.最后,本文对当前研究的优势与不足进行了总结,对未来开放环境下协作多智能体强化学习的发展方向与待研究问题进行展望,以吸引更多研究人士参与这个新兴方向的研究与交流.

关键词：强化学习多智能体系统多智能体协作开放环境机器学习开放环境多智能体协作

耦合公众车载影像与GNSS轨迹的精细道路信息众包提取方法

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测绘学报 2025年第1期54卷 194-205页

作者：曹正阳张华祖赵紫龙齐恒唐炉亮武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 香港中文大学地理与资源管理学系中国香港999077 湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201

精细度高、现势性好的道路地图对于自动驾驶、智能交通等领域至关重要。但现有的道路测绘方法存在数据采集成本高、更新周期长等问题,无法满足智能交通对地图高时空精度的需求。公众车辆上广泛搭载的车载CCD相机与GNSS等传感器,提供了... 详细信息

精细度高、现势性好的道路地图对于自动驾驶、智能交通等领域至关重要。但现有的道路测绘方法存在数据采集成本高、更新周期长等问题,无法满足智能交通对地图高时空精度的需求。公众车辆上广泛搭载的车载CCD相机与GNSS等传感器,提供了低成本、覆盖广的众包时空数据,可有效弥补传统测绘方法的不足。本文提出了一种耦合公众车载影像与GNSS轨迹的精细道路信息众包提取方法,以解决现有高精度地图成本高、更新慢、现势性低的问题。首先,本文基于跨层细化网络检测车载影像中的车道线信息;然后,基于灭点进行车载相机标定,并提出一种基于马尔可夫链的车道坐标动态计算方法,通过耦合影像与轨迹数据,解算车道线绝对位置;最后,构建一种融合众包GNSS轨迹与影像信息的高精细度道路生成模块,生成精细度高、鲜活性好、具有车道级信息的道路地图。试验以上海市虹口区的真实众包数据集为例,生成的精细道路地图在1 m范围内达到了87.43%的精度,表明本文方法有望成为一种低成本、高鲜度、覆盖广的众包测绘方法,为精细道路信息的获取提供了周期短、成本低的有效解决方案。

关键词：公众车载影像 GNSS轨迹数据精细车道级道路地图众包感知