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面向工业互联网的语义编码传输方法及应用

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 51-60页

作者：牛凯鲁延鹏董超北京邮电大学人工智能学院北京100876 泛网无线通信教育部重点实验室北京100876 鹏城实验室广东深圳518055

通过将语义通信技术引入工业网络,构建了一个面向工业互联网的语义编码传输系统。系统中设计了语义编解码器以提取信源中的语义信息,相对于传统通信系统,基于语义信息的通信有更高的信息压缩效率与更高的符号差错容忍能力。同时引入信... 详细信息

通过将语义通信技术引入工业网络,构建了一个面向工业互联网的语义编码传输系统。系统中设计了语义编解码器以提取信源中的语义信息,相对于传统通信系统,基于语义信息的通信有更高的信息压缩效率与更高的符号差错容忍能力。同时引入信源信道联合编解码器,以信源信道联合编码的方式将语义信息转化为信道符号传输,进一步提升系统对工业网络通信资源的利用效率。所有编解码器均构建在深度神经网络架构Transformer上,确保了编解码器对语义信息的理解能力及系统的泛化能力。在工业药品生产场景中,对该系统进行测试,结果显示:相较于传统通信方案,该语义编码传输系统在图像重建质量和传输处理速度方面均有显著提升。且系统对下游任务的性能影响极小,保证了工业生产中如缺陷检测等关键任务的准确性。

关键词：工业互联网数据压缩与传输语义通信深度学习

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联合局部专家估计目标子窗口

控制与决策 2016年第5期31卷 805-810页

作者：马娟娟潘泉张夷斋赵春晖王峰靳珍璐西北工业大学信息融合技术教育部重点实验室西安710072

为了提高目标检测的效率和准确率,提出一种估计目标子窗口的联合局部专家方法.首先用局部专家交并集的方法滤除明显不包含目标的子窗口;然后,用局部专家向量空间模型中余弦定理的方法估计出包含目标的子窗口;最后,用局部专家非极大值抑... 详细信息

为了提高目标检测的效率和准确率,提出一种估计目标子窗口的联合局部专家方法.首先用局部专家交并集的方法滤除明显不包含目标的子窗口;然后,用局部专家向量空间模型中余弦定理的方法估计出包含目标的子窗口;最后,用局部专家非极大值抑制的方法从包含目标的子窗口中滤除重复包含同一目标的子窗口.实验结果表明,所提出的方法能快速准确地估计出包含目标的子窗口.

关键词：目标子窗口目标检测交并集余弦定理非极大值抑制

基于关键节点子团的乳腺癌候选疾病模块挖掘算法

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第2期46卷 265-270页

作者：王一斌程咏梅张绍武西北工业大学信息融合技术教育部重点实验室西安710072

为解决乳腺癌疾病模块挖掘方法中基因表达谱样本数量少、数据不完整、存在噪声和偏差的问题,提出了一种基于关键节点子团和局部适应度的候选疾病模块挖掘算法——KNGLF算法.该算法首先将候选基因与致病基因间的重叠相似性得分和功能相... 详细信息

为解决乳腺癌疾病模块挖掘方法中基因表达谱样本数量少、数据不完整、存在噪声和偏差的问题,提出了一种基于关键节点子团和局部适应度的候选疾病模块挖掘算法——KNGLF算法.该算法首先将候选基因与致病基因间的重叠相似性得分和功能相似性得分进行融合,通过比较融合得分与阈值,筛选出关键节点,并构建关键节点子团;然后,基于局部适应度及不同节点对应的不同判定标准,扩展挖掘候选疾病模块;最后,根据富集分析结果确定候选疾病基因模块.实验结果表明,与现有其他乳腺癌模块挖掘算法相比,KNGLF中关键节点选择算法所得平均排名较小,曲线下面积较大.KNGLF算法挖掘出15个具有较显著生物意义的乳腺癌候选疾病模块.此外,KNGLF算法还可扩展至其他疾病候选模块.

关键词：乳腺癌疾病模块挖掘候选基因打分关键节点子团局部适应度

基于改进Grassberger熵随机森林分类器的目标检测

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中国激光 2019年第7期46卷 230-238页

作者：马娟娟潘泉梁彦胡劲文赵春晖郭亚宁西北工业大学自动化学院信息融合技术教育部重点实验室

对Grassberger熵进行改进,采用改进的Grassberger熵计算信息增益,选择分裂节点的最优分裂属性训练随机森林分类器,利用经过训练的随机森林分类器预测选择性搜索生成的子窗口是否包含目标。对每个训练样本及子窗口提取1个归一化梯度幅值... 详细信息

对Grassberger熵进行改进,采用改进的Grassberger熵计算信息增益,选择分裂节点的最优分裂属性训练随机森林分类器,利用经过训练的随机森林分类器预测选择性搜索生成的子窗口是否包含目标。对每个训练样本及子窗口提取1个归一化梯度幅值、3个LUV颜色通道和6个梯度方向直方图的特征。在SenseAndAvoid数据集上测试了所提方法的性能,取得了73.2%的平均检测准确率。结果表明:安全包络范围内的平均检测准确率高于98%。利用改进的Grassberger熵计算信息增益,能提高目标检测的准确率。

关键词：测量目标检测改进的Grassberger熵随机森林分类器信息增益

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基于MUBF算法的微机械陀螺输出降噪方法

系统工程与电子技术 2016年第11期38卷 2457-2461页

作者：周洁梁彦王小旭潘泉西北工业大学信息融合技术教育部重点实验室陕西西安710072

针对微机械(micro electro mechanical system,MEMS)陀螺输出漂移不确定性,提出采用最小上限滤波(minimum upper-bound filter,MUBF)算法实现MEMS陀螺输出信号降噪处理,该算法将漂移看作陀螺输出信号中的未知干扰,通过获取漂移变化方差... 详细信息

针对微机械(micro electro mechanical system,MEMS)陀螺输出漂移不确定性,提出采用最小上限滤波(minimum upper-bound filter,MUBF)算法实现MEMS陀螺输出信号降噪处理,该算法将漂移看作陀螺输出信号中的未知干扰,通过获取漂移变化方差上限,利用凸优化动态寻优得到角速率估计。相比卡尔曼滤波算法(Kalman filter,KF),MUBF算法可以在陀螺输出漂移模型未知的情况下工作,弱化陀螺信号降噪处理条件。陀螺静态和动态实验结果表明:MUBF算法能够有效降低陀螺噪声且优于KF算法降噪效果,该算法为MEMS陀螺降噪研究提供新思路。

关键词：微机械陀螺漂移建模最小上限滤波凸优化

基于局部精确直方图匹配的无人机景象匹配导航色彩恒常算法

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中国惯性技术学报 2015年第5期23卷 674-680页

作者：靳珍璐潘泉赵春晖魏妍妍马娟娟西北工业大学信息融合技术教育部重点实验室自动化学院西安710072

为了解决无人机景象匹配导航中实时图和基准图之间的色彩差异性问题,提出了一种基于局部精确直方图匹配的色彩恒常算法。将实时图分成一系列子块图像,根据景象匹配辅助导航系统预测的无人机位姿信息,获得实时图与基准图的粗略对应关系,... 详细信息

为了解决无人机景象匹配导航中实时图和基准图之间的色彩差异性问题,提出了一种基于局部精确直方图匹配的色彩恒常算法。将实时图分成一系列子块图像,根据景象匹配辅助导航系统预测的无人机位姿信息,获得实时图与基准图的粗略对应关系,考虑平移、尺度、旋转等补偿,选取基准图中与实时图子块对应的基准图子块,求解每对子块图像红、绿、蓝颜色通道色彩直方图的颜色映射关系,并根据建立的颜色映射关系,对实时图子块的三个颜色通道进行变换,从而降低实时图与基准图之间的色彩差异。试验结果表明,所提色彩恒常算法对光源颜色估计的欧拉角误差约降低到传统色彩恒常算法的20%,相比于不采用色彩恒常处理的景象匹配算法,将景象匹配平均误差降低了约70%,由于算法中引入了分块处理机制,能够克服多光源成像导致的色彩差异,具有并行计算的优势,便于工程应用。

关键词：色彩恒常局部精确直方图匹配几何校正景象匹配导航无人机

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基于相似性传播的天波雷达多路径量测聚类

电子与信息学报 2023年第4期45卷 1265-1274页

作者：白向龙兰华张卓王增福潘泉西北工业大学自动化学院信息融合技术教育部重点实验室西安710129

电离层多层结构特性使得天波雷达(OTHR)与目标之间存在多条信号传播路径,进而可能对单目标产生多路径量测。该文考虑了天波雷达多路径量测聚类问题,其需要同时对多路径量测进行电离层传播路径辨识和聚类。由于天波雷达量测模型假设1个... 详细信息

电离层多层结构特性使得天波雷达(OTHR)与目标之间存在多条信号传播路径,进而可能对单目标产生多路径量测。该文考虑了天波雷达多路径量测聚类问题,其需要同时对多路径量测进行电离层传播路径辨识和聚类。由于天波雷达量测模型假设1个目标通过1种电离层传播路径至多产生1个量测,因此需要考虑多路径聚类约束。该文将相似性传播聚类扩展到多路径约束模型,并提出一种新的多路径相似性传播聚类算法。该算法通过构建多路径量测聚类的概率图模型,将聚类问题转化为概率图模型隐变量的推断问题,采用最大和置信传播算法近似求解聚类变量的最大后验概率。算法优点包括可以自动识别聚类团数目,单次消息传播的时间复杂度为量测个数和传播路径个数乘积的平方。仿真实验分析表明,所提算法较多路径多假设聚类算法具有更好的聚类性能。

关键词：天波雷达多路径量测聚类相似性传播置信传播

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基于深度优先随机森林分类器的目标检测

中国惯性技术学报 2018年第4期26卷 518-523页

作者：马娟娟潘泉梁彦胡劲文赵春晖王华夏西北工业大学自动化学院信息融合技术教育部重点实验室西安710129

从机载视觉传感器获取的图像中检测近距离目标,对小型无人机飞行安全非常重要,需要大量样本训练分类器以提高目标检测的准确性。然而,如果训练样本太大,随着树的层数增加,广度优先方法训练随机森林分类器会导致欠拟合问题。针对这个问题... 详细信息

从机载视觉传感器获取的图像中检测近距离目标,对小型无人机飞行安全非常重要,需要大量样本训练分类器以提高目标检测的准确性。然而,如果训练样本太大,随着树的层数增加,广度优先方法训练随机森林分类器会导致欠拟合问题。针对这个问题,提出了深度优先方法递归训练随机森林分类器,每次递归过程只分裂一个节点。实验表明,在SenseAndAvoid数据集目标检测的平均准确率是69.3%,比广度优先方法训练的随机森林分类器高7.6%。深度优先方法递归训练随机森林分类器,能有效抑制广度优先方法训练时的欠拟合问题,提高了随机森林分类器的泛化能力和目标检测的准确性。

关键词：无人机目标检测深度优先随机森林分类器

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速率自适应的海面物联网跨层机会传输协议

控制与决策 2025年第1期 180-186页

作者：赵瑞琴张东健全豪刘创源王海燕西北工业大学航海学院海洋声学信息感知工业和信息化部重点实验室(西北工业大学) 西北工业大学国家卓越工程师学院陕西科技大学电子信息与人工智能学院

海面物联网在海洋观测、海域监测等应用中发挥着重要作用.复杂动态海洋环境造成海洋网络链路状态、链路质量的时变特征,且其给海面物联网带来了严峻挑战,为此,将物理层自适应数据速率、媒体访问控制(MAC)层载波侦听多址接入与网络层机... 详细信息

海面物联网在海洋观测、海域监测等应用中发挥着重要作用.复杂动态海洋环境造成海洋网络链路状态、链路质量的时变特征,且其给海面物联网带来了严峻挑战,为此,将物理层自适应数据速率、媒体访问控制(MAC)层载波侦听多址接入与网络层机会路由联合进行跨层设计,提出速率自适应海面物联网跨层传输协议,通过3次握手机制机会性选择最佳转发结点并基于动态信噪比实现传输速率实时自适应调整,旨在提高动态复杂海洋环境下海面物联网的稳健性.陆地和湖上试验结果表明,所提协议在数据包交付率、能耗与时延方面性能优异,可为复杂动态海洋环境中海面物联网数据的高效传输提供重要的技术途径.

关键词：海洋物联网机会路由网络速率自适应 LoRa 海洋链路

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