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分布式网络的多任务扩散算法综述

信号处理 2023年第11期39卷 1901-1918页

作者：靳丹琦陈捷陈景东武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 西北工业大学航海学院智能声学与临境通信研究中心陕西西安710072

在分布式网络中,如何从带噪的实时数据流中估计潜在的模型参数是一个非常重要而极具挑战的问题。应对该问题的一种有效途径是设计扩散算法,通过网络局部信息交换和自组织协同方式来估计网络中所有节点的模型参数。相关方面早期的研究主... 详细信息

在分布式网络中,如何从带噪的实时数据流中估计潜在的模型参数是一个非常重要而极具挑战的问题。应对该问题的一种有效途径是设计扩散算法,通过网络局部信息交换和自组织协同方式来估计网络中所有节点的模型参数。相关方面早期的研究主要关注的是单任务问题,即所有节点估计同一个模型参数。但实际应用中不同节点往往需要应对不同的估计任务,同时多个待估计的模型参数又可能具备一定的关联性,所以近年来人们将研究重点聚焦到了多任务问题,包括多任务关系建模以及参数优化问题的设计与求解等,并取得了一些重要进展。本文对分布式网络中多任务问题的建模以及当前常用的多任务扩散算法进行简要综述,内容涵盖无监督类型的扩散算法和有监督类型的扩散算法等。具体而言,针对使用无监督方式设计多任务扩散算法,介绍了静态组合矩阵的选取、自适应组合矩阵的设计、两个组合矩阵的组合结构,并简单讨论了三者的适用场景。针对使用有监督方式设计多任务扩散算法,讨论了基于梯度投影法和正则化架构的两种设计方式,并借助文献中的一些典型算法对这些设计方式进行说明。论文侧重于算法原理、算法架构和求解思路等方面的探讨,具体的算法实现细节感兴趣的读者可以参考相应的文献。

关键词：分布式参数估计自适应滤波扩散算法多任务无监督算法有监督算法

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基于深度学习的语音增强简述

网络新媒体技术 2019年第2期8卷 1-8页

作者：张晓雷西北工业大学智能声学与临境通信研究中心西安710072 西北工业大学航海学院西安710072

语音增强是一种将语音从干扰声中增强出来的技术。它是语音信号处理的核心研究内容之一。近年来,深度学习在语音增强中的成功应用推动了该技术的快速发展。本文将简要回顾基于深度学习的语音增强技术。首先回顾语音增强中所采用的深度... 详细信息

语音增强是一种将语音从干扰声中增强出来的技术。它是语音信号处理的核心研究内容之一。近年来,深度学习在语音增强中的成功应用推动了该技术的快速发展。本文将简要回顾基于深度学习的语音增强技术。首先回顾语音增强中所采用的深度学习算法和优化目标,在此基础上,将进一步回顾具有代表性的单声道深度语音增强技术、基于固定麦克风阵列的多声道深度语音增强技术、以及基于自组织阵列的多声道深度语音增强技术。

关键词：深度学习深度神经网络语音增强麦克风阵列

基于语音分离的人工设计特征、参数化特征和可学习特征的比较

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中国传媒大学学报（自然科学版） 2021年第3期28卷 52-57页

作者：朱文博王谋张晓雷 Susanto Rahardja 西北工业大学航海学院智能声学与临境通信研究中心陕西西安710072

声学特征可以大致分为三类:人工设计特征,参数化特征和可学习特征。其中,可学习特征是指将其与分离网络以端到端的方式进行联合训练,如时域卷积语音分离网络(convolutional time domain audio separation network,Conv‑Tasnet),这成为... 详细信息

声学特征可以大致分为三类:人工设计特征,参数化特征和可学习特征。其中,可学习特征是指将其与分离网络以端到端的方式进行联合训练,如时域卷积语音分离网络(convolutional time domain audio separation network,Conv‑Tasnet),这成为了如今语音分离研究中的一种新的趋势。然而在最近的研究中证明了人工设计特征以及参数化特征也能产生具有竞争力的结果。但是,截止目前还没有工作对这三种声学特征进行系统的比较。本文通过设置不同声学特征作为编码器和解码器,在Conv‑Tasnet框架下对它们进行比较。我们还将人工设计的多相位gammatone滤波器组(multi‑phase gammatone filterbank,MPGTF)扩展为一种新的参数化多相位gammatone滤波器组(Parameterized MPGTF,ParaMPGTF)。在WSJ0‑2mix数据集上的实验结果表明:(i)如果解码器是可学习特征时,将编码器设置为STFT,MPGTF,ParaMPGTF以及可学习特征的性能相近;(ii)如果将STFT,MPGTF,ParaMPGTF的逆变换作为解码器时,所提出的ParaMPGTF相比于其他两种人工设计特征有更好的性能。

关键词：语音分离人工设计特征参数化特征可学习特征多相位gammatone滤波器组

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海洋声学目标探测技术研究现状和发展趋势

水下无人系统学报 2018年第5期26卷 369-386页

作者：杨益新韩一娜赵瑞琴刘雄厚汪勇西北工业大学航海学院陕西西安710072

海洋声学目标探测——这一覆盖甚广的研究领域,其具有多种研究思路和技术途径,而利用水声通信组网技术将主被动探测节点连接成水声探测网络,并对获取的多源信息进行融合,是海洋声学目标探测技术发展的重要途径之一。基于此,文中分别从... 详细信息

海洋声学目标探测——这一覆盖甚广的研究领域,其具有多种研究思路和技术途径,而利用水声通信组网技术将主被动探测节点连接成水声探测网络,并对获取的多源信息进行融合,是海洋声学目标探测技术发展的重要途径之一。基于此,文中分别从被动探测技术、主动探测技术、水下通信组网和多源信息融合4个方面,对海洋声学目标探测技术的发展脉络进行梳理,介绍了相关理论方法的特点,指出了各自的优缺点,同时阐述了海洋声信道对目标探测的影响。最后,从以上4个方面对海洋声学目标探测技术的未来发展趋势进行了展望:被动探测技术从空域处理角度出发,将会朝着大孔径阵列的稳健阵列处理技术、新型传感器及其阵列的研制,以及信号处理与水声物理模型的充分结合这3个方面发展;主动探测技术则会继续发展低频大功率探测技术、多基地组网探测技术和新体制主动探测技术,同时智能化主动探测技术和生态友好型主动探测技术也将是其发展趋势;水下通信组网技术未来将侧重发展如何利用网络协议提高通信可靠性、跨介质组网协议、面向任务的网络资源调度以及标准化水声网络实验平台建设;多源信息融合探测技术则更多的是要进一步深入进行测量信息与信息间互补关系的建模研究。

关键词：声学目标探测被动声呐主动声呐水声通信信息融合

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水下移动平台网络化协同探测技术发展

应用声学 2019年第4期38卷 509-515页

作者：冯西安寇思玮岳玲西北工业大学航海学院西安710072 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所西安710077

在水下网络中心战思想的指引下,无人水下航行器、鱼雷兵器等水下移动平台网络化协同探测是必然的发展趋势。该文阐述了协同探测网络拓扑结构、网络节点空时统一的关键问题;针对水声复杂信道给通信组网带来的困难,给出了协同探测网络中... 详细信息

在水下网络中心战思想的指引下,无人水下航行器、鱼雷兵器等水下移动平台网络化协同探测是必然的发展趋势。该文阐述了协同探测网络拓扑结构、网络节点空时统一的关键问题;针对水声复杂信道给通信组网带来的困难,给出了协同探测网络中时变信道自适应复合调制、信道自适应接入机制和移动通信同步的初步方案;并探讨了协同探测的一些关键问题和应用策略,包括跨平台传感器的信息融合、尺度目标的方位分布特征提取以及鱼雷自导多目标协同跟踪。提供的一些计算机仿真结果初步显示了网络化协同探测的优越性。

关键词：无人水下航行器鱼雷兵器水声网络协同探测

基于声阻抗匹配的有源吸声结构近场误差传感策略

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基于声阻抗匹配的有源吸声结构近场误差传感策略

第十三届船舶水下噪声学术讨论会

作者：郝夏影钟荣陈克安中国船舶科学研究中心西北工业大学航海学院

有源吸声结构是近年来提出的一种利用有源控制技术吸收低频反射声的智能结构,而实现该结构的关键问题之一是近场误差传感,误差传感器的最优布放对控制效果的好坏和控制系统的复杂程度有决定性的影响。文章研究了基于结构表面振速的有源... 详细信息

有源吸声结构是近年来提出的一种利用有源控制技术吸收低频反射声的智能结构,而实现该结构的关键问题之一是近场误差传感,误差传感器的最优布放对控制效果的好坏和控制系统的复杂程度有决定性的影响。文章研究了基于结构表面振速的有源控制问题及基于离散点声阻抗匹配的误差传感方式,并在此基础上研究了误差传感器的最优布放规律。结果表明:不需要大量的误差传感器来获得误差信号,较少的面元点进行声阻抗匹配也能达到可接受的控制效果;对误差传感策略进行优化时,当一种控制力作用下以最小准则条件得到控制效果最好时,此时进行声阻抗匹配也会得到较好的控制效果。

关键词：声学有源吸声结构吸声系数误差传感最优布放

来源： cnki会议评论

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网络化工业过程控制系统设计与实现

网络化工业过程控制系统设计与实现

2009年中国东西部声学学术交流会

作者：李乐刘卫东李娟丽西北工业大学航海学院水下信息处理与控制国家级重点实验室

CAN总线是工业过程控制领域中最具发展前途的数据传输总线之一。本文分析和设计了基于CAN总线的网络化工业过程控制系统结构,同时重点分析了用于对其中所大量涉及的开关信号进行检测和处理的智能节点。以CAN总线作为信息传输平台搭建了... 详细信息

CAN总线是工业过程控制领域中最具发展前途的数据传输总线之一。本文分析和设计了基于CAN总线的网络化工业过程控制系统结构,同时重点分析了用于对其中所大量涉及的开关信号进行检测和处理的智能节点。以CAN总线作为信息传输平台搭建了一个简化的工业过程控制系统,实验结果表明系统满足各节点通信的实时性、控制系统的稳定性和可靠性要求。这为下一步深入研究提供了必要的基础和有益的参考。

关键词： CAN总线工业过程控制智能节点

来源： cnki会议评论

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水下无人系统智能化关键技术发展现状

无人系统技术 2020年第6期3卷 12-24页

作者：赵留平李环王鹏海军装备部驻武汉地区第二军事代表室武汉430064 中国舰船研究设计中心武汉430064 西北工业大学航海学院西安710072

水下无人系统是目前探索、开发和利用海洋资源的主要装备之一,也是现代海军装备的重要组成部分。随着应用需求的增加以及人工智能技术的发展,水下无人系统的智能化逐渐成为该领域的研究热点。针对水下无人系统智能化的水下通信、智能集... 详细信息

水下无人系统是目前探索、开发和利用海洋资源的主要装备之一,也是现代海军装备的重要组成部分。随着应用需求的增加以及人工智能技术的发展,水下无人系统的智能化逐渐成为该领域的研究热点。针对水下无人系统智能化的水下通信、智能集群以及水下智能仿生等关键技术,回顾当前发展现状,指出当前水下无人系统智能化亟待突破的大容量/远距离条件下的高速率/高灵敏度信息传输、水下仿生机器人智能驱动与控制、大规模协同及复杂海况下控制理论等技术难点。并对未来水下无人系统智能化的研究方向做出提高水下通信效率、加强智能化等级及开发更先进材料的展望。本研究将为智能化水下无人系统的发展提供参考依据。

关键词：水下无人系统智能化水下通信技术集群技术水下仿生技术

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多UUV编队队形控制仿真智能决策技术研究

多UUV编队队形控制仿真智能决策技术研究