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微波视觉与SAR图像智能解译

雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 285-306页

作者：徐丰金亚秋电磁波信息科学教育部重点实验室复旦大学上海200433

高分辨率雷达成像技术和人工智能、大数据技术的快速发展,有力促进了雷达图像智能解译技术的进步。由于雷达传感器本身的特殊性和电磁散射成像物理的复杂性,雷达图像的解译缺乏光学图像的直观性,准确迅速识别分类的需求对雷达图像解译... 详细信息

高分辨率雷达成像技术和人工智能、大数据技术的快速发展,有力促进了雷达图像智能解译技术的进步。由于雷达传感器本身的特殊性和电磁散射成像物理的复杂性,雷达图像的解译缺乏光学图像的直观性,准确迅速识别分类的需求对雷达图像解译提出了迫切的挑战。在借鉴人脑光视觉感知机理和计算机视觉图像处理相关技术基础上,进一步融合电磁散射物理规律及其雷达成像机理,我们提出发展微波域雷达图像解译的“微波视觉”的新交叉领域研究。该文介绍微波视觉的概念与内涵,提出微波视觉认知模型,阐述其基础理论问题与技术路线,最后介绍了作者团队在相关问题上的初步研究进展。

关键词：合成孔径雷达(SAR) 雷达成像电磁散射目标识别微波视觉语义电磁散射建模物理智能逆问题视觉感知

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一种基于能零积的改进端点检测算法

计算机应用与软件 2024年第7期41卷 215-221页

作者：韦金泉罗丽燕王玫刘争红何锐彬莫清麟桂林电子科技大学认知无线电与信息处理教育部重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学信息科学与工程学院广西桂林541007

针对基于短时能量和短时过零率的传统端点检测算法在信噪比低于10 dB时其准确性明显下降的问题,提出一种基于声谱图特征增强的能零积端点检测改进算法。首先,对音频信号进行谱减法降噪,提升信号的信噪比;其次,依次对声谱图进行腐蚀、二... 详细信息

针对基于短时能量和短时过零率的传统端点检测算法在信噪比低于10 dB时其准确性明显下降的问题,提出一种基于声谱图特征增强的能零积端点检测改进算法。首先,对音频信号进行谱减法降噪,提升信号的信噪比;其次,依次对声谱图进行腐蚀、二值化和膨胀处理,以实现声谱图特征增强;最后,提取能零积特征,并利用双阈值端点检测算法对音频信号进行端点检测。实验结果表明,该算法在不同信噪比条件下可以有效捕获有环境异常音片段,具有良好的鲁棒性。

关键词：端点检测能零积低信噪比声谱图特征增强

基于自由空间光的无人机通信网络关键技术与发展趋势

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2311-2322页

作者：冯斯梦赵一迪董超吴启晖南京航空航天大学电磁频谱空间认知动态系统工业和信息化部重点实验室南京211106

在当前电磁频谱拥堵和无线电干扰严重的情况下,基于自由空间光(FSO)的无人机(UAV)通信网络作为推进空天地一体化进程的重要一环,得到了学术界和工业界的广泛关注。与传统射频通信相比,FSO通信具有高数据传输速率、低时延和高安全性等优... 详细信息

在当前电磁频谱拥堵和无线电干扰严重的情况下,基于自由空间光(FSO)的无人机(UAV)通信网络作为推进空天地一体化进程的重要一环,得到了学术界和工业界的广泛关注。与传统射频通信相比,FSO通信具有高数据传输速率、低时延和高安全性等优势。然而,FSO链路易受大气信道条件影响,同时UAV高移动性、网络高动态性以及机载资源的有限性给FSO的稳定连接与可靠通信带来了巨大挑战。因此,该文在介绍了FSO传输特性的基础上,着重分析了提升基于FSO的UAV通信网络稳定性与通信质量的关键技术,在此基础上,归纳出高可靠、强智能、长续航的发展趋势,以期为基于FSO的UAV通信网络发展提供参考与借鉴。

关键词：空天地一体化无人机通信网络自由空间光通信

基于格基约减的水下成像光MIMO预编码研究

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计算机应用与软件 2024年第8期41卷 121-125页

作者：张依涛陈晓李燕龙符杰林桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 桂林电子科技大学认知无线电与信息处理教育部重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学艺术与设计学院广西桂林541004

针对水下成像光MIMO系统子信道间相关性强的问题,提出一种基于格基约减最小均方误差预编码算法。通过将接收端的最小均方误差检测操作转化为发送端的预编码,解决了传统光MIMO线性检测算法对噪声的放大问题,并利用格基约减后正交性更好... 详细信息

针对水下成像光MIMO系统子信道间相关性强的问题,提出一种基于格基约减最小均方误差预编码算法。通过将接收端的最小均方误差检测操作转化为发送端的预编码,解决了传统光MIMO线性检测算法对噪声的放大问题,并利用格基约减后正交性更好的信道矩阵求解预编码阵,降低了光MIMO系统子信道间的相关性。仿真结果表明,在误码率为10^(-4)数量级时,与传统光MIMO检测算法相比,采用格基约减预编码算法的系统获得了5 dB的信噪比增益。

关键词：水下光通信成像多输入多输出系统格基约减预编码

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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) 2024年

作者：牛凯鲁延鹏董超北京邮电大学人工智能学院泛网无线通信教育部重点实验室鹏城实验室

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... 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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利用卷积神经网络的非相干分布式源定位方法

声学学报 2024年第1期49卷 38-48页

作者：梁奕念李杰龙力榕陈芳炯华南理工大学电子与信息学院广州510641 自然资源部海洋观测技术重点实验室天津300112 广东省短距离无线探测与通信重点实验室广州510640

针对传统子空间方法对分布式源定位依赖模型假设以及子空间有效维度难以选择的问题,提出了一种利用卷积神经网络的非相干分布式源定位方法。该方法把卷积神经网络作为一个强鲁棒性空间功率密度分布特征提取器,实现从协方差矩阵到方向角... 详细信息

针对传统子空间方法对分布式源定位依赖模型假设以及子空间有效维度难以选择的问题,提出了一种利用卷积神经网络的非相干分布式源定位方法。该方法把卷积神经网络作为一个强鲁棒性空间功率密度分布特征提取器,实现从协方差矩阵到方向角功率密度分布的映射。根据得到的空间谱分布,可进一步实现分布式源的参数估计。此外,文中结合迁移学习技术解决实际信号源分布与训练模型不匹配的问题,提升了模型的泛化性能。仿真实验表明该方法对不同信号分布模型具有稳健性,参数估计性能优于传统子空间方法。传声器阵列实测数据表明该方法的中心角和角度扩展的估计误差在1°以内。

关键词：波达方向估计角度扩展估计非相干分布式源深度学习阵列信号处理

基于生成对抗网络的天线三维方向图室外测量方法

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数据采集与处理 2024年第4期39卷 886-897页

作者：兰天旭朱秋明白云鹏林志鹏吴启晖段洪涛吕冰南京航空航天大学电磁频谱空间认知动态系统工业与信息化部重点实验室南京211106 国家无线电监测中心北京100037

天线方向图测量是天线测量的重要内容。针对天线方向图室外测量困难的问题,提出了一种基于生成对抗网络的天线三维方向图室外测量方案。该方案利用无人机对天线方向图数据进行采集,对采集的数据进行修正,获得待测天线和接收天线极化匹... 详细信息

天线方向图测量是天线测量的重要内容。针对天线方向图室外测量困难的问题,提出了一种基于生成对抗网络的天线三维方向图室外测量方案。该方案利用无人机对天线方向图数据进行采集,对采集的数据进行修正,获得待测天线和接收天线极化匹配时的直射径数据,最后利用训练好的生成对抗网络重构出天线的三维方向图。仿真结果表明,本方案可以高效、高精度地完成天线三维方向图的测量,具有一定的实用价值。

关键词：天线方向图无人机生成对抗网络射线追踪误差修正

基于高分辨率网络的全钢子午线轮胎钢丝圈区域边界分割

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济南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李喃刘华郝晋一夏英杰李金屏济南大学信息科学与工程学院济南大学信息处理与认知计算山东省高校重点实验室济南大学山东省网络环境智能计算技术重点实验室

针对全钢子午线轮胎中纹理复杂、结构多变的钢丝圈区域边界分割困难的问题，提出一种基于高分辨率网络的轮胎钢丝圈区域边界分割方法；根据垂直投影曲线信息实现轮胎X射线衍射图像各区域的划分；利用直方图均衡化提高图像的明暗对比度... 详细信息

针对全钢子午线轮胎中纹理复杂、结构多变的钢丝圈区域边界分割困难的问题，提出一种基于高分辨率网络的轮胎钢丝圈区域边界分割方法；根据垂直投影曲线信息实现轮胎X射线衍射图像各区域的划分；利用直方图均衡化提高图像的明暗对比度，增强纹理信息；根据高分辨率网络输出的热图，基于自适应阈值方法进行边界分析，通过计算热图不同区域的阈值得到对应的二值图，统计热图中边界区域面积并筛除过小的部分，根据剩余区域重构热图并利用边界上下文信息填补被筛除的位置，从而得到整体边界分布均匀、精细的热图；在自建数据集上测试所提出方法的检测性能，通过消融实验探讨所提出的方法及其优化模块对最终边界分割结果的影响，并将所提出的方法与2种常用方法进行定量和定性对比。结果表明，钢丝圈区域的包布、反包边界分割准确率分别达到98.94%、97.23%，相对于2种常用方法，所提出的方法具有较强的稳健性和适用性。

关键词：模式识别区域边界分割高分辨率网络全钢子午线轮胎直方图均衡化边界优化

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IRS辅助的移动VLC系统安全速率优化

无线电工程 2024年第9期54卷 2202-2210页

作者：赵文波赵响赵玉青黄菊桂林电子科技大学认知无线电与信息处理重点实验室广西桂林541004 南宁桂电电子科技研究院有限公司现代智能通信与信息处理中心工作室广西南宁530031

为了解决夜间城市安全和灾难恢复等场景中的照明和通信安全问题,研究了移动可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统的物理层安全(Physical Layer Security,PLS),移动VLC将发光二极管(Light Emitting Diode,LED)嵌入无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)同时实现照明和通信,且应需灵活配置;由于UAV移动,通信视距链路并不能一直存在,因此在移动VLC系统中引入智能反射面(Intelligent Reflective Surface,IRS)技术,实时重构光无线传输链路以进一步提升系统的安全性能。IRS辅助的移动VLC系统PLS,通过联合优化UAV位置、IRS分配矩阵和系统发射功率来最大化移动VLC系统的安全速率。由于形成的优化问题是一个非线性的混合整数非凸问题,提出一种低复杂度的迭代算法,将原始优化问题去耦合分解为3个子问题,并利用引入松弛变量、一阶泰勒展开和连续凸逼近等方法对子问题进行求解。数值结果表明,所提方案相比于几种基准方案更能提升系统的安全速率。

关键词：智能反射面移动可见光通信物理层安全无人机

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