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2019年 第37卷 第4期    刊出日期：2019-07-31

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2019, 37(4):  0-0. 

摘要 ( 279 )   PDF (412KB) ( 57 )  

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2019, 37(4):  0-0. 

摘要 ( 1 )   PDF (48KB) ( 19 )  

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通信工程

基于相位敏感光时域反射技术的导线舞动状态监测

郝伟博, 赵衍双, 李卓枢, 谢凯, 邢键, 张建中, 苑立波

2019, 37(4):  437-446.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.001

摘要 ( 965 )   PDF (7156KB) ( 36 )  

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利用相位敏感光时域反射（phase-sensitive optical time-domain reflectometer，φ-OTDR）技术对导线进行舞动状态识别和实时监测.首先通过预绞丝将光纤复合相线（opticalphase conductor，OPPC）安装在室内舞动试验机上，然后由激振器对OPPC施加不同的激振频率，最后分析不同激振频率下φ-OTDR系统测量信号的特征.当激振频率不同时，φ-OTDR系统测量信号具有不同的频率特征.

信号与信息处理

基于LCL滤波器的复合控制策略

玄兆燕, 贾万泳, 陈学斌, 景会成, 赵欣, 马振宇

2019, 37(4):  447-458.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.002

摘要 ( 845 )   PDF (3910KB) ( 64 )  

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对于LCL型并网逆变器，若直接采用比例积分（proportional integral，PI）和重复控制串联或者并联控制策略，则在动态补偿时会出现系统控制器相互干扰的问题.为此，设计了并网逆变器串并联复合控制策略，将PI控制动态响应快、准比例谐振（quasi-proportionalresonance，QPR）抗干扰能力强与重复控制稳态精度高等优点相结合.动态时，由PI控制器迅速跟踪误差；稳态时，由重复控制器和QPR控制器来实现整个系统的无静差控制.此外，详细分析了各个控制器的设计原理并建立各个控制器的Matlab仿真模型.结果表明，采用串并联复合控制结构具有更快的动态响应速度和更高的稳态补偿性能.

基于单形进化的径向基网络训练算法

魏巍, 全海燕

2019, 37(4):  459-468.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.003

摘要 ( 996 )   PDF (3066KB) ( 71 )  

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在引入智能优化算法的径向基神经网络训练算法中，智能优化算法的控制参数对该算法的学习性能影响很大.为此，提出了一种基于单形进化的径向基神经网络训练算法.该算法基于单形邻域的全随机搜索方法减少算法控制参数，借助群体的多角色态保持粒子的多样性，避免算法陷入局部极值点.仿真结果表明：相比于其他算法，该算法训练的径向基神经网络不仅有效提高了识别率，而且减少了控制参数对学习性能的影响，提高了算法的普适性与鲁棒性.

基于异或解密的标记视觉密码方案

徐梦琦, 吕东辉, 任艳丽

2019, 37(4):  469-480.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.004

摘要 ( 807 )   PDF (5776KB) ( 36 )  

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标记视觉密码是一种在分享份中嵌入标签为用户提供补充信息的视觉密码方案，现有的标记视觉密码方案存在着恢复秘密图像视觉效果较差、像素扩展以及需要设计加密矩阵等问题.为此，提出一种改进的基于异或解密的标记视觉密码方案.加密时，在生成的普通分享份中嵌入标记信息；解密时使用异或解密.通过该方案解密后的图像既不存在像素扩展问题，又不需要设计加密矩阵，同时还可以调节嵌入标记信息的概率.与现有的标记视觉密码相比，该方案恢复的图像更加清晰.

基于双层回归森林模型的头影测量图像结构特征点自动定位

秦臻, 戴修斌, 谢理哲

2019, 37(4):  481-489.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.005

摘要 ( 729 )   PDF (4906KB) ( 28 )  

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为了实现X射线头影测量图像中结构特征点的自动定位，提出一种基于双层回归森林模型的头影测量图像结构特征点自动定位方法.首先从图像中提取外观特征训练第1层回归森林模型，通过该模型生成针对当前特征点位置的偏移距离图；然后从偏移距离图中提取上下文特征，并结合外观特征训练第2层回归森林模型；接着将双层回归森林模型用于待检测的X射线头影测量图像，预测出图像中每个像素关于目标特征点的偏移距离；最后根据回归投票方法求得结构特征点位置.实验结果表明，基于双层回归森林模型的自动定位方法能较准确地获得头影测量图像中结构特征点的位置.

基于深度图像分析的细粒度矿石分级测定方法

卢才武, 齐凡, 阮顺领

2019, 37(4):  490-500.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.006

摘要 ( 1113 )   PDF (7482KB) ( 72 )  

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针对图像处理技术在细粒度矿石分级测定时存在的精度不足问题，提出基于深度图像分析的分级测定方法.在灰度共生矩阵（gray-level co-occurrence matrix，GLCM）的基础上提出点对生成步长与图像灰度压缩等级的自适应选取方法，通过网格搜索与交叉验证来优化支持向量机（support vector machine，SVM）分类器，提高粒度测定精度.实验结果表明，该方法对0~0.9 mm、0.9~3.0 mm、3.0~5.0 mm、5.0~7.0 mm这4种等级的细粒度矿石分级准确率可达92%以上，能够充分满足细粒度矿石分级测定的要求.

一种结合全局和局部特征的图像描述生成模型

靳华中, 刘潇龙, 胡梓珂

2019, 37(4):  501-509.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.007

摘要 ( 1052 )   PDF (5770KB) ( 122 )  

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针对局部特征的图像描述模型存在的不足之处，提出了一种结合局部和全局特征的带有注意力机制的图像描述生成模型.在编码器-解码器结构框架下，在编码器端利用InceptionV3和VGG16网络模型分别提取图像的局部特征和全局特征，将两种不同尺度的图像特征融合形成编码结果.在解码器端，利用长短期记忆网络将提取的图像特征翻译为自然语言，借助微软COCO数据集进行模型训练和测试.实验结果表明：与基于局部特征的图像描述生成模型相比，该方法能够从图像中提取更加丰富完整的信息，生成表达图像内容更加准确的句子.

基于时序栅格的暴雨事件提取与追踪方法

杨光辉, 薛存金, 刘敬一, 邬群勇, 伍程斌

2019, 37(4):  510-518.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.008

摘要 ( 703 )   PDF (5512KB) ( 73 )  

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利用长时间序列栅格数据集，基于暴雨的时空演变特征提出一种暴雨事件时空提取与追踪方法.首先在时间维度提取暴雨栅格，针对每一个时序栅格序列统计累计降水量，依据国家气象局的标准划分暴雨等级；然后在空间维度提取暴雨对象，连接具有暴雨标识的相邻空间栅格并将其矢量化，记录暴雨的时间信息、空间信息、属性信息；接着在时空维度追踪暴雨事件，以相邻时刻暴雨对象的空间拓扑相交为条件寻找前后时刻空间拓扑相交的暴雨对象，建立暴雨对象间的关系，提取出所有存在关系的暴雨对象，统计暴雨事件信息；最后利用GPM IMERG最终产品数据集、台站数据集、雷达数据集对该方法的可行性和有效性进行验证与对比分析.实验结果表明，该方法可以完整提取暴雨的动态发展过程.

基于Spearman等级系数的植被变化趋势分析

王佃来, 宿爱霞, 刘文萍

2019, 37(4):  519-528.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.009

摘要 ( 844 )   PDF (3557KB) ( 163 )  

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针对Pearson相关系数法在长时间序列植被覆盖变化趋势分析中存在对噪声敏感且只能发现线性关系等局限性，采用Spearman等级相关系数法研究了该方法在长时间序列植被覆盖变化趋势分析中的可行性和适用性.首先，使用数据模拟法研究了Spearman等级相关系数法的抗噪性.其次，基于1998-2013年SPOT vegetation归一化植被指数数据，使用Pearson相关系数法、Mann-Kendall趋势检测法、Spearman等级相关系数法对内蒙古地区的植被覆盖变化趋势状况进行检测，并对检测结果进行了图形化处理，同时对比了3种方法结果的差异.实验结果表明：在10%的随机噪声情况下，Spearman等级相关系数法有较好的抗噪性.Spearman等级相关系数法、Pearson相关系数法和Mann-Kendall检验法的植被覆盖趋势变化图和检验数据表明：3种方法的检测结果在空间分布上有较高的一致性，且在植被改善和退化区域的最大差异不超过2%.

计算机科学与应用

基于主成分回归算法的城市客流聚集风险预测

王聚全, 王伟, 马慧民, 杨博, 杜渂

2019, 37(4):  529-540.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.010

摘要 ( 710 )   PDF (2576KB) ( 58 )  

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为解决特大城市突发公共事件客流聚集预警准确度不高的问题，采用主成分回归算法对固定区域内运营商提供的手机用户数据和真实客流数据进行回归拟合，并根据多种统计检验方法对模型进行检验与评估.通过主成分分析，有效克服了运营商提供的手机用户数据的多重共线性问题，充分利用了手机用户数据的各个维度信息，并且降低了算法的复杂度，有效提高了城市客流聚集风险预测的精准度.

基于Attention机制的卷积神经网络文本分类模型

赵云山, 段友祥

2019, 37(4):  541-550.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.011

摘要 ( 1206 )   PDF (1946KB) ( 396 )  

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文本分类是自然语言处理的重要内容，而有效提取文本全局语义是成功完成分类任务的关键.为了体现卷积神经网络提取特征的非局部重要性，在模型中引入Attention机制并建立了包含4个Attention CNN层的A-CNN文本分类模型.其中，Attention CNN层中普通卷积层用于提取局部特征，Attention机制用于生成非局部相关度特征.最后，使用A-CNN模型分别在情感分析、问题分类、问题答案选择等数据集上进行了实验和对比分析.结果表明：相比于其他对比模型，A-CNN模型完成上述3个文本分类任务时的最高精度分别提高了1.9%、4.3%、0.6%，可见A-CNN模型在文本分类任务中具有较高的精度和较强的通用性.

控制与系统

基于随机时延的多无人机编队控制方法

季蕾, 樊春霞

2019, 37(4):  551-564.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.012

摘要 ( 615 )   PDF (3164KB) ( 87 )  

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多无人机编队飞行时，个体之间需要进行信息交互.由于通信带宽和传送数据量等限制，个体之间交互的信息可能发生传输时延.为此，研究发生信息传输时延情况下多无人机的编队控制器设计问题.以服从Bernoulli分布的随机变量描述信息传输时延，建立Lyapunov-Krasovskii泛函，结合随机分析和Lyapunov稳定性理论推导出与无人机编队控制时延相关的稳定性条件.最后，利用数值仿真来验证所提出的多无人机编队控制方案的有效性.

3-RRR平面并联机构模糊PID控制虚拟仪器设计

刘霞, 单宁, 王青, 武新伟

2019, 37(4):  565-572.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2019.04.013

摘要 ( 519 )   PDF (5272KB) ( 60 )  

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平面3-RRR机构的运动精度问题严重制约着它在工程领域的应用.为有效提高该机构运动精度，基于模糊PID控制算法建立3-RRR平面并联机构运动误差实时控制系统，搭建机构运动误差控制实验平台，研制模糊PID控制系统的LabVIEW虚拟仪器软件以开展机构运动误差实时控制实验研究.结果表明：该系统可以实时控制机构运动误差，提高机构运动精度，且算法较为简单；开发的测控虚拟仪器软件具有界面友好、操作简单、灵活性强、功能易于扩展、智能化程度高等优点.