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2021年 第39卷 第6期    刊出日期：2021-11-30

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2021, 39(6):  0-0. 

摘要 ( 1510 )   PDF (47KB) ( 78 )  

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2021, 39(6):  0-0. 

摘要 ( 0 )   PDF (47KB) ( 38 )  

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重点区域智能安防理论及新技术

神经网络水印综述

冯乐, 朱仁杰, 吴汉舟, 张新鹏, 钱振兴

2021, 39(6):  881-892.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.001

摘要 ( 2312 )   PDF (910KB) ( 407 )  

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梳理了近年来神经网络水印技术的发展脉络,将主流方法大致归为白盒水印、黑盒水印、无盒水印和脆弱水印。综述了神经网络水印的评价指标和上述4种不同类型的神经网络水印技术,探讨了现有神经网络水印方案的优缺点,并对未来的发展趋势进行了展望。

基于图像分类的鲁棒无载体信息隐藏

董腾林, 李欣然, 姚恒, 秦川

2021, 39(6):  893-905.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.002

摘要 ( 1813 )   PDF (10623KB) ( 285 )  

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针对传统信息隐藏方法须通过修改载体以嵌入秘密信息所带来的安全性问题,提出一种基于图像分类与尺度不变特征转换(scale-invariant feature transform,SIFT)提取无载体信息隐藏的方法。首先通过快速区域卷积神经网络将原始图像库进行分类处理,生成不同种类的子图像库;然后利用图像SIFT特征点的方向信息设计一个感知鲁棒的哈希方案,并使用该方案计算出每个子图像库中图像的哈希值,将所有子图像库中的图像全部映射成相应的二进制哈希值;最后将秘密信息分割成若干个片段,通过对比秘密信息片段与所有的图像二进制哈希值,从子图像库中检索出与秘密信息片段相符的图像,将其作为含密图像传送给接收方,完成信息隐藏过程。接收方接收到全部含密图像后,根据约定的哈希方案提取秘密信息。实验结果和分析表明,该方法对JPEG压缩、高斯噪声、椒盐噪声、图像缩放等攻击具有较强的鲁棒性,且隐藏容量较高。

基于块重构的加密域可逆信息隐藏

杨阳, 李欣然, 胡锦川

2021, 39(6):  906-922.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.003

摘要 ( 1740 )   PDF (2010KB) ( 157 )  

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提出了一种基于块重构的加密域可逆信息隐藏方法。首先使用一种特定的加密方法对原始图像块进行加密,其中包括置乱和块重构,该方法能够有效地将冗余从最高有效位转移到最低有效位;其次将位平面划分为不重叠的均匀块和非均匀块,通过标签图对这两种类型的图像块进行区分及记录;最后在可嵌入信息的均匀块中嵌入相关辅助数据,并将秘密信息嵌入到剩余的可用块中。基于加密密钥和数据隐藏密钥的可用性,接收端能够可分离地实现准确提取所嵌入的数据以及无损地恢复原始图像。实验结果表明,该方法在一定程度上提高了信息嵌入量和直接解密图像的解密质量。

文本隐写及隐写分析综述

康慧娴, 易标, 吴汉舟

2021, 39(6):  923-938.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.004

摘要 ( 3093 )   PDF (641KB) ( 805 )  

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梳理了文本隐写与隐写分析的发展脉络,将文本隐写算法分为两类:修改式文本隐写和生成式文本隐写。归纳了两类算法的实现过程,并从率失真性能和安全性等方面分析主流算法的优势与不足。针对两类文本隐写算法,总结了对应的隐写分析算法实现过程,并对文本隐写与隐写分析的发展趋势进行了展望。

基于深度学习的车检图像多目标检测与识别

欧巧凤, 肖佳兵, 谢群群, 熊邦书

2021, 39(6):  939-951.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.005

摘要 ( 1883 )   PDF (7360KB) ( 136 )  

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为了实现快速和自动的车辆外观检测,提出一种基于深度学习的车检图像多目标检测与识别方法。首先,采用轻量级神经网络YOLOv3实现车检图像中车头、轮胎、车牌及三角形标志的检测与识别;其次,采用多任务级联卷积神经网络实现车牌4个关键点定位;再次,利用车牌4个关键点坐标,结合目标车牌图像高宽先验,通过透视变换对车牌进行校正;最后,设计卷积神经网络实现车牌底色分类,同时设计卷积循环神经网络,实现车牌字符识别。实验结果表明,在816×612的车检图像上,该方法中端到端的多目标检测与识别的平均精度达98.03%;为便于在车检场景下应用该模型,利用阿里巴巴推理引擎将模型部署到CPU端,使多目标检测与识别的平均速度达10帧/s,从而满足车检的应用需求。

改进的多任务学习方法的眼底视盘分割与定位

李宁, 尚英强, 熊俊, 邰宝宇, 时晨杰

2021, 39(6):  952-960.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.006

摘要 ( 1904 )   PDF (3521KB) ( 91 )  

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提出了一种改进的多任务学习方法,网络的主结构由特征提取网络和分别进行视盘分割与视盘定位的双路径网络组成,通过端到端的训练与测试可以实现眼底图像视盘自动分割与定位相结合的多任务目的。在特征提取网络的编码阶段利用密集连接提取眼底图像视盘的上下文特征。视盘分割任务是依靠解码阶段逐步恢复原来的图像分辨率并获取整个视盘轮廓,视盘中心定位任务由空洞空间金字塔模块和金字塔池化模块来进一步提取视盘抽象特征,得到精准的视盘中心坐标。对350幅眼底图像进行了视盘分割和中心定位,实验结果表明:该方法自动分割的视盘结果与手动标注视盘区域的Dice系数为0.965,自动定位的视盘中心坐标与手动标记的视盘中心的平均绝对距离为0.191 mm(34.7像素)。

信号与信息处理

石漠化遥感信息提取方法进展

种国双, 海月, 郑华, 徐卫华, 欧阳志云

2021, 39(6):  961-968.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.007

摘要 ( 1962 )   PDF (570KB) ( 306 )  

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梳理了石漠化研究领域内的相关文献,重点以遥感数据中的石漠化信息提取方法为主线,从石漠化评价指标、石漠化遥感信息提取两个方面进行分析和讨论,分析了人机交互解译、监督及非监督分类、面向对象等石漠化遥感信息提取方法以及多光谱遥感、高光谱遥感、微波遥感、无人机遥感等数据来源方面的进展与不足。并展望了中国当前石漠化地区遥感影像信息提取的发展,提出在未来研究中应重视石漠化程度分级指标的量化,同时应探索融合多源数据特征以进一步提升石漠化信息提取的精度。

一种多模特征融合的方面信息情感分类方法

范守祥, 姚俊萍, 李晓军, 程开原

2021, 39(6):  969-982.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.008

摘要 ( 1765 )   PDF (679KB) ( 174 )  

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在方面信息情感分类中针对使用循环神经网络编码长距离文本的信息丢失问题,以及使用注意力机制提取情感信息时倾向于关注高频信息偏置问题,提出一种多模特征融合的方面信息情感分类方法,区分单点、多点以及局部三类不同表达模式的情感信息,通过对三类情感信息有侧重的关注、提取与融合,实现各类特征间相互确认与纠错,降低信息丢失与关注偏置问题,达到增强复杂情感表达模式下的方面信息情感分类能力的目的。实验结果表明,使用所提出的方法对三类情感信息进行提取与融合,可以使方面信息情感分类任务在准确率和F1值指标上得到进一步提升。

基于3×3高维核矩阵的终止极化码研究

文豪, 曹阳

2021, 39(6):  983-994.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.009

摘要 ( 1704 )   PDF (695KB) ( 73 )  

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针对高维核矩阵构造的极化码中为提升纠错性能而造成的复杂度增加的问题,提出了基于3×3高维核矩阵终止极化码的构造方案。首先筛选出极化率最高的核矩阵G₅₃₁构造终止极化码,并在二进制擦除信道上证明了在不影响纠错性能的前提下终止极化码能够降低编译码计算复杂度,同时推导出终止极化码的复杂度降低比的上下界。仿真表明,终止极化码复杂度降低比与二进制擦除信道(binary erasure channel,BEC)的擦除概率有关,在擦除概率为0.5左右时,复杂度降低比最小,且目标误帧率(frame error rate,FER)越高,复杂度降低比越大,在目标误帧率为10^-5时,最高可实现71.43%的复杂度降低比。

控制与系统

DDS技术在虚拟环境底盘测功机试验中的应用

张晓瑞, 周志立

2021, 39(6):  995-1005.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.010

摘要 ( 1711 )   PDF (3447KB) ( 87 )  

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为解决虚拟环境底盘测功机试验系统数据量大且传递频繁,在实时性、数据吞吐量等方面存在局限性问题,将数据分发服务(data distribution service,DDS)技术应用于虚拟环境底盘测功机试验系统。在分析虚拟环境底盘测功机试验原理及数据传输需求的基础上,通过对DDS的技术及应用研究,构建了基于DDS技术的虚拟环境底盘测功机试验系统,建立了各域成员发布订阅模型,注册了数据类型,定义了主题,设计了DDS接口类,实现对DDS接口的封装,解决了试验系统中DDS数据传输关键技术问题。对试验系统的数据传输时延和吞吐量进行了测试分析,结果表明:当数据量达到4 000 kB时,时延为9.4 ms,数据传输吞吐量接近20 Mbit/s,满足车辆底盘测功机虚拟试验系统指标要求。

基于径向基函数神经网络的无人直升机吊装系统滑模减摆控制

刘楠, 陈谋, 吴庆宪, 邵书义

2021, 39(6):  1006-1020.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2021.06.011

摘要 ( 1790 )   PDF (765KB) ( 319 )  

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针对存在非线性、强耦合、外部未知有界干扰和建模不确定性的平面运动下无人直升机吊装系统,研究了一种基于径向基函数神经网络(radial basis function neural networks,RBFNNs)和干扰观测器的无人直升机吊装系统滑模减摆控制方法。首先将系统模型转换成仿射非线性形式,利用RBFNNs逼近系统不确定性,设计干扰观测器估计神经网络逼近误差与外界未知有界干扰的复合值。然后基于RBFNNs和干扰观测器设计了滑模减摆控制器,并用Lyapunov方法证明闭环系统稳定性;最后通过仿真验证了所设计控制器的有效性。