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2011年 第29卷 第6期    刊出日期：2011-11-30

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通信工程

原模图LDPC码的一种联合优化算法

方毅1， 王琳1， 陈平平2， 肖旻1

2011, 29(6):  551-558.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.001

摘要 ( 2060 )   PDF (828KB) ( 1994 )  

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根据深空通信的特点及需求，JPL实验室提出了性能比常规奇偶校验码更优的原模图低密度奇偶校验码，即原模图LDPC(low-density parity-check)码. 该文提出一种原模图LDPC码的联合优化算法，在不增加编译码复杂度的前提下能兼顾瀑布区性能，设计出地板区性能更好的码型. 理论分析和仿真结果表明，用该算法设计出的新型重复积累码与新型重复-积累-重复码与传统码型（重复积累码和AR4JA码）相比，可在高信噪比区域获得显著的编码增益，降低了错误地板.

基于IEEE 802.11协议的MAC层协同组播策略

宋留斌1， 徐友云1;2， 谢威2， 余江1

2011, 29(6):  559-564.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.002

摘要 ( 1755 )   PDF (745KB) ( 2748 )  

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摘要： 提出一种基于IEEE 802.11协议的MAC(media access control)层协同组播调度策略，利用正确接收数据的组内用户充当临时中继，根据地理位置信息选择优秀的转发节点来协同传输组播数据. 分析了所提出的组播策略的中断概率和吞吐量性能，并给出了使用NS2(Network Simulator 2)工具的仿真方法. 仿真结果表明，相比于原有的MAC层协议，该策略提升了组播的吞吐量，降低了组播用户的丢包率.

信号与信息处理

采用分数低阶循环谱相干系数的调制识别

赵春晖， 杨伟超， 杜宇

2011, 29(6):  565-570.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.003

摘要 ( 1801 )   PDF (806KB) ( 1588 )  

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摘要： Alpha稳定分布噪声导致二阶循环谱相干系数失效，使相应的通信信号调制识别算法退化. 针对这个问题，提出了基于分数低阶循环谱相干系数的识别算法. 文中给出了分数低阶循环谱相干系数的相关理论，分析了通信信号的分数低阶循环谱相干系数，在此基础上提取谱相干系数循环频率域特征作为识别特征参数. 用BP神经网络为分类器，实现了通信信号调制方法识别. 仿真结果表明，在Alpha稳定分布噪声下，该识别算法性能优于基于二阶循环谱相干系数的方法. 在高斯噪声条件下，两种识别算法性能相当.

零点约束的MIMO雷达最小二乘误差方向图合成

张宇， 王建新

2011, 29(6):  571-576.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.004

摘要 ( 1998 )   PDF (680KB) ( 1115 )  

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摘要： 对于MIMO雷达，当发射和接收天线间距满足特定值时，发射方向图中会出现栅瓣，导致合成的方向图中出现高旁瓣. 文中从数学角度分析了旁瓣产生的原因，提出一种零点约束的最小二乘方向图合成方法以抑制旁瓣. 该方法由拉格朗日乘子方法得到具有零点约束的最优加权，然后合成最小二乘误差接收方向图来解决高旁瓣问题. 仿真结果表明，合成的方向图中高旁瓣能被有效抑制.

综合重构与正交迭代位姿估计算法

郭军1;2， 董新民1， 王龙1

2011, 29(6):  577-584.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.005

摘要 ( 2358 )   PDF (675KB) ( 1556 )  

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摘要： 多摄像机系统(multiple camera systems, MCS)在机器视觉领域成为研究热点. 针对MCS的位姿估计问题提出了一种新的综合重构与正交迭代算法，并引入广义摄像机模型来描述MCS以方便算法推导. 为充分利用MCS提供的冗余测量信息，将观测到的参考点进行分类，并构建了加权目标函数，综合了最优绝对定向解和正交迭代(orthogonal iteration, OI)算法的优点. 三维重构信息的引入不仅克服了OI算法的位姿模糊，而且提高了位姿估计的收敛速度和鲁棒性. 采用了自适应权值方法降低重构误差对最终估计的影响. 仿真结果验证了提出算法的有效性和优越性.

加权邻域重构及其在声目标识别中的应用

王一1;2， 邹继伟1， 杨俊安1;2， 刘辉1;2， 白京路3

2011, 29(6):  585-591.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.006

摘要 ( 1525 )   PDF (1308KB) ( 1370 )  

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摘要： 针对流形学习方法用于声目标识别时易受噪声干扰的情况，提出一种加权邻域重构算法，采用加权迭代方式构造出带噪流形子曲面中最能反映该曲面变化趋势的曲线，通过拓展该曲线对带噪流形子曲面进行重构，利用新曲面计算低维嵌入. 该算法在去除噪声的同时，最大限度地保持了原流形曲面的变化趋势，是一种适用于声目标识别的算法. 在公开数据库和低空飞行目标实际数据中进行实验，结果表明在识别正确率及运行时间上，本文提出的算法相对于其他3 种对比算法均取得了较好的效果.

目标跟踪算法在光照突变条件下的应用

袁雪， 宋永端

2011, 29(6):  592-597.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.007

摘要 ( 2014 )   PDF (10056KB) ( 3082 )  

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摘要： 为了保证光照突变条件下运动人体跟踪的正确性与持续性，提出可用于光照突变条件的目标跟踪算法.首先自动检测光照突变状态，当发生光照突变时，摄像机通过曝光补偿使光照突变前后的图像亮度保持一致. 然后基于可持续跟踪Mean-Shift算法对光照突变前后的运动人体进行跟踪. 实验结果表明，该算法在光照突变条件下可以对运动人体实现准确而持续的跟踪.

用随机决策树群算法进行高光谱遥感影像分类

胥海威1， 杨敏华1， 韩瑞梅2， 王振兴3;4

2011, 29(6):  598-604.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.008

摘要 ( 1931 )   PDF (1482KB) ( 1573 )  

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摘要： 高光谱影像具有丰富的光谱信息，与全色、多光谱影像相比能更好地进行地面目标的分类识别. 该文对决策树分类算法的优劣进行分析，引入随机决策树群算法，对青海省祁连县Hyperion高光谱影像和IRS-P6影像数据进行实验，使用子空间划分和光谱距离进行降维后，分别采用支持向量机、神经网络、最大似然法进行分类，并与随机决策树群算法分类结果进行比较. 结果表明，该算法表现最优且无需降维预处理，可广泛应用于高光谱遥感领域.

结合像素交换与菱形编码的图像隐写

朱冬玖， 王建军

2011, 29(6):  605-612.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.009

摘要 ( 1801 )   PDF (752KB) ( 1654 )  

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摘要：基于像素交换和菱形编码，提出一种新的隐写方法：EDSteg. 该方法吸取了Steghide和菱形编码的优点，在保持载体图像一阶统计特征不变的同时具有较高的嵌入效率. 该方法采取§1 嵌入法，即只允许相差不超过1 的像素进行交换，这样可以大大减小图像失真. 为了提高交换率，采取分组嵌入的方式. 由于像素值最多只允许改动1，所以每组数据有可能需要进行两次交换. 与基于图论的Steghide算法类似，可以将嵌入过程表述为寻找超图的最大匹配问题. 实验表明，EDSteg的嵌入效率、视觉效果及抗攻击性能都优于Steghide、菱形编码等方法.

用于侧扫声纳图像边缘检测的改进Canny算子

霍冠英1;2， 王敏1;2， 程晓轩1;2， 李庆武1;2

2011, 29(6):  613-618.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.010

摘要 ( 1483 )   PDF (838KB) ( 1316 )  

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摘要： 针对侧扫声纳图像斑点噪声强的特点，提出一种改进的Canny算子进行边缘检测. 根据斑点噪声的乘性模型和瑞利分布特性，在非下采样Contourlet变换域进行局部自适应降斑. 该方法在有效抑制斑点噪声的同时可较好地保护边缘，避免了Canny算子造成的边缘模糊. 计算降斑后图像的梯度值分布，对梯度幅值进行非极大值抑制得到极大值点. 将梯度模的极大值点分成强边缘点、弱边缘点与非边缘点3 类，基于类间方差最大自适应确定区分3 类的双阈值，经双阈值处理与弱边缘连接得到边缘图. 对模拟声纳图像和实际声纳图像的边缘检测结果表明，较之Canny算子和小波模极大等边缘检测方法，该方法具有边缘检测完整、定位准确、伪边缘点较少等优点.

基于稳健哈希签名的视频流特定人物实时检测方法

高毫林， 李弼程， 彭天强

2011, 29(6):  619-625.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.011

摘要 ( 1487 )   PDF (1017KB) ( 1367 )  

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摘要： 为在视频流上实现特定人物实时检测，提出基于稳健哈希签名的人物检测方法. 首先设计稳健哈希函数并计算目标图像的签名，然后在实时视频流上计算关键帧图像的签名，再衡量两者相似程度并判断该视频是否含有设定的目标. 该方法能实时发现与设定人物相似的视频关键帧，从而定位到该关键帧所在的镜头，实现视频流特定人物检测功能. 实验表明该方法可达到较高的准确率，这对于及时获取特定信息有重要作用. 该方法也可以用于图像复制检测、重复视频检测等.

图Laplacian半监督特征加权用于高光谱波段选择

黄睿， 陈玲

2011, 29(6):  626-630.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.012

摘要 ( 1721 )   PDF (1559KB) ( 1653 )  

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 提出一种利用图Laplacian实现半监督波段选择的方法. 该方法首先将标记样本类别信息引入图Laplacian，接着通过广义特征值求解确定投影变换矩阵，最后采用载荷因子对变换矩阵进行系数分析，对波段重要性赋以权值并排序. 实验比较了多种波段选择算法，结果表明算法能更好地利用标记样本的类别信息和大量非标记样本中的局部结构信息，性能优于多种波段选择方法.

电子技术

利用自适应遗传算法的芯片功能验证自动测试

苏琳琳， 张晓林

2011, 29(6):  631-636.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.013

摘要 ( 1406 )   PDF (715KB) ( 1332 )  

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摘要： 针对芯片功能验证中存在的验证时间长以及与被测系统依存度高的问题，提出了利用自适应遗传算法的芯片功能验证自动测试方法. 定义了事件的功能覆盖率和翻转覆盖率，分析了两种覆盖率之间的关系，采用两种覆盖率共同构造适应函数，提高了验证的可靠性. 与采用经典遗传算法的验证方法相比较，能达到相同的覆盖率，同时可减少25%-30%的测试时间，提高了仿真效率.

结合IQGA和最佳一致逼近优化设计的双阻带UWB天线

胡伟， 张建华， 戚林， 胡风革

2011, 29(6):  637-643.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.014

摘要 ( 1791 )   PDF (1036KB) ( 1310 )  

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摘要： 在超宽带天线设计中采用一种快速有效的优化方法. 该方法将改进的量子遗传算法与基于矩量法的体面积分方程相结合，利用最佳一致逼近快速分析天线的宽频带特性，得到优化函数的适应度值. 用该方法设计一副具有3?4 GHz和5?6 GHz双阻带特性的UWB天线并制成实物，将实测电压驻波比与优化结果进行比较，两者较为吻合，说明该方法是正确的、有效的.

控制与系统

考虑自动驾驶仪动态特性的最优寻的制导

花文华， 陈兴林， 宋申民

2011, 29(6):  644-649.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.015

摘要 ( 1339 )   PDF (611KB) ( 1057 )  

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摘要： 为实现对于机动目标的有效拦截，针对更符合实际的目标拦截情形，给出了一种考虑自动驾驶仪动态特性(autopilot dynamics, AD)的制导律设计方法. 该方法将拦截问题分解为一个双方优化和一个单方优化问题，分开考虑目标和拦截导弹的AD. 双方优化只考虑目标AD，推导目标的最优规避策略；而单方优化只考虑拦截导弹AD，并基于目标最优规避策略进行拦截导弹最优寻的制导律设计. 仿真结果表明，该制导律考虑AD的情形是合理的，相比于传统单一优化方法，寻的性能更好，对拦截导弹机动性要求较低.

PSO算法用于导弹鲁棒控制器性能权函数优化

张民， 陈欣， 陆宇平

2011, 29(6):  650-654.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.016

摘要 ( 1590 )   PDF (889KB) ( 1185 )  

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摘要： 在导弹1综合鲁棒控制器的设计中，性能权函数的设计通常只能采用尝试和仿真迭代方法. 这种设计方法繁琐费时，控制性能不确定. 该文采用粒子群优化(particle swarm optimization , PSO)算法自动设计性能权函数. 分析了性能权函数各项系数对闭环响应的影响，设计了PSO优化算法的各项参数，并对PSO算法和1控制进行综合设计. 仿真结果表明，采用优化后性能权函数获得的1控制器性能良好，性能指标函数具有较好的收敛特性，表明了该方法的有效性.

具有随机时延的网络控制系统故障诊断滤波器设计

文利燕， 彭晨， 裴灵犀， 宣慧明

2011, 29(6):  655-660.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2011.06.017

摘要 ( 1504 )   PDF (614KB) ( 1442 )  

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摘要： 该文针对具有随机时延的网络控制系统故障诊断问题，分别进行Kalman滤波器和H1 滤波器的最优故障诊断滤波器设计. 通过迭代实现Kalman滤波器的故障诊断，在H1 滤波器设计中采用增广矩阵和线性矩阵不等式技术尽可能减小残差与故障之间的误差. 通过仿真验证了上述两种设计方法的有效性.