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2012年 第30卷 第6期    刊出日期：2012-11-27

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RESEARCHNOTES

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2012, 30(6):  558. 

摘要 ( 1491 )   PDF (460KB) ( 1015 )  

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Papers

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通信工程

通信源个体特征的多目标优化辨识

TANG Zhi-ling1,2, YANG Xiao-niu3, LI Jian-dong1

2012, 30(6):  559-565.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.001

摘要 ( 2506 )   PDF (983KB) ( 1418 )  

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为了实现对通信源个体特征的辨识，提出一种利用高阶累积量的多目标优化求解特征量方法. 将射频功率放大器的等效模型变换为多输入-单输出系统，导出了系统输入信号累积量与输出信号累积量之间的关系式. 通过多目标遗传优化算法求解方程，可获得射频功放的个体特征. 仿真实验验证了方程的正确性，特征量优化估计值与直接计算值很接近，表明该算法能正确辨识通信源的个体特征.

无线传感器网络的不确定传感数据预测

焉晓贞， 谢红， 王桐

2012, 30(6):  566-572.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.002

摘要 ( 2633 )   PDF (6624KB) ( 1556 )  

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由于传感误差、传感噪声、传输错误等因素的影响，同一个传感区域内多个传感器节点的传感数据具有一定程度的差异，这种差异导致的区域不确定性传感数据给查询、预测等后续深层次的数据处理提出了严峻挑战.针对这类传感数据的预测问题，提出一种基于多变量主元分析（multiple variable principal component analysis,MVPCA）的不确定性传感数据预测方法. 通过MVPCA的特征提取这一预处理手段获得不确定性传感数据的本质特征，然后采用基于相关分析的多元回归方法对这些数据进行建模和预测. 实际传感数据的实验结果表明，该方法能有效解决不确定性传感数据的预测问题.

正交频分复用水声通信的判决信道均衡算法

马雪飞1， 乔钢1， 赵春晖2， 马璐1

2012, 30(6):  573-580.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.003

摘要 ( 2600 )   PDF (12412KB) ( 1612 )  

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复杂的水声信道会对正交频分复用子载波产生幅度衰落和相位畸变. 针对信道时变和插值带来的误差对信道估计的影响，提出了一种基于判决的水声信道均衡算法. 该算法采用差错控制编码作为判决方式，将判决后的数据作为导频进行信道均衡，根据信道环境的不同分为判决迭代均衡和判决二次均衡两种方式. 仿真和湖上实验结果表明，该算法在不降低频带利用率的情况下可以有效提高系统性能.

信道压缩表示的OFDM快衰落信道估计

方勇1,2， 赵维杰1,2， 汪敏1,2

2012, 30(6):  581-587.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.004

摘要 ( 2411 )   PDF (1195KB) ( 1620 )  

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针对正交频分复用系统提出基于信道压缩表示的快衰落信道估计算法. 该方法采用一种紧凑型信道冲激响应(channel impulse response, CIR)矩阵及信道核向量的信道压缩表示方法，减少了CIR矩阵中的未知元素数目. 推导了等效信道模型以及CIR矩阵与信道核向量之间的闭式表达式，利用最小二乘和线性最小均方差估计器估计出信道核向量，并由其重构出CIR矩阵，从而实现了信道压缩表示的OFDM快衰落信道估计. 仿真结果表明，该算法能对快衰落信道进行有效估计，并降低系统传输BER.

信号与信息处理

语音关键词检测系统中基于时长和边界信息的置信度

李文昕， 屈丹， 李弼程， 王炳锡

2012, 30(6):  588-594.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.005

摘要 ( 2385 )   PDF (1740KB) ( 1648 )  

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针对关键词识别中基于后验概率的置信度方法对语音发音变化信息利用不充分的问题，提出了一种基于时长和边界信息的置信度. 该方法引入一个松弛因子，灵活地选择词信息相同的弧段计算置信度，从而进行关键词拒识. 在此基础上，设计并实现了一个基于Lattice 的大词表语音关键词检测系统，先用改进的动态规划算法在音节网格上进行关键词检出，尽可能多地给出关键词候选，然后采用基于时长和边界信息的置信度进行关键词确认. 实验结果表明，该方法相对于主流的计算方法，系统的等错误率（equal error rate，EER）提高了7%.

基于小波域维纳滤波器的信号稀疏表示

赵志鹏1,2， 岑翼刚1,2， 陈晓方3

2012, 30(6):  595-600.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.006

摘要 ( 2543 )   PDF (6199KB) ( 1878 )  

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经典小波分解对信号稀疏化效果不佳，为此设计了基于小波域经验维纳滤波器的稀疏表示算法. 该算法可自适应地衰减每个小波系数，增大系数的稀疏度及可压缩性，从而提高压缩感知算法对信号的恢复质量. 仿真结果表明，与传统的基于小波变换的信号稀疏表示及恢复算法相比，该算法较大地提升了对信号及图像的恢复质量.

改进的凸组合变阶数LMS 自适应滤波

芮国胜1， 苗俊2， 张洋2， 徐彬2， 张嵩2

2012, 30(6):  601-606.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.007

摘要 ( 2179 )   PDF (1208KB) ( 1347 )  

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滤波器的参数设置和信噪比强弱会影响变阶数自适应最小均方(least mean square, LMS) 算法的性能，在噪声环境未知的情况下，变阶数LMS 的稳态性能是衡量滤波器好坏的重要指标. 在分析凸组合分数阶变阶数LMS 自适应滤波算法稳态性能的基础上，提出一种变宽度凸组合变阶数自适应滤波算法. 理论分析和仿真结果表
明，在噪声环境未知情况下，所提算法相比于凸组合分数阶变阶数自适应滤波算法和变误差宽度的分数阶变阶数自适应滤波算法而言，有更好的环境自适应能力、更快的收敛速度和更好的阶数稳定性，具有实用性.

拟蒙特卡罗粒子滤波改进算法及其在雷达目标跟踪中的应用

陈志敏， 薄煜明， 吴盘龙， 刘正凡

2012, 30(6):  607-612.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.008

摘要 ( 2637 )   PDF (1726KB) ( 1563 )  

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拟蒙特卡罗粒子滤波算法（quasi-Monte-Carlo particle filter, QMC-PF）精度不高，运算复杂度大，难以满足雷达机动目标跟踪精确性和实时性需求. 为此，提出一种基于BP神经网络的新型拟蒙特卡罗粒子滤波算法. 该算法将大权重粒子通过QMC分裂采样产生低差异性的子代粒子，以此来替代低权重粒子，保证了样本的有
效性和多样性；同时利用BP神经网络计算子代粒子的权重，提高了滤波的精度和速度；最后在不同的模型中进行仿真. 实验结果表明，与QMC-PF相比，所提出的算法提高了精度和运算速度，适用于雷达机动目标的跟踪.

小波系数插值支持下的遥感影像混合像元分解

李熙1， 陈锋锐2， 于之锋1,3

2012, 30(6):  613-618.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.009

摘要 ( 2345 )   PDF (8267KB) ( 1160 )  

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针对遥感混合像元分解中不能有效利用空间邻域信息的问题，提出一种基于超分辨率重建的分解方法. 通过小波系数双线性插值获得遥感影像的超分辨率影像，对超分辨率影像进行监督分类生成超分辨率分类图，最后通过窗口统计得到原始分辨率下各地物的丰度图. 广州城区的模拟TM遥感影像试验表明，该方法的分解精度
在3种方法中最优，能够较充分利用空间邻域信息，提高混合像元分解精度，为混合像元分解提供了新的途径.

眼前节光学相干层析图像中央角膜厚度自动测量

舒鹏1， 孙延奎1， 田小林2

2012, 30(6):  619-623.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.010

摘要 ( 2421 )   PDF (3844KB) ( 1358 )  

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为了自动获取所需医学参数，辅助医生诊断，提出了一种基于边缘检测和随机抽样一致性的中央角膜厚度自动测量方法. 采用边缘检测算子获得眼前节组织光学相干层析图像中的初始边缘，然后利用随机抽样一致性算法对初始中央角膜上边缘进行圆弧拟合，进一步提取中央角膜下边缘并采用相同方法进行圆弧拟合，根据得到的中央角膜上下边缘计算中央角膜厚度. 实验结果表明，该算法能排除图像中时常出现的中央亮线干扰，实时而准确地提取中央角膜上下边缘，得到的中央角膜厚度计算结果与人工分析基本一致，具有良好的应用价值和商业前景.

马尔科夫随机场和金字塔模型用于数字迷彩图案设计

贾其1， 吕绪良1， 吴超2， 荣先辉3

2012, 30(6):  624-628.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.011

摘要 ( 2320 )   PDF (1796KB) ( 1590 )  

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为实现数字迷彩图案设计的自动化和快速化，基于马尔科夫随机场和金字塔模型构建了数字迷彩图案的设计体系. 采用均值聚类法提取背景图像的主色和面积比例等特征，利用马尔科夫随机场模型模拟自然地物的纹分布，并用金字塔模型实现迷彩图案的分解有效对付不同距离的侦察威胁，构建了全新的数字迷彩图案设计体
系. 结合南方林地某区域的背景特性，完成了数字迷彩图案的设计. 结果表明，该模型初步实现了数字迷彩图案设计的自动化和精确化，有效提高了迷彩图案设计的效率和质量.

基于Shearlets变换的SAR图像去噪

刘帅奇， 胡绍海， 肖扬

2012, 30(6):  629-634.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.012

摘要 ( 3055 )   PDF (4180KB) ( 1604 )  

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在合成孔径雷达(SAR)相干噪声模型基础上提出了一种基于剪切波(Shearlets)变换的SAR图像去噪算法. Shearlets变换继承了Curvele变换和Contourlet 变换的优点，既有灵活的方向选择性又易于实现，并且对于包含C2 奇异曲线或曲面的高维信号具有最优逼近特性. 该文采用Shearlets逼近SAR图像，再用基于贝叶斯估计
理论的双变量阈值函数对Shearlets变换系数进行处理得到去噪图像. 仿真结果表明，相比使用同级Contourlet双变量阈值去噪，该算法峰值信噪比提高2 dB；相比使用非下采样Contourlet变换双变量阈值算法去噪，该算法去噪后图像不仅峰值信噪比有所提高，而且更平滑，计算时间也大大减少.

一种边缘增强的光谱响应曲线分形维计算方法

胡庆武1， 袁辉1， 苏俊英2

2012, 30(6):  635-641.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.013

摘要 ( 2717 )   PDF (10557KB) ( 1023 )  

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提出了一种用于高光谱影像边缘增强的光谱响应曲线差分步长分形维特征值计算方法. 该方法首先对高光谱响应曲线进行差分处理，并利用步长分形维算法计算差分光谱曲线分形维值，最后根据差分分形维值计算高光谱特征影像. 实验结果表明，本文提出的差分步长分形维算法较原始步长法更能保持光谱影像细节并增强边缘，同时减弱噪声影响，可用于高光谱影像特征提取、分析和解译.

基于多组耦合字典及交替学习的图像超分辨率重建

孙广玲， 沈宙彪

2012, 30(6):  642-648.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.014

摘要 ( 2917 )   PDF (15555KB) ( 1068 )  

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本文提出多组耦合字典及其交替学习算法，实现图像超分辨率重建. 在字典学习阶段将训练图像视为高分辨率图像，将它先缩小再放大得到低分辨率图像. 两图像之差为残差图像. 从残差图像块和低分辨率图像块特征的联合数据中学习耦合字典，得到残差图像和低分辨率图像间的映射关系. 针对图像块具有不同纹理和结构以及
字典学习效率的问题，提出多组耦合字典和字典交替学习算法. 在重建阶段先将输入图像插值放大，视为低分辨率图像. 求出低分辨率图像块对于每组耦合字典中低分辨率部分的稀疏表示误差，取表示误差最小的耦合字典中残差部分重建残差图像，与低分辨率图像融合得到高分辨率图像. 实验结果表明该方法具有良好的重建效果.

电子技术

基于单电子晶体管的脉冲神经元模型

刘文鹏， 陈旭， 鲁华祥

2012, 30(6):  649-654.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.015

摘要 ( 2249 )   PDF (2607KB) ( 1203 )  

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从脉冲神经元脉冲收发的需求出发，研究发现电流脉冲与单电子晶体管的库伦震荡之间的相似性，利用这种相似性提出基于单电子晶体管的脉冲神经元模型，设计出单电子电路模型并用PSPICE进行模拟仿真. 仿真结果表明，该脉冲神经元模型能满足Izhikevich脉冲神经元模型规则脉冲的要求，实现电流脉冲的输入输出，具有脉冲编码的能力.

RET天线扫描码构造方法及防碰撞算法

邓春健1， 王旭智2， 罗仁泽3， 邓生华1

2012, 30(6):  655-660.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.016

摘要 ( 2348 )   PDF (1655KB) ( 1436 )  

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如何优化扫描码的扫描步骤和组织结构是提高电调天线设备扫描防碰撞算法识别效率的关键. 通过研究扫描码中掩码和匹对码的组合形式对扫描时间的影响，获得用掩码逐位段扩展的方法来逼近设备UID，以减少设备扫描时间. 同时针对整个扫描过程，采用分层分析方法导出较优的掩码扩展位数，证明二位掩码扩展方法较优.根据这一结论构造扫描码，提出改进的基于二位掩码扩展的电调天线设备扫描防碰撞算法. 仿真分析证明了该算法具有较优的扫描性能.

计算机科学与应用

Web 服务行为相容性和可适配性的一种分析方法

范大娟， 黄志球， 曹子宁， 王进

2012, 30(6):  661-668.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.017

摘要 ( 2116 )   PDF (2247KB) ( 1250 )  

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基于有限状态机模型，在服务组合层面上提出了Web 服务之间3种相容性的判定方法. 对于两个不相容的Web 服务，通过分析它们的行为路径对的可适配性来判断Web 服务之间的可适配性；对于两个可适配的Web服务，通过生成它们的行为路径对的子适配器模型并将其合并，从而得到Web 服务之间的适配器模型并自动映射生成实际可运行的BPEL 代码. 通过实例分析表明了该方法的可行性和有效性.

基于捕食机制的元胞遗传算法

黎明， 王莹， 陈昊， 鲁宇明

2012, 30(6):  669-676.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2012.06.018

摘要 ( 2449 )   PDF (1927KB) ( 1453 )  

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提出了一种基于捕食机制的元胞遗传算法，当优化复杂多模函数时，该算法进一步提高了全局探索能力.算法通过模拟生态系统捕食与被捕食之间的相互关系，采用捕食机制替代元胞遗传算法中的演化规则，使得遗传个体生存与死亡状态的演化既与其适应度相关，又与邻域内捕食及被捕食个体密度相关，并通过群体规模控制策略维持捕食与被捕食群体间的个体数目动态平衡，实现了全局搜索与局部寻优之间更好的协调与均衡. 对典型的多峰函数进行优化的实验结果表明，该算法在抑制早熟收敛以及提高全局收敛率方面获得了明显的优势.