系统工程与电子技术

项斌斌, 王从思, 王伟, 连培园, 张树新, 保宏

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 489-497. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.01

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为了更加直接有效地通过调整副面位置来提高双反射面天线的电性能,基于机电耦合思想,建立了副面位置调整量与远场电性能间的直接关系式,分析了副面横向和纵向位置偏差的影响。采用优化方法建立了副面位置调整量优化模型,获得了多个仰角时的副面最佳位置。为实现全仰角范围副面位置的实时调整,对多个仰角副面位置调整参数进行了参数拟合。以26 m天线为对象进行了案例分析,其结果表明采用文章所述方法能够直接有效地获得不同工况时的副面最佳调整参数,并实现电性能的最优化,对天线结构重力变形进行有效地主动补偿。

非均匀噪声背景下的欠定DOA估计方法

吴晨曦, 张旻, 王可人

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 498-503. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.02

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针对非均匀噪声背景下欠定波达方向(direction of arrival, DOA)估计问题,结合互质阵列的结构优势,提出了基于全变分范数最小化的DOA估计方法。首先利用连续差联合阵列与连续波程差一一对应的特性,构造出新的阵列接收数据,阵列孔径得到扩展;然后将其转化为一个联合优化问题,在代价函数中利用全变分范数和 L₁范数惩罚项分别对角度的稀疏性和噪声项进行约束;最后通过求解相应的凸优化问题以及多项式求根得到DOA的高精度估计。与现有方法相比,所提方法不仅无需进行预白化处理,而且考虑了连续角度域内的所有角度信息而不是对角度域进行离散化,有效避免了模型失配对估计性能的影响,提高了估计精度和分辨率。仿真实验验证了所提方法的有效性与优越性。

基于形变模型的空间阵列位置误差估计方法

霍立寰, 廖桂生, 杨志伟

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 504-508. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.03

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大型空间阵列在轨工作时,受热载荷等因素影响发生形变,导致阵元位置误差严重影响雷达系统性能。基于联合迭代的传统阵元位置误差自校正算法没有考虑天线形变特点,在实际应用中精度较差。提出基于形变模型的高精度误差估计算法,在建立天线形变模型的基础上,对每一次迭代估计位置采用总体最小二乘法进行曲面拟合,获得形变模型参数,根据模型参数修正阵元位置估计值,进而逐步迭代得到高精度的角度和位置误差估计。仿真结果验证了该方法的有效性及在低信噪比情况下的稳健性。

基于犹豫模糊集统计相关系数的多源异类数据融合识别

关欣, 孙贵东, 衣晓, 赵静

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 509-517. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.04

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为解决由犹豫模糊数、直觉模糊数、区间数和实数4类基本数据组成的多源异类数据的融合识别问题,在犹豫模糊框架内,提出犹豫模糊集相关系数计算方法进行识别判定。首先,将多源异类数据用犹豫模糊数统一描述；其次,分析现有的犹豫模糊集相关系数的局限性,提出了既满足统计学直觉,又不需要各犹豫模糊数中隶属度个数相同,并具有更强数学概念的犹豫模糊集统计相关系数;最后,应用到多源异类数据的融合识别中,利用最大相关系数准则进行识别判定。仿真算例对比分析验证了犹豫模糊集统计相关系数的有效性,并具有精度高、区分度好的优点。

基于正强化学习和正交分解的干扰策略选择算法

颛孙少帅, 杨俊安, 刘辉, 黄科举

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 518-525. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.05

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强化学习作为自学习和在线学习方法,以试错的方式与动态环境进行持续交互,进而学习到最优策略,成为机器学习领域一个重要的分支。针对当前无线通信干扰策略研究依赖先验信息以及学习速度过慢的缺点,提出了基于正强化学习-正交分解的干扰策略选择算法。该算法利用正强化的思想提高了最优动作被选中的概率,进而加快了系统的学习速度。特别地,当通信信号星座图因诸多因素而产生畸变时,利用提出的正交分解算法能够学习到最佳干扰信号的同相分量和正交分量,即通过学习获得最佳干扰样式。仿真结果表明,利用正强化学习-正交分解算法能够更加快速地学习到最优干扰参数和最佳干扰样式,相同任务中,仅需更少的交互次数且干扰效果更好,较现有干扰策略选择算法更优。

基于标签随机有限集滤波器的多扩展目标跟踪算法

曹倬, 冯新喜, 蒲磊, 王雪, 张琳琳

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 526-532. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.06

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针对现有随机有限集(random finite set, RFS)扩展目标滤波器不能输出航迹的问题,提出了基于标签RFS滤波器的多扩展目标跟踪算法。该算法首先采用随机超曲面模型将目标建模为星-凸扩展形态,然后利用标签策略表征集合中的离散元素,结合基于延迟逻辑的多假设跟踪理论,采用 N 次回扫策略对多帧量测进行平滑处理。仿真实验结果表明,该算法可以在目标跟踪过程中形成完整航迹并对目标扩展形态进行有效估计,特别是在低信噪比探测场景中,所提算法跟踪精度明显优于传统RFS滤波算法,进一步提高了滤波器的稳定性和有效性。

基于知识辅助的天波雷达海杂波抑制方法

曹健, 王兆祎, 胡进峰, 何子述

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 533-537. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.07

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针对天波雷达海杂波难以抑制且现有方法未充分利用先验知识的问题,提出基于知识的天波雷达海杂波抑制方法。所提方法利用脉冲重复周期、雷达工作频率、海平面风向、风速作为先验知识,结合海杂波谱模型及提出的基于知识的海杂波协方差矩阵估计方法,构造出基于知识的天波雷达海杂波协方差矩阵,将该矩阵加入最优滤波器设计中,得到基于知识辅助的天波雷达海杂波抑制方法。仿真结果表明,与现有方法相比,所提方法的海杂波抑制效果可提升3 dB以上。

FMCW雷达周期非线性相位估计与矫正

李公全, 赖涛, 靳科, 赵拥军

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 538-545. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.08

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为获取高质量距离像,解线频调接收体制的调频连续波雷达通常需要进行非线性矫正。传统基于多项式模型的方法虽然能够矫正系统中绝大部分的非线性失真,但难以抑制由周期非线性引起的成对回波,距离压缩质量仍有较大提升空间。本文将剩余的周期非线性误差建模为多分量正弦调频信号,提出一种匹配初值与非线性最小二乘相结合的参数估计方法。所提算法仅采用傅里叶变换以及一维相位搜索即可实现正弦调频参数的快速估计,然后利用非线性最小二乘进一步提高估计精度,最后利用匹配傅里叶变换进行空变非线性矫正。仿真以及实测数据均表明,本文所提算法能够有效消除周期相位误差,抑制成对回波,显著改善距离压缩质量。

基于HHT的高频雷达机动目标参数估计

张冰瑞, 雷志勇, 周海峰, 周毅

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 546-551. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.09

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针对高频雷达强杂波场景下的机动目标检测,提出了基于希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的机动目标参数估计算法。该算法首先通过复数经验模态分解将回波分解为杂波和目标分量,然后计算目标分量的瞬时频率,获得频率随时间变化的HHT谱,最终利用线性拟合估计目标运动参数。该算法无需抑制杂波,可同时对多目标进行运动参数估计,有助于简化多目标运动补偿和检测流程。数据分析结果表明,该算法可以有效运用于对高频雷达机动目标速度和加速度的估计。

基于相位的岸基雷达地海杂波分割方法

夏晓云, 黎鑫, 张玉石, 万晋通

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 552-556. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.10

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岸基对海雷达在杂波测量和海防预警中占有重要地位,针对近岸海杂波观测受地物杂波影响的问题,基于岸基S波段相参雷达测量的杂波数据,分析了基于典型地理特征进行地海杂波分割的不足,进一步从地海杂波多普勒特性差异入手,提出了基于相位的岸基雷达地海杂波分割方法。对近岸不同距离门杂波的幅度分布特性进行对比,发现分割为地杂波和海杂波的单元在幅度分布特性上存在明显差异,侧面验证了地海杂波分割结果的正确性。该分割方法为岸基雷达杂波数据的处理提供了依据。

基于ICW-RCM的辐射源组合威胁评估

张莹, 王红卫, 陈游

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 557-562. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.11

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针对传统辐射源威胁评估方法难以直观地给出目标威胁程度以及在实时性、复杂性上的不足,在雷达图法(radar chart method, RCM)的基础上,提出基于改进组合赋权(improved combination weighting, ICW)-RCM的辐射源组合威胁评估算法。组合威胁评估将辐射源威胁等级粗排序和精细排序相结合,根据雷达指标计算雷达工作模式,对辐射源威胁等级进行粗排序,并降低威胁程度低的辐射源任务优先级;基于ICW-RCM,对相同雷达工作模式的辐射源精细化排序,并结合粗排序结果,得到最终的辐射源威胁评估结果。实验仿真与分析表明,该算法具有较好的正确性与有效性,与传统组合赋权雷达图法相比算法复杂度较低、实时性较高、结果更加形象直观。

基于模糊多目标规划的防空反导火力分配

徐浩, 邢清华, 王伟

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 563-570. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.12

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针对现有多目标火力分配(weapon target assignment,WTA)方法很难适用于不确定情况下防空反导作战的问题,提出了基于模糊多目标规划的防空反导WTA方法。首先,采用三角模糊数刻画不确定的目标威胁度,在考虑防空反导作战特点的基础上,基于模糊多目标规划建立了WTA模型;然后,根据必要性测度原理将含有模糊参数的目标函数进行了等价清晰化;接着,提出了具有单/双势阱的多目标量子行为粒子群算法用于求解WTA模型,该算法采用了单/双势阱位置更新方式、粒子混合随机变异方法、领导粒子两阶段选取方法;最后,通过实例仿真验证了模型的合理性和算法的有效性。

舰炮对岸区域射击最优表尺分配模型研究

卢发兴, 贾正荣, 吴威

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 571-576. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.13

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舰炮对岸射击问题需要求取表尺梯次差及射击弹丸数量,区域射击方法能够优化求解这些参数。给出舰炮对岸射击毁伤概率模型,引入中间函数通过变分求解最优中间函数,进而提出表尺梯次差求解方法。根据预定毁伤概率要求,构建迭代模型,给出基于预定毁伤概率的射击弹丸数量求解方法。通过数值求解得到典型题设下的表尺梯次差及射击弹丸数量,并与现有方法进行了对比分析。分析结果表明,方法能够给出满足预定毁伤概率要求的舰炮对岸射击方案,与现有方法相比,模型精确性和优化程度更高。同时，在无法确定目标分布特性时,可以假设目标服从均匀分布并进行舰炮对岸射击方案求解,虽然会增加射击弹丸数量消耗,但是可以保证毁伤概率达到预定要求。

基于信息优势的指控系统指标体系构建及建模

李琳琳, 路云飞, 张壮, 和何

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 577-582. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.14

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随着网络中心战的提出,信息优势在指挥控制系统中的作用日益突出,针对传统指挥控制系统评估指标体系未能很好吸纳信息优势,而导致评估结果与实际结果有偏差的问题，创新性地将信息优势作为一个重要因素纳入评估指标体系,构建了基于信息优势的指挥控制系统评估指标体系,并结合各指标特点建立了典型的、可量化的数学模型。最后,提出了指标体系构建过程中需要注意和把握的要点,并通过实例分析验证了指标体系的可行性及模型的正确性。

舰艇战斗损管决策建模及信息化系统研究

侯岳, 王康勃, 冯伟强, 安中昌

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 583-589. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.15

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舰艇损管是保障舰艇生命力的最后一道防线。战斗损管,是区别于平时损管的更为复杂和严酷的战术和技术指挥行动。考虑到战斗破损灾害特征的复杂性,战斗损管决策模型的构建也将更为复杂,实现决策支持系统与其他接口的信息融合更为困难。为解决以上问题,首先针对战斗损管决策的两个关键模型进行了建模,完成了战斗损管决策的方法研究。然后在建立数据图层的基础上,研究开发了舰载战斗损管决策信息化系统,并在损管指挥训练系统中进行了实际应用和测试。应用结果表明,模型和系统显著提高了决策的速度和精度,是辅助开展战斗损管指挥的重要手段。

基于不完备信息的粗糙集初始备件品种确定方法

董骁雄, 陈云翔, 蔡忠义, 孟祥飞

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 590-594. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.16

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针对初始备件品种确定问题,提出基于不完备信息的粗糙集初始备件品种确定方法。从关键性、消耗性、可更换性、经济性和可获取性5个方面系统分析初始备件品种决策影响因素;对比分析经典粗糙集模型的优劣,构建加权阈值粗糙集模型;提出基于系统信息量的属性权重确定方法;依据加权阈值粗糙集模型确定上、下近似集,获得初始备件品种决策规则。结合算例分析探讨模型的有效性,结果表明该方法能够提高备件品种决策精度。

基于交互作用的多变量灰色预测模型及其应用

丁松, 党耀国, 徐宁, 王俊杰

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 595-602. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.17

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针对传统模型没考虑驱动因素间交互作用关系的缺陷,在充分研究交互作用内涵及传统GM(1, N )模型缺陷的基础上,将线性交互关系的作用项引入GM(1, N )模型的灰作用量,构建基于交互作用的IEGM(1, N )的模型,给出了参数估计公式并提出了两个拓展模型,对拓展模型的适用范围进行研究,证明拓展模型与经典模型是等价的。通过对江苏省高新技术产业产值预测的实际案例,验证新模型的有效性,说明其能够有效解决含有交互作用关系的多因素影响的系统预测问题。

基于证据理论的群体研讨建模

王伟, 刘付显, 徐浩

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 603-608. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.18

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针对不确定条件下的群体研讨决策问题,提出了一种基于证据理论的辩论模型。首先构建了辩论系统的框架,论据的内部结构由前提和结论组成,论据之间不仅存在攻击和支援关系,还允许对这种攻击和支援关系进行支持或反对。然后引入证据理论描述论据的不确定性,应用证据映射方法对辩论过程进行不确定性推理,实现对论据信度的数值计算。最后,通过仿真实例验证了模型的有效性。

拦截导弹的制导律辨识与弹道预报

胡志恒, 周荻, 邹昕光

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 609-614. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.19

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讨论了拦截导弹的制导律辨识和弹道预报问题。在三维状态下,以相对距离、相对速度、导弹加速度、两通道制导系数作为系统的状态变量,建立了相遇过程中的观测模型。用非线性系统局部弱可观理论分析了系统可观的条件,然后在此基础上设计了扩展卡尔曼滤波器。以滤波结果为初值,用四阶龙格库塔方法基于比例导引律的模型对导弹未来的位置进行了预报。仿真结果表明,在视线角速率较大的情况下滤波器可以取得较好的效果,弹道预报可以满足一定的精度和速度要求。

鲁棒增益调度结构化火箭弹控制系统设计

郭致远, 姚晓先, 张鑫

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 615-622. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.20

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发动机推力是影响火箭弹模型时变特性的重要因素。首先,基于122 mm火箭弹推导了俯仰、偏航动力学线性化模型,并以线性分式变换来描述。然后,基于鲁棒增益调度设计了结构化的控制器。这种控制器具有矩阵形式的比例-积分结构,在续航段将速度和时间作为调度变量,在无动力飞行段将速度作为调度变量,按照线性控制综合方法整定各特征点的控制器参数,并用结构奇异值验证闭环系统的局部稳定性。最后,对设计的控制器做了仿真分析,结果表明,该控制器对火箭弹模型因推力、飞行状态变化等引起参数摄动的情况具有鲁棒稳定性。

抗差自适应UKF算法在地基光学跟踪空间目标中的应用

刘光明, 徐帆江

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 623-629. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.21

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滤波过程中若噪声的统计特性发生时变,则会引起传统无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的滤波精度快速降低、滤波收敛性不定甚至发散,针对这个问题提出了具有鲁棒性的UKF算法。首先根据极大后验估计(maximum a posterior estimate,MAPE)原理,推导出无偏的近似最优MAPE常值噪声统计特性的滤波估计公式,并给出了时变噪声统计估计器相关参数的一整套递推公式。考虑到观测数据粗差的存在,将可以在线估计时变噪声特性的方法和具有鲁棒特性的滤波因子相结合,以有效抑制观测数据的粗差值对滤波稳定性和收敛性的影响。最后,以地面站对空间非合作目标的光学测角跟踪为应用背景的仿真实例表明，该算法在噪声统计特性未知或不准确且过程噪声矩阵时变、观测数据存在个别粗差情况下,滤波依然收敛,其滤波精度及稳定性提高较为明显。

舱内动环境对捷联惯导外杆臂误差补偿影响机理分析

杨其, 刘新学, 孟少飞, 刘庆宝

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 630-634. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.22

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分析飞行器舱内复杂动环境对捷联惯导的影响是提高惯性导航精度的技术难题之一。在仅考虑横向振动和线性系统的假设前提下,将舱内捷联惯导等效为简支欧拉梁和阻尼弹簧振子混合系统,给出了舱内动环境条件下的动力学微分方程并求解其响应,得出作为确定性矢量处理的外杆臂随混合系统响应出现随机变化是造成捷联惯导加速度计外杆臂误差补偿不完全的重要原因,结合外杆臂误差的计算方法,推导了其随机变量的数字特征和动环境下误差表达式。在此基础上,通过仿真飞行计算,分析了外杆臂误差补偿不完全对导航迭代解算的影响。

舰载机着舰纵向非仿射模型控制器设计

张杨, 吴文海, 胡云安, 高丽

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 635-642. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.23

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针对舰载机着舰的纵向非仿射模型,考虑舰尾流扰动的影响,提出基于非仿射模型的预设性能的控制律方法。与传统反演方法通过设置假设条件将舰载机模型转换成仿射形式不同,将舰载机模型转换为更一般的非仿射形式,放宽了假设条件,并在此模型基础上设计控制律方法,使高度、迎角、俯仰角和俯仰角速率等误差满足预先设定的范围。该方法减少了计算量,控制器结构更加简单,同时对舰尾流扰动具有较强的鲁棒性,提高了着舰航迹精度。

基于DSC和MLP的欠驱动船舶自适应滑模轨迹跟踪控制

沈智鹏, 王茹

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 643-651. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.24

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针对存在船舶动态不确定和外界干扰的欠驱动水面船舶轨迹跟踪控制问题,提出一种基于动态面控制(dynamic surface control,DSC)和最小学习参数法(minimal learning parameter,MLP)的自适应滑模控制方法。在控制律的设计过程中,为实现位置跟踪误差的收敛,利用反步法设计船舶前向速度和横漂速度的虚拟控制律镇定轨迹跟踪误差;引入DSC技术,用于消除反步法对虚拟控制求导引起的“微分爆炸”问题;另外,采用MLP技术,以单参数在线学习代替所有权值在线学习,减少控制器的计算量,避免出现“维数灾难”问题,并结合带有“σ-修正”的自适应律,防止参数漂移,易于工程的实现。稳定性分析证明了所设计控制律可以保证轨迹跟踪船舶闭环系统中轨迹跟踪误差信号一致最终有界,仿真结果验证了所设计控制器的有效性。

改进的低复杂度数字信道化器

田斌, 黄俊桦, 孙林海

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 652-657. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.25

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提出了新型宽带星载数字信道化器,该数字信道化器以频域滤波和复指数调制滤波器组技术为基础,完整地实现了卫星上行宽带信号中各个业务信号分离、业务信号交换、交换后业务信号综合等星上处理过程,最后形成卫星下行宽带信号,既适用于各个业务信号带宽相同场景,又适用于各个业务信号带宽不同场景。数值实验表明,该新型信道化器具有较强的灵活性和可扩展性,同时对数据存储量和信噪比等性能有较大的提高,大大降低了计算复杂度。

基于能量检测的用户选择协作频谱感知

张海波, 张劲, 李方伟

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 658-664. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.26

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协作频谱感知(collaborative spectrum sensing,CSS)检测结果的上报尽管能够改善检测性能,但是也可能导致认知用户(secondary users,SU)产生较高的开销,同时引起对授权用户(primary users,PU)的干扰。基于双门限能量检测的用户选择CSS策略,称为双门限最佳选择上报(double threshold best selection reporting,DTBSR)策略,意在减少SU的平均检测时间和提高频谱感知的性能。单门限能量检测在受到噪声干扰后性能会严重下降,采用了基于最大比合并(maximum ratio combining,MRC)的双门限能量检测算法,通过考虑信息上报过程对PU产生的干扰,设计了在瑞利衰落信道下DTBSR策略与传统策略的虚警概率和检测概率表达式。仿真结果表明,与传统策略和最优选择上报策略相比,改进的策略能够提高检测性能并减少平均检测时间,并且还可以通过调节感知时间获得最小化漏检概率。

基于信誉与共识的分布式智能入侵防御方案

季薇, 李炳星, 郑宝玉

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 665-670. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.27

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当认知用户中存在恶意用户,特别是恶意用户间存在协作行为时,将给协作频谱感知带来极大危害。为有效抵御恶意行为,提出将信誉模型与一致性融合相结合的分布式智能入侵防御方案。每一次迭代过程,需要依据奖惩机制对认知用户的信誉值进行奖励或惩罚,进而将信誉值与一致性融合中的融合因子相结合,并共同作用于一致性融合过程。该方案下,智能的恶意用户将最终选择放弃恶意攻击。仿真结果表明,所提方案能有效抵御多个恶意用户(有协作/无协作)的攻击。与现有的3种防御机制相比,该方案具有更好的检测与防御性能。

基于物理层安全特征的不可信中继行为预测

付晓梅, 陈莉, 常帅

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 671-675. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.28

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中继节点可能存在的不可信行为会影响协作通信系统中物理层安全性。为了预测中继的行为,提出了基于随机博弈的中继不可信动态行为预测方法,获得中继节点合作和自私、恶意等不可信行为的概率,进而预测中继节点的自私以及恶意行为。将遍历安全容量作为博弈收益,研究中继节点行为的物理层安全特征。利用连续时间马尔可夫链捕获中继行为和系统随机状态两者之间的关系,通过实验得到了中继的不可信行为概率,验证了该预测模型的有效性。

安全虚拟网络映射的启发式算法

刘新波, 王布宏, 刘帅琦, 杨智显, 赵志远

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 676-681. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.29

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针对安全虚拟网络映射过程中虚拟节点与物理节点之间匹配不合理,导致映射开销大、请求接受率低等问题,将安全虚拟网络映射过程建模为多目标混合整数线性规划模型,并提出了基于节点多属性综合评估与路径优化的安全虚拟网络映射算法。该算法在节点映射过程中,以节点的资源丰富度、安全属性和拓扑邻近性为考核对象,通过建立节点映射函数将虚拟节点映射至最佳的物理节点;在链路映射过程中,以可用带宽和路径跳数为考核对象,通过建立路径映射函数将虚拟链路映射至最佳的物理路径。实验表明,该算法在满足虚拟网络映射请求的安全需求的条件下,在虚拟网络请求接受率、映射收益和映射开销等方面优于现有的算法。

基于泛化深度迁移特征的高分遥感场景分类

罗畅, 王洁, 王世强, 史通, 任卫华

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 682-691. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.30

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针对深度卷积神经网络(deep convolutional neural network, DCNN)迁移至高分辨率遥感场景分类的问题。设计了有效的网络结构用于增强DCNN在高分辨率遥感场景分类任务中的泛化能力。首先,线性主成分分析网络被用于整合高分辨率遥感图像的空间信息,减小DCNN在迁移过程中源数据集与目标数据集之间的空间差异。随后,经整合的图像输入预训练的DCNN,提取到更具泛化性能的全局特征表达。两个公开遥感数据集(UC Merced 21和WHU-RS 19)的试验结果表明,在不改变DCNN结构参数的情况下,相比现有方法,所设计的网络结构能够有效提升遥感场景分类精度。

基于核函数的联合稀疏表示高光谱图像分类

陈善学, 周艳发, 漆若兰

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 692-698. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.31

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为了充分利用高光谱图像邻域像元间的相似性与独特性这一特征信息,提出了一种基于核函数的联合稀疏表示分类方法(kernel joint sparse representation classification, K-JSRC)来提高高光谱图像的分类精度。该方法通过一种改进的核函数对每个待测中心像元的所有邻域像元自适应的予以不同权重来测量待测中心像元与邻域像元的相似度从而得到不规则的最优邻域窗口。在Indian Pines和University of Pavia两个高光谱数据集上的实验结果表明,提出的分类算法对高光谱图像进行了很好的分类并且其分类精度优于同类算法。

基于稀疏表示和多成分字典学习的超分辨率重建

徐志刚, 李文文, 袁飞祥, 朱红蕾, 许亚美

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 699-703. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.32

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针对目前基于稀疏表示模型的图像超分辨率重建方法对于边缘、纹理等细节信息保持能力有限、易产生视觉伪影的问题,提出了基于稀疏表示和多成分字典学习的超分辨率重建算法。在字典训练阶段,所提算法在利用图像形态分量分析方法构造纹理和结构字典的基础上,为了有效地提取低分辨率图像特征细节信息,对图像结构分量采用一阶二阶导数进行特征提取,对纹理分量采用Gabor变换进行特征提取,并使用 L_1/2范数构造训练字典模型;而在重建阶段,为了消除重建图像块效应及模糊伪影,进一步提高重建图像的质量,采用全局约束和非局部相似性约束相结合的方法对重建高分辨率图像进行优化。实验结果表明,该算法在重建图像主观和客观评价指标方面均有较好的表现。

改进重加权稀疏子空间聚类算法

赵晓晓, 周治平, 贾旋

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 704-709. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.33

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稀疏子空间聚类作为先进的子空间聚类算法,不仅能有效地聚类高维数据,而且可以直接对含有噪声、稀疏无关字典等干扰信息的复杂数据进行处理。但是现有的稀疏优化框架都不能很好地满足表示系数矩阵类间稀疏和类内一致的特性。因此,考虑将反正切函数和对数函数的性质同时引入到重加权的 l ₁ 最小化框架中,使其能够同时满足 l ₀ 范数在数据较小时斜率趋于无穷、数据较大时斜率趋于零的两个重要特征,从而更好地逼近 l ₀ 最小化框架,并基于此提出改进的重加权稀疏子空间聚类算法。实验表明相较于其他子空间算法,所提算法有着更好的聚类性能。

求解大规模多背包问题的高级人工鱼群算法

李迎, 张璟, 刘庆, 张伟

系统工程与电子技术. 2018, 40(3): 710-716. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2018.03.34

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针对复杂的大规模多背包问题,提出了一种基于高级人工鱼群算法的求解方法。为了解决人工鱼群算法收敛速度慢、求解精度低的问题,所提算法通过改进其初始化方法,优化人工鱼个体的行为选择方式和追尾行为来加快问题求解的收敛速度;同时引入了动态视野及步长和人工鱼调整策略来提高算法搜索的精度。仿真实验表明:与现有的算法相比,所提算法不仅能快速收敛,而且可以达到更高的精度,尤其是对于规模越大的多背包问题算法性能提升越明显。

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