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2015年 第37卷 第6期
2015, 37(6): 1271-1278.
doi: 10.11999/JEIT141259
摘要:
移动自组织网络资源有限，且节点之间共享无线信道并以协作的方式完成消息转发，导致所传输消息的机密性较为脆弱。为保护消息内容的机密性，该文提出一种间断连接移动自组织网络中的消息转发机制。各节点对原始消息进行切割，并利用多副本消息转发过程的冗余性和节点相似性控制各片段消息在不相交的路径上进行转发，进而由网络中的摆渡节点收集、检验并还原、加密得到仅目的节点能够解密的完整消息，确保转发过程中消息的机密性、完整性。数值分析表明所提机制在保障网络性能前提下，能有效保护消息的机密性。
移动自组织网络资源有限，且节点之间共享无线信道并以协作的方式完成消息转发，导致所传输消息的机密性较为脆弱。为保护消息内容的机密性，该文提出一种间断连接移动自组织网络中的消息转发机制。各节点对原始消息进行切割，并利用多副本消息转发过程的冗余性和节点相似性控制各片段消息在不相交的路径上进行转发，进而由网络中的摆渡节点收集、检验并还原、加密得到仅目的节点能够解密的完整消息，确保转发过程中消息的机密性、完整性。数值分析表明所提机制在保障网络性能前提下，能有效保护消息的机密性。
2015, 37(6): 1279-1284.
doi: 10.11999/JEIT141303
摘要:
对等网(P2P)系统因其开放性和匿名性等特点易受到恶意攻击和非法滥用，建立基于社区的信任模型是一个行之有效的解决途径。而现有的模型忽略了节点的动态性、活跃度及影响范围。该文在分析了P2P用户模型后，提出一种基于拓扑势的P2P社区推荐信任模型，综合评估了节点的影响力、交易量及信任度。在该模型中，分别建立了社区内部和跨社区信任度计算机制，给出了超级节点评选算法。最后的仿真实验结果验证了该信任模型的有效性和鲁棒性。
对等网(P2P)系统因其开放性和匿名性等特点易受到恶意攻击和非法滥用，建立基于社区的信任模型是一个行之有效的解决途径。而现有的模型忽略了节点的动态性、活跃度及影响范围。该文在分析了P2P用户模型后，提出一种基于拓扑势的P2P社区推荐信任模型，综合评估了节点的影响力、交易量及信任度。在该模型中，分别建立了社区内部和跨社区信任度计算机制，给出了超级节点评选算法。最后的仿真实验结果验证了该信任模型的有效性和鲁棒性。
2015, 37(6): 1285-1290.
doi: 10.11999/JEIT140995
摘要:
在延迟容忍网络中，为了发现在其通信范围内的邻居节点，网络中的节点必须不断地探测周围的环境。这个接触探测过程极其耗费能量。如果网络中的节点探测太过频繁，会耗费很多能量，且使得网络能量的使用效率降低。另一方面，稀疏的探测可能导致节点失去和其它节点的接触，从而错失交换数据的机会。因此，在延迟容忍网络中能量效率和接触机会之间存在着一种折中的关系。为了研究这种折中关系，该文首先对基于随机路点模型(Random Way-Point model, RWP)的接触探测过程进行建模，得到恒定探测间隔下接触探测概率的表达式，并且证明在所有平均探测间隔相同的策略中，以恒定间隔探测的策略是最优的。其次，基于提出的理论模型，分析不同情况下能量效率和接触探测概率之间的折中。最后，通过仿真实验验证该理论模型的正确性。
在延迟容忍网络中，为了发现在其通信范围内的邻居节点，网络中的节点必须不断地探测周围的环境。这个接触探测过程极其耗费能量。如果网络中的节点探测太过频繁，会耗费很多能量，且使得网络能量的使用效率降低。另一方面，稀疏的探测可能导致节点失去和其它节点的接触，从而错失交换数据的机会。因此，在延迟容忍网络中能量效率和接触机会之间存在着一种折中的关系。为了研究这种折中关系，该文首先对基于随机路点模型(Random Way-Point model, RWP)的接触探测过程进行建模，得到恒定探测间隔下接触探测概率的表达式，并且证明在所有平均探测间隔相同的策略中，以恒定间隔探测的策略是最优的。其次，基于提出的理论模型，分析不同情况下能量效率和接触探测概率之间的折中。最后，通过仿真实验验证该理论模型的正确性。
2015, 37(6): 1291-1297.
doi: 10.11999/JEIT141182
摘要:
针对平面路由难以适应较大规模水下传感器网络的局限，该文提出一种能更好地适用于较大规模网络的分簇路由算法DLCR(Dynamic Layered Clustering Routing)。该算法将网络自上向下划分为多层，并选择层内与sink节点距离较近、剩余能量较高的节点作为簇头节点，从而降低簇头节点的通信能耗。为了避免同一节点连续被选举为簇头节点，提出一种动态分层机制，每一轮数据采集周期都将网络重新划分为多层。实验证明DLCR不仅具有良好的稳定性，还降低了网络的能耗，延长了网络的寿命。
针对平面路由难以适应较大规模水下传感器网络的局限，该文提出一种能更好地适用于较大规模网络的分簇路由算法DLCR(Dynamic Layered Clustering Routing)。该算法将网络自上向下划分为多层，并选择层内与sink节点距离较近、剩余能量较高的节点作为簇头节点，从而降低簇头节点的通信能耗。为了避免同一节点连续被选举为簇头节点，提出一种动态分层机制，每一轮数据采集周期都将网络重新划分为多层。实验证明DLCR不仅具有良好的稳定性，还降低了网络的能耗，延长了网络的寿命。
2015, 37(6): 1298-1303.
doi: 10.11999/JEIT141158
摘要:
针对正交频分多址(OFDMA)系统下行链路多业务自适应调度的问题，该文首先以最大化系统吞吐量为优化目标、每种业务的服务质量(QoS)保证为约束条件，建立了一种通用的多业务自适应资源分配模型。为解决此优化问题，提出了一种具体的自适应资源调度算法。该算法对实时业务按照用户选择最好的信道的原则分配尽可能少的资源以保证其QoS，对非实时业务把尽可能多的剩余资源按照信道选择最好的用户的原则进行分配，充分利用信道资源，提升系统容量。仿真结果表明，该算法保证了下行OFDMA系统吞吐量的同时，在实时业务的延时和丢包率等方面有一定的优越性。
针对正交频分多址(OFDMA)系统下行链路多业务自适应调度的问题，该文首先以最大化系统吞吐量为优化目标、每种业务的服务质量(QoS)保证为约束条件，建立了一种通用的多业务自适应资源分配模型。为解决此优化问题，提出了一种具体的自适应资源调度算法。该算法对实时业务按照用户选择最好的信道的原则分配尽可能少的资源以保证其QoS，对非实时业务把尽可能多的剩余资源按照信道选择最好的用户的原则进行分配，充分利用信道资源，提升系统容量。仿真结果表明，该算法保证了下行OFDMA系统吞吐量的同时，在实时业务的延时和丢包率等方面有一定的优越性。
2015, 37(6): 1304-1309.
doi: 10.11999/JEIT141340
摘要:
在密集布放环境中，超高频射频识别标签(UHF RFID)会受到相邻标签的干扰产生互阻抗，导致读取率下降。基于二端口网络和八木阵列天线的理论，该文分析天线结构与互阻抗的关系，并解释标签天线传输系数和增益的变化原因。进而提出一种密集布放环境中的标签互阻设计方法。仿真和测试结果表明，新标签不仅单一性能良好，且互相间的干扰小，适用于多标签密集布放环境中的射频识别系统。
在密集布放环境中，超高频射频识别标签(UHF RFID)会受到相邻标签的干扰产生互阻抗，导致读取率下降。基于二端口网络和八木阵列天线的理论，该文分析天线结构与互阻抗的关系，并解释标签天线传输系数和增益的变化原因。进而提出一种密集布放环境中的标签互阻设计方法。仿真和测试结果表明，新标签不仅单一性能良好，且互相间的干扰小，适用于多标签密集布放环境中的射频识别系统。
2015, 37(6): 1310-1316.
doi: 10.11999/JEIT141037
摘要:
针对新型高效数字喷泉码RaptorQ码译码复杂度高的问题，利用它是系统码的特性，该文提出一种降维快速译码算法。该算法利用预先计算的逆矩阵，将译码过程中对接收编码约束矩阵的求逆转化为对更小维数矩阵的求逆，以降低译码复杂度。算法译码效果与现有译码算法等价。仿真结果表明，在信道符号删除概率较低(小于0.2)时，该算法的译码速度显著高于现有算法。
针对新型高效数字喷泉码RaptorQ码译码复杂度高的问题，利用它是系统码的特性，该文提出一种降维快速译码算法。该算法利用预先计算的逆矩阵，将译码过程中对接收编码约束矩阵的求逆转化为对更小维数矩阵的求逆，以降低译码复杂度。算法译码效果与现有译码算法等价。仿真结果表明，在信道符号删除概率较低(小于0.2)时，该算法的译码速度显著高于现有算法。
2015, 37(6): 1317-1322.
doi: 10.11999/JEIT140860
摘要:
测量矩阵是压缩感知(Compressed Sensing, CS)的重要组成部分，确定性的测量矩阵易于硬件实现，但是重构信号的精度一般不如随机矩阵。针对这一缺点，该文提出并构造了一种新的确定性测量矩阵，称作分块的有序范德蒙矩阵。范德蒙矩阵具有线性不相关的性质，在此基础上加上分块操作和对元素进行有序排列得到的分块的有序范德蒙矩阵，实现了时域中的非均匀采样，特别适合于维数较大的自然图像信号。仿真实验表明，对于图像信号该矩阵具有远高于高斯矩阵的重构精度，可以作为实际中的测量矩阵使用。
测量矩阵是压缩感知(Compressed Sensing, CS)的重要组成部分，确定性的测量矩阵易于硬件实现，但是重构信号的精度一般不如随机矩阵。针对这一缺点，该文提出并构造了一种新的确定性测量矩阵，称作分块的有序范德蒙矩阵。范德蒙矩阵具有线性不相关的性质，在此基础上加上分块操作和对元素进行有序排列得到的分块的有序范德蒙矩阵，实现了时域中的非均匀采样，特别适合于维数较大的自然图像信号。仿真实验表明，对于图像信号该矩阵具有远高于高斯矩阵的重构精度，可以作为实际中的测量矩阵使用。
2015, 37(6): 1323-1329.
doi: 10.11999/JEIT141180
摘要:
针对现有的相位键控(PSK)编码信号码速率估计方法在Alpha稳定分布中性能严重退化的问题，该文提出一种基于柯西分布的码速率最大似然估计(CMLE)新方法，该方法可同时估计码速率与定时偏差。CMLE利用窗口法将信号划分为定时偏差窗和多个宽度一定的非重叠且已同步的时域窗，每个窗只包含一个码元符号；在Alpha稳定分布噪声下，利用窗中符号信息构造了基于柯西分布的似然函数，可同时获得定时偏差窗宽与码元符号窗宽的最大似然估计。仿真结果表明，该方法能有效抑制Alpha稳定分布噪声并具有良好的参数估计性能。
针对现有的相位键控(PSK)编码信号码速率估计方法在Alpha稳定分布中性能严重退化的问题，该文提出一种基于柯西分布的码速率最大似然估计(CMLE)新方法，该方法可同时估计码速率与定时偏差。CMLE利用窗口法将信号划分为定时偏差窗和多个宽度一定的非重叠且已同步的时域窗，每个窗只包含一个码元符号；在Alpha稳定分布噪声下，利用窗中符号信息构造了基于柯西分布的似然函数，可同时获得定时偏差窗宽与码元符号窗宽的最大似然估计。仿真结果表明，该方法能有效抑制Alpha稳定分布噪声并具有良好的参数估计性能。
2015, 37(6): 1330-1335.
doi: 10.11999/JEIT141605
摘要:
对于一类非线性信号的去噪问题，该文提出一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)的有效迭代方法。对现有奇异值差分谱方法在两类不同非线性信号上的去噪效果进行了对比，指出在信号不具有明显特征频率、非周期性变化时这一方法并不适用，并分析了现象产生的原因；然后针对该类信号的特点重新定义了Hankel矩阵结构，给出有效奇异值的确定方式，并通过SVD多次迭代过程实现对该类信号的有效去噪。对实际飞行数据去噪的实验结果表明，该方法对提出的一类信号对象不仅去噪效果良好，而且可提高运算效率。
对于一类非线性信号的去噪问题，该文提出一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)的有效迭代方法。对现有奇异值差分谱方法在两类不同非线性信号上的去噪效果进行了对比，指出在信号不具有明显特征频率、非周期性变化时这一方法并不适用，并分析了现象产生的原因；然后针对该类信号的特点重新定义了Hankel矩阵结构，给出有效奇异值的确定方式，并通过SVD多次迭代过程实现对该类信号的有效去噪。对实际飞行数据去噪的实验结果表明，该方法对提出的一类信号对象不仅去噪效果良好，而且可提高运算效率。
2015, 37(6): 1336-1342.
doi: 10.11999/JEIT141113
摘要:
基于目标位置量测的一些量测转换方法已被广泛使用在目标跟踪应用中，使得卡尔曼滤波器得以在直角坐标系中应用。但是，这些量测转换方法有一些会导致估计性能恶化的根本缺陷。事实上，除了位置量测外，理论计算和实践已经证明，包含目标速度信息的多普勒量测具有有效提高目标状态估计精度的潜力。该文在直角坐标系下提出一种可使用转换多普勒量测(即距离量测与多普勒量测的乘积)的滤波器。从理论上讲，它是在最佳线性无偏估计准则下的最优线性无偏滤波器，并且避免了量测转换方法的根本缺陷。通过将近似处理后的新型最优线性滤波器与目前4种流行的方法进行仿真比较，验证了所提出的滤波器的优越性。
基于目标位置量测的一些量测转换方法已被广泛使用在目标跟踪应用中，使得卡尔曼滤波器得以在直角坐标系中应用。但是，这些量测转换方法有一些会导致估计性能恶化的根本缺陷。事实上，除了位置量测外，理论计算和实践已经证明，包含目标速度信息的多普勒量测具有有效提高目标状态估计精度的潜力。该文在直角坐标系下提出一种可使用转换多普勒量测(即距离量测与多普勒量测的乘积)的滤波器。从理论上讲，它是在最佳线性无偏估计准则下的最优线性无偏滤波器，并且避免了量测转换方法的根本缺陷。通过将近似处理后的新型最优线性滤波器与目前4种流行的方法进行仿真比较，验证了所提出的滤波器的优越性。
2015, 37(6): 1343-1349.
doi: 10.11999/JEIT141122
摘要:
传统的语音端点检测方法对辅音，特别是受到噪声污染的清音部分与背景噪声之间分离能力不足。针对上述问题，该文提出一种基于Fisher线性判别分析的梅尔频率倒谱系数(F-MFCC)端点检测方法。将清音信号和背景噪声视为两类分类问题，采用Fisher准则求解具有判别信息的最佳投影方向，使得投影后的特征参数具有最小类内散度和最大类间散度，从而增大清音与背景噪声的可分离性。在不同语音库上的实验结果表明，F-MFCC能够在不同信噪比和背景噪声条件下提高语音端点检测的准确率。
传统的语音端点检测方法对辅音，特别是受到噪声污染的清音部分与背景噪声之间分离能力不足。针对上述问题，该文提出一种基于Fisher线性判别分析的梅尔频率倒谱系数(F-MFCC)端点检测方法。将清音信号和背景噪声视为两类分类问题，采用Fisher准则求解具有判别信息的最佳投影方向，使得投影后的特征参数具有最小类内散度和最大类间散度，从而增大清音与背景噪声的可分离性。在不同语音库上的实验结果表明，F-MFCC能够在不同信噪比和背景噪声条件下提高语音端点检测的准确率。
2015, 37(6): 1350-1356.
doi: 10.11999/JEIT141264
摘要:
本征音子说话人自适应算法在自适应数据量充足时可以取得很好的自适应效果，但在自适应数据量不足时会出现严重的过拟合现象。为此该文提出一种基于本征音子说话人子空间的说话人自适应算法来克服这一问题。首先给出基于隐马尔可夫模型-高斯混合模型(HMM-GMM)的语音识别系统中本征音子说话人自适应的基本原理。其次通过引入说话人子空间对不同说话人的本征音子矩阵间的相关性信息进行建模；然后通过估计说话人相关坐标矢量得到一种新的本征音子说话人子空间自适应算法。最后将本征音子说话人子空间自适应算法与传统说话人子空间自适应算法进行了对比。基于微软语料库的汉语连续语音识别实验表明，与本征音子说话人自适应算法相比，该算法在自适应数据量极少时能大幅提升性能，较好地克服过拟合现象。与本征音自适应算法相比，该算法以较小的性能牺牲代价获得了更低的空间复杂度而更具实用性。
本征音子说话人自适应算法在自适应数据量充足时可以取得很好的自适应效果，但在自适应数据量不足时会出现严重的过拟合现象。为此该文提出一种基于本征音子说话人子空间的说话人自适应算法来克服这一问题。首先给出基于隐马尔可夫模型-高斯混合模型(HMM-GMM)的语音识别系统中本征音子说话人自适应的基本原理。其次通过引入说话人子空间对不同说话人的本征音子矩阵间的相关性信息进行建模；然后通过估计说话人相关坐标矢量得到一种新的本征音子说话人子空间自适应算法。最后将本征音子说话人子空间自适应算法与传统说话人子空间自适应算法进行了对比。基于微软语料库的汉语连续语音识别实验表明，与本征音子说话人自适应算法相比，该算法在自适应数据量极少时能大幅提升性能，较好地克服过拟合现象。与本征音自适应算法相比，该算法以较小的性能牺牲代价获得了更低的空间复杂度而更具实用性。
2015, 37(6): 1357-1364.
doi: 10.11999/JEIT141134
摘要:
针对目标跟踪过程中的目标表观变化、背景干扰及发生遮挡等问题，该文提出一种基于局部分块和模型更新的视觉跟踪算法。该文采用粗搜索与精搜索相结合的双层搜索方法来提高目标的定位精度。首先，在包含部分背景区域的初始跟踪区域内构建目标模型。然后，利用基于积分直方图的局部穷搜索算法初步确定目标的位置，接着在当前跟踪区域内通过分块学习来精确搜索目标的最终位置。最后，利用创建的模型更新域对目标模型进行更新。该文主要针对分块跟踪中的背景抑制、模型更新等方面进行了研究，实验结果表明该算法对目标表观变化、背景干扰及遮挡情况的处理能力都有所增强。
针对目标跟踪过程中的目标表观变化、背景干扰及发生遮挡等问题，该文提出一种基于局部分块和模型更新的视觉跟踪算法。该文采用粗搜索与精搜索相结合的双层搜索方法来提高目标的定位精度。首先，在包含部分背景区域的初始跟踪区域内构建目标模型。然后，利用基于积分直方图的局部穷搜索算法初步确定目标的位置，接着在当前跟踪区域内通过分块学习来精确搜索目标的最终位置。最后，利用创建的模型更新域对目标模型进行更新。该文主要针对分块跟踪中的背景抑制、模型更新等方面进行了研究，实验结果表明该算法对目标表观变化、背景干扰及遮挡情况的处理能力都有所增强。
2015, 37(6): 1365-1371.
doi: 10.11999/JEIT140960
摘要:
该文提出一种新的基于特征统计的形状描述方法。通过对中心-轮廓距离(CCD)和传统链码(Chaincode)的联合统计分析，使用中心-轮廓距离对形状进行层次分解，对各层的形状映射部分的链码描述进行统计分析，从而形成中心-轮廓距离和链码的联合统计(JSCCDC)描述子。形状之间的相似性可以用JSCCDC的城区距离来描述。实验结果表明，该表示方法兼具了形状的全局特征和局部特征，相比于传统的特征加权方法具有更优越的性能，在形状匹配和形状检索中具有较高的精度和可靠性。
该文提出一种新的基于特征统计的形状描述方法。通过对中心-轮廓距离(CCD)和传统链码(Chaincode)的联合统计分析，使用中心-轮廓距离对形状进行层次分解，对各层的形状映射部分的链码描述进行统计分析，从而形成中心-轮廓距离和链码的联合统计(JSCCDC)描述子。形状之间的相似性可以用JSCCDC的城区距离来描述。实验结果表明，该表示方法兼具了形状的全局特征和局部特征，相比于传统的特征加权方法具有更优越的性能，在形状匹配和形状检索中具有较高的精度和可靠性。
2015, 37(6): 1372-1377.
doi: 10.11999/JEIT141093
摘要:
为了避免图像数据向量化后的维数灾难问题，以及增强对野值(outliers)及噪声的鲁棒性，该文提出一种基于L1-范数的2维线性判别分析(L1-norm-based Two-Dimensional Linear Discriminant Analysis, 2DLDA-L1)降维方法。它充分利用L1-范数对野值及噪声的强鲁棒性，并且直接在图像矩阵上进行投影降维。该文还提出一种快速迭代优化算法，并给出了其单调收敛到局部最优的证明。在多个图像数据库上的实验验证了该方法的鲁棒性与高效性。
为了避免图像数据向量化后的维数灾难问题，以及增强对野值(outliers)及噪声的鲁棒性，该文提出一种基于L1-范数的2维线性判别分析(L1-norm-based Two-Dimensional Linear Discriminant Analysis, 2DLDA-L1)降维方法。它充分利用L1-范数对野值及噪声的强鲁棒性，并且直接在图像矩阵上进行投影降维。该文还提出一种快速迭代优化算法，并给出了其单调收敛到局部最优的证明。在多个图像数据库上的实验验证了该方法的鲁棒性与高效性。
2015, 37(6): 1378-1383.
doi: 10.11999/JEIT141241
摘要:
星载探测对仪器重量和体积的要求都很苛刻，而通常三极子天线需要一部三通道接收机以实现电磁波参数估计，不但重量和体积较大，而且存在通道串扰和增益不平衡的问题。该文提出两种基于时分技术的三极子天线估计电磁波参数的算法，使得一个三极子天线只需要一部单通道接收机，不但减小接收机的体积、降低接收机的重量和费用，而且克服了通道串扰和增益不平衡的问题。仿真结果证明了算法的有效性。
星载探测对仪器重量和体积的要求都很苛刻，而通常三极子天线需要一部三通道接收机以实现电磁波参数估计，不但重量和体积较大，而且存在通道串扰和增益不平衡的问题。该文提出两种基于时分技术的三极子天线估计电磁波参数的算法，使得一个三极子天线只需要一部单通道接收机，不但减小接收机的体积、降低接收机的重量和费用，而且克服了通道串扰和增益不平衡的问题。仿真结果证明了算法的有效性。
2015, 37(6): 1384-1388.
doi: 10.11999/JEIT141390
摘要:
人体血氧饱和度是基于脉搏波信号测量得到的，然而在脉搏波信号采集的过程中存在着由人体呼吸和仪器本身热噪声等带来的基线漂移和高频噪声，影响人体血氧饱和度的测量精度。因此，该文提出一种总体平均经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)与基于排列熵(Permutation Entropy, PE)的信号随机性检测相结合的方法，同时消除基线漂移和高频噪声。对脉搏波信号进行EEMD分解，计算分解到得到的内在模式分量的排列熵，选取阈值，分别判断并剔除代表高频噪声和基线漂移的内在模式分量。最后信号重构就得到同时消除高频噪声和基线漂移的脉搏波信号。通过自行研制的测量装置所采集的脉搏波信号进行实验验证，利用信号的频谱和交直流比R评价效果。结果表明：该方法有效地同时消除了脉搏波信号中的高频噪声和基线漂移，这将有利于人体血氧饱和度测量精度的提高。
人体血氧饱和度是基于脉搏波信号测量得到的，然而在脉搏波信号采集的过程中存在着由人体呼吸和仪器本身热噪声等带来的基线漂移和高频噪声，影响人体血氧饱和度的测量精度。因此，该文提出一种总体平均经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)与基于排列熵(Permutation Entropy, PE)的信号随机性检测相结合的方法，同时消除基线漂移和高频噪声。对脉搏波信号进行EEMD分解，计算分解到得到的内在模式分量的排列熵，选取阈值，分别判断并剔除代表高频噪声和基线漂移的内在模式分量。最后信号重构就得到同时消除高频噪声和基线漂移的脉搏波信号。通过自行研制的测量装置所采集的脉搏波信号进行实验验证，利用信号的频谱和交直流比R评价效果。结果表明：该方法有效地同时消除了脉搏波信号中的高频噪声和基线漂移，这将有利于人体血氧饱和度测量精度的提高。
2015, 37(6): 1389-1394.
doi: 10.11999/JEIT141254
摘要:
快速分级后投影(Fast Factorized Back Projection, FFBP)算法大幅减少了原始后投影算法的插值次数，提升运算效率。然而图像合成过程中仍然需要大量的图像域2维插值操作，庞大的计算量限制了其在实际中的应用。该文提出一种基于几何校正的聚束SAR快速分级后投影算法。该算法利用几何校正的方法实现子图像配准，即在满足聚焦性能的前提下，通过距离维平移和角度维旋转完成子图像在不同坐标系下的投影和子图像合成。该算法避免了逐点插值运算，进一步降低了FFBP算法的计算量。仿真结果表明，该算法能高精度聚焦成像，并且其运算效率相对于基于图像域2维插值的FFBP算法显著提高。
快速分级后投影(Fast Factorized Back Projection, FFBP)算法大幅减少了原始后投影算法的插值次数，提升运算效率。然而图像合成过程中仍然需要大量的图像域2维插值操作，庞大的计算量限制了其在实际中的应用。该文提出一种基于几何校正的聚束SAR快速分级后投影算法。该算法利用几何校正的方法实现子图像配准，即在满足聚焦性能的前提下，通过距离维平移和角度维旋转完成子图像在不同坐标系下的投影和子图像合成。该算法避免了逐点插值运算，进一步降低了FFBP算法的计算量。仿真结果表明，该算法能高精度聚焦成像，并且其运算效率相对于基于图像域2维插值的FFBP算法显著提高。
2015, 37(6): 1395-1401.
doi: 10.11999/JEIT140900
摘要:
在非均匀海杂波环境中，参考单元中的异常单元限制了采样协方差矩阵(SCM)的估计性能，从而影响了传统自适应匹配滤波(AMF)检测器的检测性能。而考虑删除异常单元的方法在参考单元数目有限时可能导致矩阵的奇异性。鉴于此，在保持参考单元数目不变条件下，该文设计一种基于功率中值与归一化采样协方差矩阵(MNSCM)的估计方法，并将其与匹配滤波器(MF)相结合，构造一种新型的自适应匹配滤波检测器。与传统的自适应匹配滤波相比，该文设计的检测器在实测和仿真海杂波数据条件下均具有明显的性能优势。
在非均匀海杂波环境中，参考单元中的异常单元限制了采样协方差矩阵(SCM)的估计性能，从而影响了传统自适应匹配滤波(AMF)检测器的检测性能。而考虑删除异常单元的方法在参考单元数目有限时可能导致矩阵的奇异性。鉴于此，在保持参考单元数目不变条件下，该文设计一种基于功率中值与归一化采样协方差矩阵(MNSCM)的估计方法，并将其与匹配滤波器(MF)相结合，构造一种新型的自适应匹配滤波检测器。与传统的自适应匹配滤波相比，该文设计的检测器在实测和仿真海杂波数据条件下均具有明显的性能优势。
2015, 37(6): 1402-1408.
doi: 10.11999/JEIT141012
摘要:
充分利用先验信息是提高统计推断性能的有效途径之一。贝叶斯估计的先验信息模型参数必须在设计阶段确定下来，与待探测环境模型参数之间必然存在不一致性，从而有可能导致估计质量的下降。该文首先给出了基于估计性能的先验模型参数感知的一般性框架。基于该框架，针对白高斯噪声中直流信号的贝叶斯估计器，分析了先验失配条件下的估计性能，给出了一种先验模型参数迭代感知的算法。利用计算机仿真分析了该估计器性能对先验模型参数的敏感性和稳健性，分析了不同条件下的迭代感知过程。计算机仿真结果表明，该文给出的迭代感知方法建立了从估计性能到先验模型参数的反馈，通过估计器与待探测场景的多次交互，可以使得先验模型与当前场景模型匹配。
充分利用先验信息是提高统计推断性能的有效途径之一。贝叶斯估计的先验信息模型参数必须在设计阶段确定下来，与待探测环境模型参数之间必然存在不一致性，从而有可能导致估计质量的下降。该文首先给出了基于估计性能的先验模型参数感知的一般性框架。基于该框架，针对白高斯噪声中直流信号的贝叶斯估计器，分析了先验失配条件下的估计性能，给出了一种先验模型参数迭代感知的算法。利用计算机仿真分析了该估计器性能对先验模型参数的敏感性和稳健性，分析了不同条件下的迭代感知过程。计算机仿真结果表明，该文给出的迭代感知方法建立了从估计性能到先验模型参数的反馈，通过估计器与待探测场景的多次交互，可以使得先验模型与当前场景模型匹配。
2015, 37(6): 1409-1415.
doi: 10.11999/JEIT141131
摘要:
针对机载聚束合成孔径雷达(SAR)惯导精度无法满足高分辨SAR成像的问题，该文提出了一种结合极坐标格式算法(PFA)的自聚焦算法，即由粗到精的混合多阶段参数化最小熵(Hybrid Multistage Parameterized Minimum Entropy, HMPME)距离单元徙动校正方法和基于图像对比度增强(Contrast Enhancement, CE)的变步长迭代相位误差校正方法。该自聚焦算法可以直接嵌入到PFA处理中，精确地补偿了惯导测量精度不足引起的越距离单元徙动(Range Cell Migration, RCM)和相位误差，且对于低对比度、低信噪比场景数据有良好的聚焦性能。最后，利用仿真实验和实测机载聚束SAR数据验证了所提算法的有效性。
针对机载聚束合成孔径雷达(SAR)惯导精度无法满足高分辨SAR成像的问题，该文提出了一种结合极坐标格式算法(PFA)的自聚焦算法，即由粗到精的混合多阶段参数化最小熵(Hybrid Multistage Parameterized Minimum Entropy, HMPME)距离单元徙动校正方法和基于图像对比度增强(Contrast Enhancement, CE)的变步长迭代相位误差校正方法。该自聚焦算法可以直接嵌入到PFA处理中，精确地补偿了惯导测量精度不足引起的越距离单元徙动(Range Cell Migration, RCM)和相位误差，且对于低对比度、低信噪比场景数据有良好的聚焦性能。最后，利用仿真实验和实测机载聚束SAR数据验证了所提算法的有效性。
2015, 37(6): 1416-1423.
doi: 10.11999/JEIT141179
摘要:
在多目标多任务情况下，通常要求雷达具有多种工作模式，以实现搜索、跟踪等不同功能。传统雷达在某一时刻只能实现一种功能，工作模式不够灵活，很难高效利用系统资源。针对此问题，该文提出一种MIMO雷达多模式波形设计方法，该方法以方向图逼近、期望方向的信号功率谱或频谱逼近等为准则，在恒模约束下建立关于波形矩阵的多目标优化模型，并采用共轭梯度方法进行优化求解。仿真结果表明，所设计波形在空域上具有多波束方向图，波束指向上的信号具有多种工作模式的特性，可以同时实现搜索、跟踪等功能。
在多目标多任务情况下，通常要求雷达具有多种工作模式，以实现搜索、跟踪等不同功能。传统雷达在某一时刻只能实现一种功能，工作模式不够灵活，很难高效利用系统资源。针对此问题，该文提出一种MIMO雷达多模式波形设计方法，该方法以方向图逼近、期望方向的信号功率谱或频谱逼近等为准则，在恒模约束下建立关于波形矩阵的多目标优化模型，并采用共轭梯度方法进行优化求解。仿真结果表明，所设计波形在空域上具有多波束方向图，波束指向上的信号具有多种工作模式的特性，可以同时实现搜索、跟踪等功能。
2015, 37(6): 1424-1430.
doi: 10.11999/JEIT141106
摘要:
阵列天线合成孔径雷达(SAR)可实现3维成像。为了提高成像质量，使用测量设备获取平台的运动信息以进行运动补偿，而测量误差会影响补偿及成像质量，需对其进行分析。该文首先建立了阵列天线SAR 3维成像模型和测量误差分析模型，接着分别从位置和姿态角两个方面分析了测量误差对相位误差的影响，并比较不同方向误差影响的大小，然后通过仿真分析了误差对成像指标的影响，并引入姿态误差基线比来量化姿态角误差的影响。最后得出高程向和横滚角测量误差影响最大的结论，给出了限定要求下测量误差的容忍值。该文的结论为测量设备的选取和设计以及成像和补偿方法的选择和分析提供了理论指导和参考。
阵列天线合成孔径雷达(SAR)可实现3维成像。为了提高成像质量，使用测量设备获取平台的运动信息以进行运动补偿，而测量误差会影响补偿及成像质量，需对其进行分析。该文首先建立了阵列天线SAR 3维成像模型和测量误差分析模型，接着分别从位置和姿态角两个方面分析了测量误差对相位误差的影响，并比较不同方向误差影响的大小，然后通过仿真分析了误差对成像指标的影响，并引入姿态误差基线比来量化姿态角误差的影响。最后得出高程向和横滚角测量误差影响最大的结论，给出了限定要求下测量误差的容忍值。该文的结论为测量设备的选取和设计以及成像和补偿方法的选择和分析提供了理论指导和参考。
2015, 37(6): 1431-1436.
doi: 10.11999/JEIT141079
摘要:
针对集中式多输入多输出(MIMO)雷达波形设计中多个设计目标同时优化的问题，基于交替投影的思想，该文提出一种以任意维迭代谱逼近算法(ADISAA)为基础的波形设计框架，通过可调的权重来协调发射方向图匹配、良好的相关特性和频谱凹口等多种功能的波形设计目标，最终实现恒模波形设计。仿真结果表明，相对于已有的算法，在发射方向图匹配的基础上，该算法改善了发射波形在指定区间的相关特性，同时通过频谱凹口的设计避开了受到色噪声和有源干扰污染的频段，算法的计算复杂度更低。
针对集中式多输入多输出(MIMO)雷达波形设计中多个设计目标同时优化的问题，基于交替投影的思想，该文提出一种以任意维迭代谱逼近算法(ADISAA)为基础的波形设计框架，通过可调的权重来协调发射方向图匹配、良好的相关特性和频谱凹口等多种功能的波形设计目标，最终实现恒模波形设计。仿真结果表明，相对于已有的算法，在发射方向图匹配的基础上，该算法改善了发射波形在指定区间的相关特性，同时通过频谱凹口的设计避开了受到色噪声和有源干扰污染的频段，算法的计算复杂度更低。
2015, 37(6): 1437-1442.
doi: 10.11999/JEIT141234
摘要:
该文提出了一种运用协方差矩阵计算星载全极化SAR距离模糊的方法。首先分析了极化SAR距离模糊的成因及同极化和交叉极化通道间距离模糊能量的差异。现有的距离模糊计算方法以散射矩阵为主，受相干斑影响，单一像素的散射强度不能表征分布目标的反射率，因而在距离向相邻的像素无法确定其距离模糊比。针对上述问题该文推导了基于分布目标的极化SAR距离模糊的计算方法。结合Radarsat-2实测数据对这种新方法进行了验证。实验表明，运用协方差矩阵能够很好地表征分布式目标，由它计算得出的距离模糊比是平稳、确定的。相比已有算法，所提方法能够有效计算极化SAR分布式目标的距离模糊。
该文提出了一种运用协方差矩阵计算星载全极化SAR距离模糊的方法。首先分析了极化SAR距离模糊的成因及同极化和交叉极化通道间距离模糊能量的差异。现有的距离模糊计算方法以散射矩阵为主，受相干斑影响，单一像素的散射强度不能表征分布目标的反射率，因而在距离向相邻的像素无法确定其距离模糊比。针对上述问题该文推导了基于分布目标的极化SAR距离模糊的计算方法。结合Radarsat-2实测数据对这种新方法进行了验证。实验表明，运用协方差矩阵能够很好地表征分布式目标，由它计算得出的距离模糊比是平稳、确定的。相比已有算法，所提方法能够有效计算极化SAR分布式目标的距离模糊。
2015, 37(6): 1443-1449.
doi: 10.11999/JEIT140948
摘要:
电离层闪烁会破坏星载合成孔径雷达(SAR)回波信号之间的相关性，使其成像性能下降。已有的工作都是假设已知电离层电子密度的扰动开展的，但是目前的测量手段无法直接获取该参量。该文利用海口观测站超高频(UHF)频段太阳活动高年和中等年份的实测数据，分析电离层闪烁的变化特征，并基于相位屏理论，给出一种利用闪烁指数评估电离层闪烁对星载P波段SAR系统影响效应的方法。结果表明：电离层闪烁在低纬地区主要发生在夜间，且在两分季高发；太阳活动高年，全年约有3.8%的时间会发生电离层闪烁现象；对于P波段SAR系统来说，弱闪烁使得方位向冲激响应函数(IRF)的主瓣宽度和副瓣增益增大，分辨率下降；中等强度闪烁使得方位向冲激响应函数发生严重的扰动，副瓣增益增大到主瓣的水平，主瓣中心也发生平移，可能使得系统无法直接成像。
电离层闪烁会破坏星载合成孔径雷达(SAR)回波信号之间的相关性，使其成像性能下降。已有的工作都是假设已知电离层电子密度的扰动开展的，但是目前的测量手段无法直接获取该参量。该文利用海口观测站超高频(UHF)频段太阳活动高年和中等年份的实测数据，分析电离层闪烁的变化特征，并基于相位屏理论，给出一种利用闪烁指数评估电离层闪烁对星载P波段SAR系统影响效应的方法。结果表明：电离层闪烁在低纬地区主要发生在夜间，且在两分季高发；太阳活动高年，全年约有3.8%的时间会发生电离层闪烁现象；对于P波段SAR系统来说，弱闪烁使得方位向冲激响应函数(IRF)的主瓣宽度和副瓣增益增大，分辨率下降；中等强度闪烁使得方位向冲激响应函数发生严重的扰动，副瓣增益增大到主瓣的水平，主瓣中心也发生平移，可能使得系统无法直接成像。
2015, 37(6): 1450-1456.
doi: 10.11999/JEIT141150
摘要:
空间交会对接微波雷达采用基于延迟锁定环(DDLL)、锁频环(FLL)和锁相环(PLL)的算法处理合作目标转发的直接序列扩频信号，获得入射信号的时延、频率及波达角(DOA)估计。针对当前基于DDLL, FLL和PLL(DFP)的算法没有充分利用接收信号有效信息的问题，该文提出一种基于极大似然估计(MLE)的低代价闭环跟踪(MLBT)算法。该算法利用代价函数的梯度正比于参数误差的特性，设计了参数误差鉴别器。在此基础上给出了相应的扩频信号多参数跟踪环路。分析并验证了鉴别器的方差特性，从而给出MLBT算法的参数估计均方根误差(RMSEs)下限。仿真实验验证了对MLBT算法参数估计均方根误差下限分析的正确性。此外仿真结果表明，MLBT算法相比DFP算法有限地增加运算量，同时获得了更优的参数估计性能。
空间交会对接微波雷达采用基于延迟锁定环(DDLL)、锁频环(FLL)和锁相环(PLL)的算法处理合作目标转发的直接序列扩频信号，获得入射信号的时延、频率及波达角(DOA)估计。针对当前基于DDLL, FLL和PLL(DFP)的算法没有充分利用接收信号有效信息的问题，该文提出一种基于极大似然估计(MLE)的低代价闭环跟踪(MLBT)算法。该算法利用代价函数的梯度正比于参数误差的特性，设计了参数误差鉴别器。在此基础上给出了相应的扩频信号多参数跟踪环路。分析并验证了鉴别器的方差特性，从而给出MLBT算法的参数估计均方根误差(RMSEs)下限。仿真实验验证了对MLBT算法参数估计均方根误差下限分析的正确性。此外仿真结果表明，MLBT算法相比DFP算法有限地增加运算量，同时获得了更优的参数估计性能。
2015, 37(6): 1457-1462.
doi: 10.11999/JEIT141227
摘要:
基于字典学习算法的信号稀疏表示被广泛应用于信号处理领域。由于字典原子间存在冗余性，求解信号的稀疏表示会受到观测信号中扰动分量的影响，从而带来表示的不确定性，不利于雷达高分辨距离像(HRRP)目标识别任务。针对这一问题，该文提出一种稳健字典学习(SDL)算法，通过边缘化信号丢失，构建稳健损失函数用于学习自适应字典。该算法利用距离像在散射点不发生越距离单元走动的方位帧内具有结构相似性，约束临近训练样本间稀疏表示的非零元素位置相同，并通过结构化稀疏约束选择最优子字典用于测试样本的分类。基于实测HRRP数据的实验结果验证了所提算法的有效性。
基于字典学习算法的信号稀疏表示被广泛应用于信号处理领域。由于字典原子间存在冗余性，求解信号的稀疏表示会受到观测信号中扰动分量的影响，从而带来表示的不确定性，不利于雷达高分辨距离像(HRRP)目标识别任务。针对这一问题，该文提出一种稳健字典学习(SDL)算法，通过边缘化信号丢失，构建稳健损失函数用于学习自适应字典。该算法利用距离像在散射点不发生越距离单元走动的方位帧内具有结构相似性，约束临近训练样本间稀疏表示的非零元素位置相同，并通过结构化稀疏约束选择最优子字典用于测试样本的分类。基于实测HRRP数据的实验结果验证了所提算法的有效性。
2015, 37(6): 1463-1469.
doi: 10.11999/JEIT141022
摘要:
圆迹干涉SAR具有对场景目标进行全方位观测测量的优势，为了满足高分辨率圆迹SAR成像对高精度的场景数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)的需求，该文提出了一种基于圆迹干涉SAR数据的高程估计方法。首先推导了采用后向投影(Back Projection, BP)算法时的圆迹干涉SAR信号模型，然后给出了基于圆迹干涉SAR处理的场景DEM提取流程，最后通过仿真实验验证了所提方法的有效性。
圆迹干涉SAR具有对场景目标进行全方位观测测量的优势，为了满足高分辨率圆迹SAR成像对高精度的场景数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)的需求，该文提出了一种基于圆迹干涉SAR数据的高程估计方法。首先推导了采用后向投影(Back Projection, BP)算法时的圆迹干涉SAR信号模型，然后给出了基于圆迹干涉SAR处理的场景DEM提取流程，最后通过仿真实验验证了所提方法的有效性。
2015, 37(6): 1470-1475.
doi: 10.11999/JEIT141042
摘要:
2分随机乘法模型的倍乘因子的分布要求是关于1/2对称的，所以基于此模型仿真出海杂波数据的多重分形谱函数形状比较受限制。该文在分析2分随机乘法模型构造过程的基础上，提出N分随机乘法模型，它是2分随机乘法模型的推广，但却突破倍乘因子分布关于1/2对称的限制，更利于仿真具有期望形状的多重分形谱函数的海杂波数据。理论推导和实验结果均表明倍乘因子的分布决定多重分形谱函数的形状。
2分随机乘法模型的倍乘因子的分布要求是关于1/2对称的，所以基于此模型仿真出海杂波数据的多重分形谱函数形状比较受限制。该文在分析2分随机乘法模型构造过程的基础上，提出N分随机乘法模型，它是2分随机乘法模型的推广，但却突破倍乘因子分布关于1/2对称的限制，更利于仿真具有期望形状的多重分形谱函数的海杂波数据。理论推导和实验结果均表明倍乘因子的分布决定多重分形谱函数的形状。
2015, 37(6): 1476-1482.
doi: 10.11999/JEIT141504
摘要:
随着反隐身技术的发展，米波雷达凭借其反隐身、反辐射导弹方面的天然优势，再度进入科学界的视野。但米波雷达在探测低仰角目标过程中受多路径效应影响严重，导致测高结果易出现较大偏差，无法满足实际需要。而组网雷达数据融合技术的发展为此问题找到了一个解决办法。该文采用组网雷达数据融合技术，仅利用米波雷达测得的距离和方位信息实现了目标的3维定位，从而解决米波雷达测高困难的问题。考虑地球曲率的影响。该文所提出的米波组网雷达测高算法利用大地坐标变换、坐标系变换和数据变换，把各雷达数据统一到一个合理的工作平台，即虚拟平面上，在该平面上对目标进行测高计算。对极小误差法加以改进，采用分辨率不高，但数据稳定性好的方位角信息确定算法的搜索范围；应用分辨率较高的目标距离信息来获取最终的目标经度、纬度、海拔高度估值。由于地面强反射的原因，目标的距离估值有些时候是不准确的，该文设立了置信度判决准则以验证定位的有效性。通过仿真验证，该算法具有较好的测高精度，可作为组网雷达行之有效的测高方法。
随着反隐身技术的发展，米波雷达凭借其反隐身、反辐射导弹方面的天然优势，再度进入科学界的视野。但米波雷达在探测低仰角目标过程中受多路径效应影响严重，导致测高结果易出现较大偏差，无法满足实际需要。而组网雷达数据融合技术的发展为此问题找到了一个解决办法。该文采用组网雷达数据融合技术，仅利用米波雷达测得的距离和方位信息实现了目标的3维定位，从而解决米波雷达测高困难的问题。考虑地球曲率的影响。该文所提出的米波组网雷达测高算法利用大地坐标变换、坐标系变换和数据变换，把各雷达数据统一到一个合理的工作平台，即虚拟平面上，在该平面上对目标进行测高计算。对极小误差法加以改进，采用分辨率不高，但数据稳定性好的方位角信息确定算法的搜索范围；应用分辨率较高的目标距离信息来获取最终的目标经度、纬度、海拔高度估值。由于地面强反射的原因，目标的距离估值有些时候是不准确的，该文设立了置信度判决准则以验证定位的有效性。通过仿真验证，该算法具有较好的测高精度，可作为组网雷达行之有效的测高方法。
2015, 37(6): 1483-1489.
doi: 10.11999/JEIT140653
摘要:
该文在步进频信号的基础上，把基于混沌调制的多载波相位编码(Multi-Carrier Phase Coded, MCPC)信号作为子脉冲，用Costas跳频代替频率的线性步进，设计出脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码(Inter-Pulse Costas frequency hopping and intra-pulse Multi-Carrier Chaotic Phase Coded, IPC-MCCPC)雷达信号，并对其模糊函数及自相关性能进行了研究。仿真分析表明，该文设计的信号继承了步进频信号用较小的瞬时带宽合成较大的工作带宽的优点，同时有效克服了步进频信号存在的距离-速度耦合的缺点。脉内多载波特性使得这种信号在保持总带宽和步进频信号相等的条件下减少跳频阶数，从而提高信号处理的数据率；混沌调相的引入使得这种信号具有更强的保密性；脉间频率的随机跳变使其模糊函数具有更低的周期性旁瓣。这种信号众多的参数、灵活的结构及较大的调制复杂度，增加了侦察接收机匹配和识别的难度，从而提高雷达的反截获性能。
该文在步进频信号的基础上，把基于混沌调制的多载波相位编码(Multi-Carrier Phase Coded, MCPC)信号作为子脉冲，用Costas跳频代替频率的线性步进，设计出脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码(Inter-Pulse Costas frequency hopping and intra-pulse Multi-Carrier Chaotic Phase Coded, IPC-MCCPC)雷达信号，并对其模糊函数及自相关性能进行了研究。仿真分析表明，该文设计的信号继承了步进频信号用较小的瞬时带宽合成较大的工作带宽的优点，同时有效克服了步进频信号存在的距离-速度耦合的缺点。脉内多载波特性使得这种信号在保持总带宽和步进频信号相等的条件下减少跳频阶数，从而提高信号处理的数据率；混沌调相的引入使得这种信号具有更强的保密性；脉间频率的随机跳变使其模糊函数具有更低的周期性旁瓣。这种信号众多的参数、灵活的结构及较大的调制复杂度，增加了侦察接收机匹配和识别的难度，从而提高雷达的反截获性能。
2015, 37(6): 1490-1494.
doi: 10.11999/JEIT141232
摘要:
为在新兴的随机有限集(RFS)框架下充分利用多普勒信息跟踪杂波环境下的多目标，该文提出基于高斯混合势化概率假设密度(GM-CPHD)的脉冲多普勒雷达多目标跟踪(MTT)算法。该算法在标准GM-CPHD基础上，在使用位置量测更新状态后，再利用多普勒量测进行序贯更新，可获得更精确的似然函数和状态估计。仿真结果验证了该算法的有效性，表明在GM-CPHD基础上引入目标的多普勒信息可有效抑制杂波，显著改善跟踪性能。
为在新兴的随机有限集(RFS)框架下充分利用多普勒信息跟踪杂波环境下的多目标，该文提出基于高斯混合势化概率假设密度(GM-CPHD)的脉冲多普勒雷达多目标跟踪(MTT)算法。该算法在标准GM-CPHD基础上，在使用位置量测更新状态后，再利用多普勒量测进行序贯更新，可获得更精确的似然函数和状态估计。仿真结果验证了该算法的有效性，表明在GM-CPHD基础上引入目标的多普勒信息可有效抑制杂波，显著改善跟踪性能。
2015, 37(6): 1495-1501.
doi: 10.11999/JEIT141059
摘要:
全极化合成孔径雷达(PolSAR)图像蕴含更丰富的散射信息，具有更多的可用特征。如何使用这些特征是极化SAR图像分类中非常重要的一步，但是目前尚未对此提出非常明确的准则。为了能够有效地解决上述问题，该文提出一种基于特征加权集成的极化SAR图像分类算法。该算法采用0-1矩阵分解集成方法对包括不同特征的数据集进行学习获得相应加权系数，并通过对每个特征集获得的预测结果进行加权集成来提高极化SAR图像分类性能。首先，输入极化SAR数据，获得极化特征作为原始特征集，并对其进行随机抽取获得不同的特征子集；然后，使用0-1矩阵集成算法得到每个特征值相对应的加权系数；最后，通过对各个特征子集的预测结果进行集成得到最终极化SAR图像分类结果。实测L波段和C波段极化数据的实验结果表明，该算法可以有效地提高极化SAR图像分类的准确度。
全极化合成孔径雷达(PolSAR)图像蕴含更丰富的散射信息，具有更多的可用特征。如何使用这些特征是极化SAR图像分类中非常重要的一步，但是目前尚未对此提出非常明确的准则。为了能够有效地解决上述问题，该文提出一种基于特征加权集成的极化SAR图像分类算法。该算法采用0-1矩阵分解集成方法对包括不同特征的数据集进行学习获得相应加权系数，并通过对每个特征集获得的预测结果进行加权集成来提高极化SAR图像分类性能。首先，输入极化SAR数据，获得极化特征作为原始特征集，并对其进行随机抽取获得不同的特征子集；然后，使用0-1矩阵集成算法得到每个特征值相对应的加权系数；最后，通过对各个特征子集的预测结果进行集成得到最终极化SAR图像分类结果。实测L波段和C波段极化数据的实验结果表明，该算法可以有效地提高极化SAR图像分类的准确度。
2015, 37(6): 1502-1506.
doi: 10.11999/JEIT141233
摘要:
针对对流层超视距无源探测中可能遇到收发天线波束不能对准的情形，该文给出了对流层散射传播偏移损耗的理论计算方法。利用收发天线窄波束的特点，假定高斯型的天线方向性函数，建立了对流层散射传播接收功率中的方位项函数，得到了散射传播偏移损耗理论公式。与文献中的试验数据比较发现：二者具有较好的一致性。另外对收发天线均偏离大圆路径情形下的偏移损耗进行了仿真。此种传播损耗计算方法，可为对流层超视距传播的无源定位与探测系统设计提供参考。
针对对流层超视距无源探测中可能遇到收发天线波束不能对准的情形，该文给出了对流层散射传播偏移损耗的理论计算方法。利用收发天线窄波束的特点，假定高斯型的天线方向性函数，建立了对流层散射传播接收功率中的方位项函数，得到了散射传播偏移损耗理论公式。与文献中的试验数据比较发现：二者具有较好的一致性。另外对收发天线均偏离大圆路径情形下的偏移损耗进行了仿真。此种传播损耗计算方法，可为对流层超视距传播的无源定位与探测系统设计提供参考。
2015, 37(6): 1507-1512.
doi: 10.11999/JEIT141195
摘要:
传统电波折射修正算法普遍采用大气球面分层假设，这类算法在修正高仰角测量目标时具有较好的修正精度，然而对于低仰角、远距离目标，修正精度还不高。该文提出一种折射修正算法，采用更精确的椭球面分层模型描述大气分布，利用迭代递推的方法计算修正后的目标位置，相比传统折射修正算法，计算量有所增加，但是提高了低仰角、远距离目标测量数据折射修正精度，可用于事后数据处理。
传统电波折射修正算法普遍采用大气球面分层假设，这类算法在修正高仰角测量目标时具有较好的修正精度，然而对于低仰角、远距离目标，修正精度还不高。该文提出一种折射修正算法，采用更精确的椭球面分层模型描述大气分布，利用迭代递推的方法计算修正后的目标位置，相比传统折射修正算法，计算量有所增加，但是提高了低仰角、远距离目标测量数据折射修正精度，可用于事后数据处理。
2015, 37(6): 1513-1519.
doi: 10.11999/JEIT141146
摘要:
为了减少测试数据和测试时间，该文提出一种基于镜像对称参考切片的多扫描链测试数据压缩方法。采用两个相互镜像对称的参考切片与扫描切片做相容性比较，提高了相容概率。若扫描切片与参考切片相容，只需要很少的几位编码就可以表示这个扫描切片，并且可以并行载入多扫描链；若不相容，参考切片被该扫描切片替换。提出一种最长相容策略，用来处理扫描切片与参考切片同时满足多种相容关系时的选取问题。根据Huffman编码原理确定不同相容情况的编码码字，可以进一步提高测试数据的压缩率。实验结果表明所提方法的平均测试数据压缩率达到了69.13%。
为了减少测试数据和测试时间，该文提出一种基于镜像对称参考切片的多扫描链测试数据压缩方法。采用两个相互镜像对称的参考切片与扫描切片做相容性比较，提高了相容概率。若扫描切片与参考切片相容，只需要很少的几位编码就可以表示这个扫描切片，并且可以并行载入多扫描链；若不相容，参考切片被该扫描切片替换。提出一种最长相容策略，用来处理扫描切片与参考切片同时满足多种相容关系时的选取问题。根据Huffman编码原理确定不同相容情况的编码码字，可以进一步提高测试数据的压缩率。实验结果表明所提方法的平均测试数据压缩率达到了69.13%。
2015, 37(6): 1520-1524.
doi: 10.11999/JEIT141248
摘要:
针对含有高噪声、体外点及不完整点云数据的配准失效问题，该文提出以信息论为理论基础，相对熵度量点云相似度的KL-Reg算法。该算法不需要显式地建立对应关系，首先将点云数据建模为高斯混合模型，然后用相对熵度量高斯混合模型间的分布距离，最后通过最小化分布距离计算模型变换。实验结果表明所提的KL-Reg算法配准精度高、稳定性强。
针对含有高噪声、体外点及不完整点云数据的配准失效问题，该文提出以信息论为理论基础，相对熵度量点云相似度的KL-Reg算法。该算法不需要显式地建立对应关系，首先将点云数据建模为高斯混合模型，然后用相对熵度量高斯混合模型间的分布距离，最后通过最小化分布距离计算模型变换。实验结果表明所提的KL-Reg算法配准精度高、稳定性强。
