2024年, 第44卷, 第6期 刊出日期：2024-11-15
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 1-10. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.001本文提出了一种基于信号前导图像和多语义特征融合网络的P波段突发信号调制方式识别算法。该算法充分利用了P波段突发信号的前导特征,解决了低信噪比环境下信号信息段特征难以区分的问题,同时,避免了传统信号前导自相关识别算法对信号前导先验信息的依赖以及频偏影响。该算法首先利用信号前导频谱完成图像化构造,利用不同突发信号前导规律码字所形成的频谱特征进行区分;其次,所提多语义特征融合网络既充分利用了低层残差网络提取信号的前导频谱边缘轮廓等纹理特征,又融合了高层残差网络提取信号频谱抽象复杂的高级语义特征,以此解决了残差网络仅利用高级抽象语义特征而忽视低级特征的问题,提高了突发信号调制方式识别性能。实验结果表明,相较于信号前导自相关算法、信号信息段频谱图像与ResNet50网络的识别算法以及信号信息段时频图与ResNet50网络的识别算法,在-15 dB信噪比环境下,提出算法识别性能分别提升了20.88%、30.83%、60.39%。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 11-19. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.002目前基于计算机视觉的畜禽体尺测量方法主要是采用图像处理技术对单一的畜禽完整侧身图像进行分析处理,计算所需测点坐标,根据标定参数计算出畜禽的体尺数据。但是此类方法对于畜禽侧身图像的质量要求比较严苛,当图像中畜禽的局部侧身部位缺失时,会导致此类体尺测量方法难以应用。本文提出一种基于双摄像头信息互补的视觉三角身高测量算法和相似三角体直长测量算法。首先通过正上方摄像头与侧方摄像头的双视角图像信息互补来弥补单幅二维图像中缺少景深信息的不足,同时使用YOLOV5算法和凸包角点检测算法从牛背俯视图进行肩胛-尾尻测点提取。视觉三角身高测量算法通过上方摄像头获得牛只肩胛部位与侧方摄像头的相对水平距离,结合侧方摄像头中辅助标尺下端坐标的实际高度,基于相似三角形原理计算牛只身高。相似三角体直长测量算法利用牛只身高数据计算正上方摄像头画面中对应牛背的景深,然后结合景深信息、肩胛测点和尾尻测点之间的欧氏距离、上方摄像头对地空间分辨率,来计算牛只体直长。所提算法解决了不能获取到完整牛只侧身图像情况下的体尺测量问题。对30头牛进行体尺测量,正常情况下牛只身高测量平均误差为2.25%,体直长测量平均误差为3.33%;在相对拥挤情况下牛只身高测量平均误差为3.03%,体直长测量平均误差为3.68%。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 20-27. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.003牛只目标检测是基于深度学习的牛只个体注册与牛只识别的前提,不同实际场景下光照、色彩与牛只品种的差异使得牛只图像低层特征多样化,而高层特征中语义信息若不能完全匹配多样化的低层特征,则无法得到较好的检测精度。为解决检测模型高层特征语义不足问题,本文提出了新的牛只特征提取骨干网络ResMO-Backbone与特征融合网络Dense-Neck,进而提出了基于ResMO-Dense-YOLO的牛只检测算法。在骨干网络中利用ResMO模块多语义层面关注牛只高层特征的特性丰富语义信息,结合SPPF结构和多层卷积结构扩大感受野,使得模型更好地提取牛只的高层特征;然后提出基于DenseBlock的特征金字塔和基于DenseBlock的路径聚合网络级联的Neck网络Dense-Neck,利用DenseBlock对特征多次复用的特性,结合特征金字塔与路径聚合网络多尺度融合的特性进一步融合牛只的低层特征位置信息与高层特征语义信息,提高模型检测精度。本文的模型与FLYOLOv3、SSD、YOLOv5s等目标检测模型相比,在实验室采集的奶牛通道、奶牛牛舍和肉牛牛舍数据集中平均精确率分别提高40.1%、30.3%、4.0%,召回率分别提高34.9%、23.1%、6.8%,mAP提高了49.2%、35.3%、5.0%。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 28-32. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.004线性码在通信和计算科学中有重要应用,也是密码理论与技术的重要工具。极小线性码作为一类特殊的线性码可应用于秘密共享、安全两方计算中,如何构造出新的具有好的性质的极小线性码是编码理论和应用的重要问题。本文考虑使用q元函数来构造线性码,选取特殊的q元函数构造了两类线性码,此类函数在一些固定重量的向量上满足某些性质。通过极小线性码的充要条件,证明了这两类线性码是极小线性码。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 33-39. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.005为了降低SCLF译码算法的复杂度,提出了一种基于关键集合校验辅助的极化码SCLF(Parity Check Successive Cancellation List Flip,PC-SCLF)译码算法。该算法关键集合的信息位进行奇偶校验,当关键集合的信息位不满足奇偶校验时,提前终止本轮译码,减少后续无效的译码过程,降低了译码复杂度。仿真结果表明,PC-SCLF译码算法的性能和现有的化码SCLF译码算法相比略有提升,且译码复杂度降低了5.37%～23.6%。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 40-49. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.006网络剪枝是当前深度神经网络模型压缩的主要方法之一。针对现有的基于遗传算法的网络剪枝方法效率较低的问题,提出了一种基于改进自适应遗传算法的结构化剪枝方法。首先设计了新的适应度函数,平衡了模型损失值和参数量对最终结果的影响;其次,利用自适应的交叉概率和变异概率来代替固定的超参数,提高了剪枝效率和模型准确率;最后,通过实验验证了方法的可行性,得到了精度更高、参数量更少的网络模型。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 50-58. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.007针对目前在扩频通信系统中,直接序列扩频信号用户数估计在各个用户载波频率未知以及低信噪比环境下性能较差的问题,提出了一种基于信号特征值直方图和L-ResNet(Local Binary Patterns-Residual Network)的用户数估计方法。首先将收到的直接序列扩频信号构造为数据矩阵,利用信号矩阵的协方差矩阵的特征值构造特征值直方图。此方法利用特征值的大小以及梯度来放大不同用户数目的特征值直方图区分度,将用户数估计问题转化为分类问题。然后采用L-ResNet网络以区分不同用户数目的特征值直方图,引入Local Binary Patterns(LBP)来约束网络模型的损失,增大不同类别的特征值直方图在梯度上的区分度,从而提高网络模型的直扩信号用户数估计性能。最后,实验结果表明,基于信号特征值直方图和L-ResNet的直扩信号用户数估计性能优于特征值门限、相邻特征值之比的导数(DRAE)方法。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 59-66. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.008当OTFS调制被用于实际数据传输时,多普勒分辨率通常较低,这会导致分数多普勒频移的出现,致使接收的符号在衰落信道中遭受多普勒间干扰,从而降低信道估计的准确性。为此,提出一种基于深度学习的OTFS系统分数多普勒信道估计方法。该方法首先使用互相关算法对分数多普勒信道进行初步估计,然后搭建并训练深度卷积神经网络用于初步信道估计结果的优化,从而达到有效提升OTFS分数多普勒信道估计精度的目的。仿真实验表明:新提出的方法结合了传统算法和深度学习的优势,可实现了约6 dB的性能增益,有效提升了对于OTFS分数多普勒信道估计的精确性;同时该方法能够有效应对信道失配的情况,在多种高移动性场景下的性能差异低于30%,具备一定程度的鲁棒性。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 67-72. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.009从一个Hirota双线性方程出发,利用变换u=2(lnf)x,得到一个变系数的广义(3+1)维Kadomtsev-Petviashvili(GKP)方程,并借助Maple软件,得到了该(3+1)维GKP方程的Lump解,同时绘制了解的立体图和等高线图。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 73-77. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.010提出了非均匀三次B样条曲线插值的双边尺度化Jacobi-PIA算法。该算法将双边尺度化Jacobi迭代法与渐进迭代逼近方法相结合,最终得到一系列逐次逼近给定数据点的非均匀三次B样条曲线。数值算例表明,双边尺度化Jacobi-PIA算法的收敛速度优于Jacobi-PIA算法。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 78-84. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.011考虑在新型广义Kuramoto-Sivashinsky混沌系统中引入分布式时滞反馈控制项并展开研究。首先利用Routh-Hurwitz判据,分别在弱核及强核两种情况下分析平衡点的局域稳定性,其次探讨系统在平衡点处Hopf分岔出现的条件,最后做数值模拟以此验证理论结果的可行性。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 85-92. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.012层状双氢氧化物(LDHs)协助固定重金属是一种高效的有发展前景的重金属污染土壤修复策略。LDHs强化修复重金属污染土壤过程中,土壤微生物群落和酶活性的响应已有充分研究,然而,LDH原位修复过程中细菌的迁移响应尚不清楚。本文以铜绿假单胞菌作为土壤细菌代表,研究了其在Mg3AlCO3-LDH阻控修复Cd中的迁移响应。研究发现,LDH显著限制了铜绿假单胞菌在石英砂中的迁移,其程度与LDH的用量正相关。如不添加LDH时,细菌的总洗脱率为(50.76±0.88)%;而LDH含量为0.77%时,细菌洗脱率为(29.19±0.52)%。共存Cd会进一步导致抑制细菌的迁移,洗脱率降至(19.49±0.83)%。LDH对Cd有很强的亲和力,可有效地将Cd的迁移率从93.6%降低到68.9%;细菌的共存会进一步限制Cd的迁移,增加额外14.1%的保留。
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杭州电子科技大学学报. 2024, 44(6): 93-100. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2024.06.013为了研究带有强奇异性的振荡Bessel积分的计算问题,通过数值最速下降法构造了一个新的积分公式。首先,利用Taylor多项式,基于积分区间的可加性,将积分分成三个积分;其中两个积分可根据Bessel函数与两类Hankel函数之间的关系转化为Fourier型积分。然后,根据Cauchy定理,将Fourier型积分转化为无穷积分,再通过Gauss-Laguerre积分法则高效地计算。其次,另一个积分可以通过Meijer G函数与Bessel函数之间的关系式来表示。最后,对所提出的积分公式进行了误差分析,通过数值例子验证误差分析的正确性以及数值方法的高效性和精确性。
