圆锥曲线中一个斜率之差为定值的性质

通过探究,得到椭圆中一个斜率之差为定值的性质,并将其类比到双曲线和抛物线中.     

大脑血液动力学现象中的能量编码

神经信息的编码与解码是神经科学中的核心研究内容,同时又极具挑战性.传统的编码理论都具有各自的局限性,很难从脑的全局运行方式上给出有效的理论.而由于能量是一个标量具有可叠加性,因此能量编码理论可以从神经元活动的能量特征出发来研究脑功能的全局神经编码问题,取得了一系列的研究成果.本研究以王-张神经元能量计算模型为基础,构建了一个多层次结构的神经网络,通过计算机数值模拟得到了神经网络的能量消耗和血液中葡萄糖供能的变化情况.计算结果显示,和网络的神经活动达到峰值的时间相比,血液中葡萄糖的供能达到峰值的时间延迟了约5.6s.从定量的角度再现了功能性核磁共振(fMRI)中的血液动力学现象:大脑某个脑区的神经元集群被激活以后经过5~7 s的延迟,脑血流的变化才会大幅增加.模拟结果表明先前发表的由王-张神经元模型所揭示的负能量机制在控制大脑的血液动力学现象中起着核心的作用,预测了刺激条件下大脑的能量代谢与血流之间变化的本质是由神经元在发放动作电位过程中正、负能量之间的非平衡、不匹配性质所决定的.本文的研究结果为今后进一步探究血液动力学现象的生理学机制提供了新的研究方向,在神经网络的建模与计算方面给出了一个新的视角和研究方法.      

室内两步法监督式学习双耳声源距离估计

提出一种室内环境下两步法监督式学习双耳声源距离估计算法,该算法通过预先估计声源方位角信息以克服声源方位角的变化对声源距离估计性能的不利影响.该算法第1步利用深度神经网络模型估计声源的方位角,并将不同方位角的双耳信号分类;第2步中对每个方位角的双耳信号采用独立的深度神经网络模型进行声源距离估计,其中距离特征选用双耳信号的一些双耳特征和统计特性。在仿真和实际环境下,本文提出的两步法声源距离估计算法的距离估计准确率比现有算法提高了3%~5%左右,并且在各种不匹配环境下的距离估计准确率比现有算法高出5%~10%左右。实验结果表明利用声源方位角信息可以有效提高双耳声源距离估计算法的性能。      

基于高阶残差量化的光谱二值编码新方法

光谱二值和多值编码技术能够实现目标光谱的快速匹配、识别和分类等应用，但这类量化编码方法会损失大量的光谱细节信息，且不能解码出与原始光谱近似的重构光谱，应用有限。为了解决上述问题，提出一种高阶残差量化的光谱编码新方法HOBC(high-order binary coding)。首先，对光谱向量进行去均值的规范化处理，得到值域为(-1, 1)的光谱序列；然后，求解规范化光谱的±1编码、编码系数和残差（即一阶残差）；基于一阶残差，逐阶解算2至K阶残差的±1编码及其系数；最后得到K个编码序列及其系数，即为HOBC的编码结果。选择典型波谱库数据集，对比光谱0/1二值编码BC01(binary coding with 0 and 1)、光谱分析编码SPAM(spectral analysis manager)、二值/四值混合编码SDFC(spectral derivative feature coding)和DNA四值编码等4种方法，进行了光谱量化编码和解码重构实验，分别统计了光谱形状特征和斜率特征编码的信息熵和存储量、光谱形状特征编码与原始光谱之间的光谱矢量距离SVD (spectral vector distance)、谱间Pearson相关系数SCC (spectral correlation coefficient)和光谱角SAM (spectral angle mapping)。结果表明，在编码存储量上，HOBC的1～4阶编码分别与以上4种编码相等；在编码信息熵上，HOBC的1～2阶编码分别与BC01和SPAM相等，而HOBC的3～4阶编码分别高于SDFC和DNA编码；在SCC上，HOBC1阶编码与BC01相等，而2～4阶编码均分别优于SPAM，SDFC和DNA编码；在SAM方面，HOBC 1～4阶编码均分别明显优于4种对比方法；4种对比方法不能明确解码重构，而HOBC可简便重构出与原始光谱近似的解码序列，且SVD逐阶递减。进一步，基于临泽草地试验站公开光谱数据集，进行了10类地物目标的光谱编码和监督分类实验，实验结果表明，在Kappa系数，总体分类精度和平均分类精度等3种性能评价指标上，HOBC均明显优于4种对比方法，尤其是，HOBC 4阶编码优于原始光谱的分类性能；对样本数量较少且类间相似性较高的难分类地物，HOBC亦具有优于其他算法的鲁棒性。说明HOBC编码在大幅压缩数据量的同时，其编码序列能保留较高的信息量，且具有较高的光谱可分性，可用于光谱高精度快速识别和分类；其解码重构序列与原始光谱序列具有较高的相似性，理论上可适用于目标识别和分类等应用。     

基于抛物方程的海陆环境信号时延与到达角估计

针对复杂海陆环境中的无线信号传播预测问题，研究了适用于抛物方程的信号时延与到达角估计方法。将自由空间中抛物方程轴向波前信号视为本地副本信号，然后利用信号的自相关特性，将接收信号与副本信号进行互相关运算，最后通过相关函数的峰值检索，得到脉冲信号在复杂环境中传播的附加时延。采用数值算例，验证了该方法的正确性和有效性。此外，采用多重信号分类算法，由抛物方程构建接收阵列的协方差矩阵，并对其进行特征值分解，然后利用信号子空间和噪声子空间的正交性，实现复杂环境中的信号到达角估计。仿真结果表明，相比于传统的平面波谱方法，该方法具有更高的多径分辨率。基于上述方法，并结合数字地图，在典型的海陆环境中进行了仿真实验，分析了蒸发波导对脉冲信号传播时延和到达角的影响。     

二次曲面共形整流罩像差影响因素分析

传统整流罩为半球形或半球形的一部分，产生的空气阻力较大，不利于武器飞行速度的提高。基于空气动力学性能的考虑，采用共形整流罩的光学技术被提出。文章描述了二次曲面共形整流罩外表面、内表面的设计方法及面型表达式，通过在CODEV中建立共形整流罩的扫描成像模型，应用Zernike多项式分解法研究了不同长径比、边缘斜率、口径比和回转中心位置对离焦像差(Z4)、像散(Z5)、彗差(Z8)和球差(Z9)的影响规律。研究结果表明:二次曲面共形整流罩引入的离焦像差、像散、彗差和球差均随着长径比、边缘斜率和口径比的增加而增大，但对成像系统回转中心的位置不敏感。因此，在满足武器的空气动力学性能条件下应尽量减小长径比、边缘斜率和口径比，回转中心的位置主要根据结构需要进行设计。     

卡普利加(Kaprekar)数的构造和推广

本文首先在位数相同的数集中,定义一种新的运算——循环进位法,并证明循环进位法的加法、乘法使位数相同的数集构成群、环.在此环中,我们又给出卡普利加数的定义,并在环的主理想中,推出它的构造原理和算法.最后我们把"一分为二(卡普利加数)"推广到"一分为N".     

一种鲁棒性强的OFDM 水声通信系统*

为了在不同衰落水声信道下实现正交频分复用水声通信，该文提出了一种鲁棒性强的正交频分复用水声通信方案，方案包括编码调制、信道估计和多普勒估计等内容。为了使该系统更稳健，整个信道编码分为两个步骤。首先，循环冗余校验编码器和里德-所罗门编码器用于编码整个数据包，然后循环冗余校验编码器和Turbo 编码器用于编码每个数据帧，其中比特交织编码调制技术用来对抗信道的时变特性。为了得到水声信道估计，使用线性最小均方误差估计器来处理导频数据得到信道估计值。多普勒估计包括帧的多普勒估计和符号的多普勒估计。实验结果表明该系统在不同的衰落信道下都能实现正确的跟踪和译码，系统的鲁棒性能优越。此外，该系统算法计算简单，易于实现，具有良好的工程应用价值。