基于BAS-BP-Bagging模型的光纤陀螺温度补偿

为提高光纤陀螺的输出精度,以天牛须搜索算法(BAS)优化后的BP神经网络模型为基学习器,采用Bagging并行集成学习算法建立了BAS-BP-Bagging温度补偿模型,并对某型号光纤陀螺进行了温度补偿实验。实验结果表明,在-40～+60℃温度变化环境下,该方法补偿后的光纤陀螺温度漂移相较于补偿前减小了近80%,相较于多项式补偿算法减小了55%,相较于BP神经网络补偿算法减小了30%左右。同时该模型在对新鲜样本的补偿过程中表现出了较为优越的泛化性能。     

嵌埋材料对分布式布拉格反射镜腔共振模式的影响

低维材料嵌入微腔已经广泛应用于纳米激光器和探测器等。为了实现增益材料和光学微腔之间的有效耦合,需要深入研究嵌埋材料对腔共振模式的影响。本文主要讨论了嵌埋材料的厚度、位置、腔层厚度以及分布式布拉格反射镜的对数对腔供着模式的影响。结果表明,腔共振模式随嵌埋材料位置的不同呈现周期性变化并且在λ/2光程周期内存在最大峰位移。最大峰位移随腔层厚度增加而减小,但与嵌埋材料的厚度成正比。分布式布拉格反射镜的对数不影响腔共振模式。这些结果为光学器件的设计和实验现象的分析提供了指导,并且可以应用于不同波长分布式布拉格反射腔结构。     

基于超像素暗通道和自动色阶优化的图像去雾算法

针对暗通道先验(dark channel prior, DCP)复原图像中的光晕现象、明亮区域色彩失真、环境光估计不准确等问题,提出了基于超像素暗通道和自动色阶优化的单幅图像去雾算法。首先,由改进的White Patch Retinex算法增强图像并计算精确环境光。接着,在传统暗通道去雾算法中引入超像素图像分割和引导滤波算法,使透射率估计的稳健性与精确性得以提升。然后,采用自适应容差对明亮区域的透射率进行补偿,有效抑制明亮区域色彩失真问题。最后,以自动色阶优化算法提高图像对比度。将本文去雾算法与其他算法从主观和客观两个维度进行比较,实验结果表明：采用不同算法对不同浓度的自然雾图进行对比实验,信息熵提高0.2 bit,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)提高0.8 dB,运行效率提高。该算法对不同浓度含雾图像具有良好的适应性,复原图像色彩真实、纹理清晰、细节丰富,去雾效果良好。     

Multi-objective routing algorithms for low-earth orbit satellite network

The low-earth orbit (LEO) satellite network, composed of a large number of satellite nodes, is a hot research topic at present. Due to the characteristics of the large-scale LEO satellite network, such as many satellite nodes, short orbit period, large dynamic change of topology, and unstable link-state, its communication quality of service (QoS) requirements are difficult to meet. Aiming at this problem, various factors that may affect data transmission are first analyzed. The network link selection problem is modeled as a multi-constraint optimization decision problem, a routing mathematical model based on linear programming (LP) is designed, and its solution is solved. Aiming at the problem of limited onboard computing resources, a multi-object optimization Dijkstra algorithm (MOODA) is designed. The MOODA finds the optimal path according to the comprehensive performance of the link. It solves the problems of poor comprehensive QoS performance and the low degree of load balancing of the paths found by the Dijkstra algorithm. The simulation results show that the paths found by the two algorithms have good QoS, robustness, and load balancing performance.     

基于改进麻雀搜索算法优化BN的变压器故障诊断研究

针对变压器故障诊断准确率低和稳定性差的问题,文中提出了一种改进麻雀搜索算法优化贝叶斯网络的变压器故障诊断方法。首先,通过计算互信息建立最大支撑树并进行定向处理得到贝叶斯网络初始结构即初始种群。然后,在算法中引入一种新的合作机制和正弦余弦算法,提高算法收敛速度和全局搜索能力,并利用油中溶解气体分析,创建基于改进麻雀搜索算法优化贝叶斯网络的变压器故障诊断模型。最后,为了证明所提方法的优越性,将所提的方法与现有变压器故障诊断方法进行对比。结果表明,文中所提出的方法故障诊断率最高,可以更精准地对变压器进行故障诊断。     

一种3D眼镜虚拟试戴系统的实现

针对人脸图像试戴3D眼镜过程中存在的镜腿遮挡人脸问题,文中提出一种基于人脸图像的3D眼镜虚拟试戴技术。利用构建的人脸形状的三维模型,使其在虚拟试戴中对镜腿起到消隐作用,解决镜腿的遮挡问题。文中对输入的人脸图像进行关键点检测,结合Graham扫描法求得人脸形状的凸多边形,利用平移扫描构建人脸形状的三维模型。此外,文中根据定位人脸图像上的关键点以及姿态估计后对三维眼镜模型的变换,将眼镜模型佩戴到人脸图像上。实验结果表明,该方法对于多视角的人脸图像实现了虚拟试戴效果,解决了多种视角下人脸图像试戴过程中镜腿的遮挡问题,虚拟试戴中镜腿遮挡平均准确率为94.5%,遮挡精度较高。     

Visual video evaluation association modeling based on chaotic pseudo-random multi-layer compressed sensing for visual privacy-protected keyframe extraction

In current society, artificial intelligence processing technology offers convenient video monitoring, but also raises the risk of privacy leakage. Theoretically, the data used in intelligent video processing methods may directly convey visual information containing private content. For the above problem, this paper uses a multi-layer visual privacy-protected (VPP) coding method to blur private content in the video at the visual level, while avoiding the loss of important visual features contained in the video as much as possible. And this provides a guarantee of the quality of the subsequent keyframe extraction step. Then a visual evaluation algorithm is proposed for assessing the quality of VPP-encoded video privacy protection. And the experiment shows that the results are consistent with those of subjective evaluation. In addition, for VPP-encoded video, we propose an unsupervised two-layer clustering keyframe extraction method with corresponding performance evaluation index. Finally, an association model is established to balance the privacy protection quality and the keyframe extraction performance.     

BP神经网络结合变量选择方法在牛奶蛋白质含量检测中的应用北大核心CSCD

牛奶中的蛋白质含量会影响牛奶的品质,利用高光谱图像的光谱特征信息研究对牛奶蛋白质含量预测的可行性。本文提出一种基于竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling, CARS)和连续投影算法(successive projections algorithm, SPA)结合多层前馈神经网络(back propagation, BP)的预测建模方法,实验以含有不同浓度蛋白质的牛奶为对象,利用可见光/近红外高光谱成像系统共采集到5种牛奶共计250组高光谱数据,通过实验对比选择采用标准化方法对获取到的吸收光谱预处理,然后采用CARS结合SPA筛选特征波长,得到18个特征波长,建立CARS-SPA-BP模型,经过试验,CARS-SPA-BP模型的训练集决定系数和测试集决定系数R;和R;分别达到0.971和0.968,训练集均方根误差(root mean square error of calibration,RMSEC)和测试集均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)达到了0.033和0.034。研究发现,采用CARS结合SPA筛选的牛奶特征波长建立的多层前馈神经网络模型,其模型预测结果与全波长建模相比并没有明显降低,因此将CARS结合SPA用于波长筛选并且结合BP神经网络基本可以完成对牛奶蛋白质含量的预测。为验证CARS-SPA-BP模型的预测能力,在相同数据环境下,使用较为传统的偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)进行建模,实验结果表明,CARS-SPA-BP相较于PLSR,R;和RMSEP均有明显提升。研究表明,CARS-SPA-BP可充分利用牛奶光谱特征信息实现较高精度的牛奶蛋白质含量检测。     

组合跳变随机平移宽间隔混沌跳频序列设计

为进一步提高宽间隔跳频序列的性能,基于混沌跳频序列,针对随机平移替代法存在的“窄点”平移与序列平衡性的矛盾问题,提出了一种新的组合跳变随机平移法。该方法在随机平移替代法的基础上取消“窄点”修正,引入组合跳变序列控制频点宽间隔映射。为兼顾组合跳变随机平移法产生序列的平衡性、汉明自相关性和宽间隔特性,构造了跳频序列的复合目标优化函数,引入粒子群算法计算得到最优的序列控制参数。仿真结果表明,组合跳变随机平移法可构造更多的序列,且产生的宽间隔混沌跳频序列具有更好的平衡性、汉明相关性和复杂度,采用粒子群优化获取的控制参数可以实现序列性能的均衡最优。     

面向鲁棒频谱感知的模糊K-means++算法

恶意用户通过向数据融合中心发送伪造的频谱感知数据,解决自身频谱资源短缺问题,但会极大地降低频谱感知系统的检测概率。为了解决此问题,提出了基于模糊K means++的数据融合算法。该算法首先引入模糊处理机制处理样本的数据特征值,以此来增加样本间的差异性;然后将模糊处理后的数据发送到融合中心,融合中心采用离群点挖掘的方法排除恶意用户,并对保留下来的用户进行融合,使样本向量具有鲁棒性;最后运用K means++算法对样本向量进行聚类。该算法利用轮盘法选择聚类中心,可有效抵御恶意用户的攻击,提高系统感知性能;无需知晓信号与噪声的分布等一些先验信息,也避免了繁杂的门限推导。从仿真结果可以看出,该算法对抵御恶意用户攻击具有突出的效果,有效提升了协同频谱感知系统的稳定性和鲁棒性。