感知神经网络的信息传输及电路实现研究 被引量：1

1

作者 季冰 任昱昊 +1 位作者 张兆森 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2014年第4期64-69,共6页

为提高神经元网络信号的传输效率,改善人们对外界刺激的感知能力,本文采用平均互信息量的评价方法,研究了费茨休夫-南云感知神经元模型中信息传输的随机共振现象,探讨了并联单层神经元网络和双层神经元网络的信息处理功能,并用PSpice电... 为提高神经元网络信号的传输效率,改善人们对外界刺激的感知能力,本文采用平均互信息量的评价方法,研究了费茨休夫-南云感知神经元模型中信息传输的随机共振现象,探讨了并联单层神经元网络和双层神经元网络的信息处理功能,并用PSpice电路对神经元网络的信息传输进行了实验验证。数值模拟与电路仿真结果表明,FHN神经元并联模型和双层神经元网络具有随机共振现象,在一定的噪声强度范围内,双层神经元网络对输入信号的响应好于单层神经元网络,噪声能够提高神经元网络的输入输出互信息量,平均互信息量的最大值对应最优的传输性能,证明噪声对神经网络信息传输具有增强作用。该研究对感知神经元群体的信息传输具有重要的启示意义。 展开更多

关键词 随机共振 平均互信息量 感知神经元 PSpice电路

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广义相关检测器中噪声增强条件的研究

2

作者 张静 许丽艳 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2013年第4期53-57,共5页

为了检测在噪声存在的情况下弱信号是否出现,本文对噪声增强广义相关检测器性能的条件进行了研究。通过观测数据,给定虚警概率,证明了一类广义相关检测器中随机共振现象的存在性,并给出了噪声增强广义相关检测器性能的必要条件及求解最... 为了检测在噪声存在的情况下弱信号是否出现,本文对噪声增强广义相关检测器性能的条件进行了研究。通过观测数据,给定虚警概率,证明了一类广义相关检测器中随机共振现象的存在性,并给出了噪声增强广义相关检测器性能的必要条件及求解最优尺度噪声强度的解析方程。研究结果表明,当观测数据足够大时,广义相关检测器的检测概率是检测功效的单调函数;噪声与检测器结构参数都可以视为一种增强检测器性能的调谐因素。该方法作为一种新的信号检测技术,对非线性信号处理的发展具有重要意义。 展开更多

关键词 广义相关检测器 检测功效 尺度噪声 随机共振

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参数调节随机共振与信号处理的研究——在四进制基带PAM信号传输中的应用 被引量：4

3

作者 刘勇 鲍荣浩 段法兵 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1260-1264,共5页

依据非线性双稳态系统的性质,提出了系统参数调节应满足的条件.给出了当输入信号为等概率的四进制脉冲幅值调制(PAM)时,系统输出理论渐近误码率计算公式.为使误码率最小,根据系统输入输出的非线性关系,给出了输入信号幅值的选取方法.数... 依据非线性双稳态系统的性质,提出了系统参数调节应满足的条件.给出了当输入信号为等概率的四进制脉冲幅值调制(PAM)时,系统输出理论渐近误码率计算公式.为使误码率最小,根据系统输入输出的非线性关系,给出了输入信号幅值的选取方法.数字仿真实验证实,参数调节随机共振系统可以有效传输四进制PAM信号.对系统输出非稳态概率密度的表达式的研究可以使理论分析结果更符合实际情况. 展开更多

关键词 参数调节 随机共振 非线性双稳态系统 四进制 信号传输

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数字图像乘性与加性水印算法比较研究 被引量：1

4

作者 潘燕 张静 +1 位作者 祁明 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2012年第2期6-10,共5页

本文利用数字图像离散余弦变换系数的广义高斯分布模型,在图像嵌入水印后峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)一致的条件下,以检测概率为衡量指标,理论分析了数字图像加性和乘性算法在未受到攻击时的性能,乘性算法的性能随形... 本文利用数字图像离散余弦变换系数的广义高斯分布模型,在图像嵌入水印后峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)一致的条件下,以检测概率为衡量指标,理论分析了数字图像加性和乘性算法在未受到攻击时的性能,乘性算法的性能随形状参数的变大而提高,而加性算法的相关检测器性能与形状参数无关。攻击实验分析表明,除了抗滤波攻击性能较差外,加性算法在其他攻击下表现出较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 数字水印 广义高斯分布 峰值信噪比 检测概率

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窄带弱信号检测中的随机共振现象研究 被引量：1

5

作者 张兆森 王金光 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2014年第3期49-54,共6页

针对雷达、声纳和通信等领域中频段信号经常受窄带噪声污染的问题,本文采用随机共振理论,对窄带噪声环境下的弱信号检测及其随机共振现象进行研究。在圆对称概率密度的窄带非高斯噪声环境下,建立了窄带弱信号观测模型,并对局部最优检测... 针对雷达、声纳和通信等领域中频段信号经常受窄带噪声污染的问题,本文采用随机共振理论,对窄带噪声环境下的弱信号检测及其随机共振现象进行研究。在圆对称概率密度的窄带非高斯噪声环境下,建立了窄带弱信号观测模型,并对局部最优检测器、广义窄带相关检测器和硬限幅窄带相关检测器中的随机共振现象的存在性进行分析与仿真,同时对给定次优系统中的随机共振性能与自适应次优系统最佳性能进行比较。研究结果表明,噪声与检测器结构参数都可视为影响检测器性能的重要因素,在局部最优检测器中不存在随机共振现象;在广义相关检测器中,广义瑞利噪声环境下的次优系统中存在随机共振现象;在硬限幅窄带相关检测器中,非尺度噪声如莱斯噪声环境下也证实了随机共振现象。该研究为提高雷达和通信领域的信号检测性能提供了理论依据。 展开更多

关键词 窄带弱信号 检测功效 广义窄带相关检测器 随机共振

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归一化局部最优处理器中随机共振现象的判定研究 被引量：1

6

作者 闵现景 景振芳 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2012年第4期42-46,共5页

为提高静态非线性系统的性能,本文依据局部最优处理器的结构,对给定的局部最优处理器中的随机共振现象进行了深入研究,给出了给定的局部最优处理器中产生随机共振现象的判定定理。利用对于周期弱信号,局部最优处理器具有最大输出信噪比... 为提高静态非线性系统的性能,本文依据局部最优处理器的结构,对给定的局部最优处理器中的随机共振现象进行了深入研究,给出了给定的局部最优处理器中产生随机共振现象的判定定理。利用对于周期弱信号,局部最优处理器具有最大输出信噪比,且其信噪比增益就是噪声概率密度函数的Fisher信息量这一关系和Fisher信息量的卷积不等式,并给出实际例证,结果表明,当向原始信号中加入额外噪声时,更新的局部最优处理器不能进一步提高输出信噪比。该结论为进一步将随机共振理论与非线性信号处理实际问题相结合提供了理论依据。 展开更多

关键词 随机共振 信噪比 FISHER信息量 局部最优处理器

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并联静态系统输出输入信噪比增益研究

7

作者 景振芳 任昱昊 +2 位作者 季冰 张兆森 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2013年第3期37-41,共5页

为了提高输出输入信噪比增益,本文通过增加并联静态系统的数目研究了并联静态系统的输出输入信噪比增益问题,推导了并联静态系统输出输入信噪比增益的理论公式。研究结果表明,信噪比增益公式与输入弱信号无关,它取决于内外部噪声的强度... 为了提高输出输入信噪比增益,本文通过增加并联静态系统的数目研究了并联静态系统的输出输入信噪比增益问题,推导了并联静态系统输出输入信噪比增益的理论公式。研究结果表明,信噪比增益公式与输入弱信号无关,它取决于内外部噪声的强度及其概率密度函数。同时,对并联静态系统输出输入信噪比增益进行了实验研究,实验结果表明,在高斯白噪声和均匀分布白噪声的方差和均值都保持不变时,输出输入信噪比增益随着并联系统数目的增加而增大。该方法在强噪声背景下的弱信号处理领域有着广泛的应用前景。 展开更多

关键词 弱信号 信噪比增益 局部最优处理器 并联静态系统

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突触神经随机汇池网络的信息传递研究

8

作者 王慧 侯鹏鹏 +1 位作者 任昱昊 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2016年第3期81-85,共5页

针对突触神经网络的信息传输问题,本文研究了饱和性突触神经随机汇池网络的信息传递特性,分析了网络内部噪声源对于互信息和刺激特定信息的影响,给出了互信息和刺激特定信息的数值计算方法,并对刺激特定信息分布进行实验研究。实验结果... 针对突触神经网络的信息传输问题,本文研究了饱和性突触神经随机汇池网络的信息传递特性,分析了网络内部噪声源对于互信息和刺激特定信息的影响,给出了互信息和刺激特定信息的数值计算方法,并对刺激特定信息分布进行实验研究。实验结果表明,在兴奋性和抑制性突触神经共同组成的异质类随机汇池网络中,存在适量噪声能够增强网络信息传递的随机共振现象,远离饱和区的信号幅值对神经元群体信息传递效率的贡献较大。本文的研究结果对进一步理解突触神经信号处理机制具有重要指导意义。 展开更多

关键词 突触神经 随机汇池网络 互信息 刺激特定信息

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快速构建复杂网络仿真模型的算法研究

9

作者 方鸿雁 潘园园 +2 位作者 孙华通 张立 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第2期7-11,共5页

针对复杂网络仿真模型的构建问题,本文给出了一种快速构建复杂网络仿真模型的自动连接算法,利用Simulink仿真平台实现规则网络与复杂网络的有向自动连线,并引入加权矩阵控制网络中子系统之间的耦合强度,通过调节加权矩阵实现串联网络、... 针对复杂网络仿真模型的构建问题,本文给出了一种快速构建复杂网络仿真模型的自动连接算法,利用Simulink仿真平台实现规则网络与复杂网络的有向自动连线,并引入加权矩阵控制网络中子系统之间的耦合强度,通过调节加权矩阵实现串联网络、并联网络、星形网络和随机网络4种不同网络拓扑结构。在并联网络构建过程中,需选取其中一个由信号接收机和发射源构成的特殊子系统,而构建随机网络时,仅需要对加权矩阵元素的取值范围进行随机调节即可。此算法通用性较好,提高了具有大量节点的复杂网络模型构建效率,对于利用Simulink仿真平台研究复杂网络具有重要意义。 展开更多

关键词 复杂网络 自动连线 权矩阵 SIMULINK

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基于振荡共振原理的人体触觉传感装置设计

10

作者 孙华通 张立 +2 位作者 方鸿雁 潘园园 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第3期51-55,共5页

针对老年人对外部刺激的触觉感知灵敏度下降的问题,本文设计了一套人体触觉振荡共振传感装置。该系统选用STM32F103ZET6为中央处理器,利用加速度传感器MPU6050采集人体姿态特征信息,通过串口模块CP2012将采集到的信息发送到上位机实时... 针对老年人对外部刺激的触觉感知灵敏度下降的问题,本文设计了一套人体触觉振荡共振传感装置。该系统选用STM32F103ZET6为中央处理器,利用加速度传感器MPU6050采集人体姿态特征信息,通过串口模块CP2012将采集到的信息发送到上位机实时显示和存储,依据姿态信息驱动微电机产生高频振荡作用于触觉感知部位,以提高人体的触觉感知功能。通过对微电机振动产生的振荡进行数字化录音,对其频谱分析观测到不同输入电压下对应电机振动输出频率的变化情况。仿真结果表明,该装置能够产生不同振动强度的高频刺激,为利用振荡共振理论在人体医学功能的应用提供了实验依据。该研究在人体触觉感知领域奠定了实验基础,具有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 振荡共振 触觉感知 高频振荡 微电机

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三电平超阈值随机共振模型的研究

11

作者 侯鹏鹏 王慧 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2016年第3期86-89,100,共5页

针对阈值型感知神经元中语音信号传输问题,本文建立了三电平神经元网络结构模型,给出了系统性能指标,分析了语音信号通过神经元群体时的平均互信息和刺激特定信息。分析结果表明,平均互信息是神经网络有关刺激信号集合的统计意义上信息... 针对阈值型感知神经元中语音信号传输问题,本文建立了三电平神经元网络结构模型,给出了系统性能指标,分析了语音信号通过神经元群体时的平均互信息和刺激特定信息。分析结果表明,平均互信息是神经网络有关刺激信号集合的统计意义上信息特征量,而刺激特定信息将平均互信息在信号幅值空间进行了分解,反应了噪声强度和神经元群体数目在不同信号水平下的信息传递效率。该研究为进一步探索阈值性神经元模型中信息编码提供了理论与实验依据。 展开更多

关键词 随机共振 互信息 刺激特定信息 阈值型神经元

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有色噪声中非线性滤波器的信噪比研究

12

作者 赵进 王凤娇 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2015年第3期55-58,共4页

针对实际信号处理中噪声的有色性和微弱信号,本文对有色噪声中非线性滤波器的信噪比问题进行研究。利用柯西-施瓦兹不等式和瑞利商定理,推导了信噪比理论上限值,并对有色高斯噪声进行了一阶滑动平均建模,同时在弱相关系数条件下,为提高... 针对实际信号处理中噪声的有色性和微弱信号,本文对有色噪声中非线性滤波器的信噪比问题进行研究。利用柯西-施瓦兹不等式和瑞利商定理,推导了信噪比理论上限值,并对有色高斯噪声进行了一阶滑动平均建模,同时在弱相关系数条件下,为提高系统输出信噪比,给出了信号波形优化方法。研究结果表明,阈值系统中一阶滑动平均有色噪声的相关系数能够提高输出信噪比,在尺度有色噪声下,随机共振现象不会发生,而在高斯混合色噪声中,存在随机共振现象。本研究为噪声增强非线性信号处理技术提供了重要参考价值。 展开更多

关键词 色噪声 信噪比增益 非线性滤波器 滑动平均模型

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音频水印符号检测器的研究

13

作者 邵亚楠 潘燕 段法兵 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2011年第2期32-37,共6页

提出了一种用于提取音频水印的符号检测器并研究了其鲁棒性能。首先,对于宿主音频的离散余弦变换系数进行绝对值排序,将水印所加的中频系数段分布假设为对称高斯混合分布模型,并依据这种模型设计了一种局部最优检测器,即符号水印检测器... 提出了一种用于提取音频水印的符号检测器并研究了其鲁棒性能。首先,对于宿主音频的离散余弦变换系数进行绝对值排序,将水印所加的中频系数段分布假设为对称高斯混合分布模型,并依据这种模型设计了一种局部最优检测器,即符号水印检测器。其次,对于这种符号检测器的检测性能进行了详细理论分析和实验证明。数值实验表明,这种检测器对于高斯噪声、重采样、重量化、MPEG压缩、低通滤波等攻击表现出较好的抗攻击性能,同时与符号检测器性能的理论分析相符。 展开更多

关键词 音频水印 对称双高斯混合模型 符号检测器 攻击

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条带煤柱稳定性理论与分析方法研究进展 被引量：98

14

作者 谢和平 段法兵 +1 位作者 周宏伟 赵国旭 《中国矿业》 北大核心 1998年第5期37-41,共5页

条带开采作为保护地面设施的有效措施在我国的很多局矿得到广泛应用。本文就煤柱载荷、煤柱强度、煤柱稳定性与煤柱尺寸的确定三方面系统介绍了条带煤柱稳定性理论与分析方法，并对其中的影响因素进行了详细分析。

关键词 条带开采 煤柱载荷 煤柱强度 煤柱稳定性 采煤

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综放顶煤爆破能量的分形研究 被引量：15

15

作者 谢和平 陈忠辉 +1 位作者 段法兵 王家臣 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2000年第1期16-18,共3页

基于综放开采预爆破弱化坚硬顶煤工艺，利用分形理论建立岩石断裂耗散能量与块度分维值之间的理论关系，推导出岩石爆破块度分数维与炸药单耗之间关系，进行了室内相似材料模型爆破实验，验证了上述理论关系，利用爆破岩石表面裂隙分布... 基于综放开采预爆破弱化坚硬顶煤工艺，利用分形理论建立岩石断裂耗散能量与块度分维值之间的理论关系，推导出岩石爆破块度分数维与炸药单耗之间关系，进行了室内相似材料模型爆破实验，验证了上述理论关系，利用爆破岩石表面裂隙分布的分形维数值作为衡量指标，优化爆破孔网参数． 展开更多

关键词 爆破能量 分形 块度 综放顶煤

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一种文本图像水印的算法研究

16

作者 唐晟 薛绪册 段法兵 《电子质量》 2012年第1期47-50,共4页

该文提出了一种文本图像水印的新算法。首先将文本中选定嵌入水印的区域视为一个彩色图像,对其进行离散余弦变换(DCT),并将变换系数进行加密排序之后,则经典的乘性水印算法转变为加性算法。将排序之后的DCT系数视为分叉噪声,而水印信号... 该文提出了一种文本图像水印的新算法。首先将文本中选定嵌入水印的区域视为一个彩色图像,对其进行离散余弦变换(DCT),并将变换系数进行加密排序之后,则经典的乘性水印算法转变为加性算法。将排序之后的DCT系数视为分叉噪声,而水印信号为弱信号,那么利用加性噪声中弱信号检测理论推导出一种水印检测器来检测水印信号,并对其检测性能进行了理论和实验分析。实验表明这种检测器对于高斯加性噪声、中值滤波、乘性噪音以及低通滤波等多种攻击手段都具有较好的抗攻击能力。 展开更多

关键词 文本图像 数字水印 离散余弦变换 分叉噪声 水印检测器

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