基于全息超表面天线的雷达通信一体化波束成形设计

1

作者 陈光毅 张若愚 +3 位作者 任红 马越 缪晨 吴文 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期961-973,共13页

无线通信设备在新兴场景(例如,如车联网、低轨卫星等)的大量应用使得通信用频逐渐向更高频段扩展,进而导致其与雷达用频的重叠现象日益突出。雷达通信一体化凭借其联合信号处理能力和低功耗特性,被视为一种解决频谱拥挤问题的有效途径... 无线通信设备在新兴场景(例如,如车联网、低轨卫星等)的大量应用使得通信用频逐渐向更高频段扩展,进而导致其与雷达用频的重叠现象日益突出。雷达通信一体化凭借其联合信号处理能力和低功耗特性,被视为一种解决频谱拥挤问题的有效途径。相比于传统的天线阵列架构,全息超表面天线(HMA)通过嵌入紧密排列的超材料单元,可以灵活配置各单元的状态以调控频率响应,从而实现可控且高能效的波束成形,为雷达通信一体化系统提供了潜在可行选择。考虑一个基于全息超表面的雷达通信一体化系统,在杂波环境下进行目标感知的同时能够为多个单天线用户提供通信服务。接下来,该文在满足发射功率和HMA频率响应约束的前提下,构建了最大化通信频谱效率和雷达互信息加权和的问题,通过联合优化数字预编码器、HMA权重矩阵和接收滤波器,实现基于HMA的雷达通信一体化波束成形设计。为求解这一非凸优化问题,该文提出一种基于分式规划的交替优化算法。该算法首先利用分式规划技术将原始问题转化为更易于处理的子问题,然后通过拉格朗日对偶分解和流形优化等方法对子问题进行交替优化求解。仿真结果表明,HMA阵列架构的波束成形设计在通信频谱效率与雷达互信息性能间取得了灵活的平衡,并且其性能接近全数字阵列架构。 展开更多

关键词 雷达通信一体化 全息超表面天线 波束成形设计 雷达互信息 通信频谱效率

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基于NAP和RMI的滚动轴承性能退化状态识别与评估 被引量：5

2

作者 夏均忠 郑建波 +2 位作者 白云川 吕麒鹏 杨刚刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期33-37,共5页

退化状态特征的提取是滚动轴承退化状态识别与评估的关键。干扰属性投影(Nuisance Attribute Projection,NAP)能克服传统方法无法准确提取退化状态特征的不足,但在全寿命阶段上单调性和敏感性差,将排列互相关(Ranking Mutual Informatio... 退化状态特征的提取是滚动轴承退化状态识别与评估的关键。干扰属性投影(Nuisance Attribute Projection,NAP)能克服传统方法无法准确提取退化状态特征的不足,但在全寿命阶段上单调性和敏感性差,将排列互相关(Ranking Mutual Information,RMI)用于NAP的优化,从而准确评估轴承退化状态。应用优化正交匹配追踪(Optimized Orthogonal Matching Pursuit,OOMP)对振动信号降噪;将NAP计算的特征向量PE值与参考PE值对比识别轴承退化状态;应用RMI增强PE值对于信号细微变化的敏感性和全寿命阶段的单调性从而准确评估其退化状态。试验验证,滚动轴承性能退化状态识别率高,能高精度、分阶段评估轴承性能退化状态。 展开更多

关键词 滚动轴承 性能退化 干扰属性投影 排列互相关

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相位一致性和区域互信息量的医学图像配准 被引量：5

3

作者 张娟 卢振泰 +1 位作者 冯前进 陈武凡 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第27期162-165,共4页

提出一种改进的多模态医学图像配准算法--基于相位一致性和区域互信息量,不仅使用了图像灰度,而且采用了能描述图像结构的特征。首先,引入区域互信息量代替传统的灰度直方图,可以将邻域信息考虑进去;其次,通过相位一致性得到的特征图像... 提出一种改进的多模态医学图像配准算法--基于相位一致性和区域互信息量,不仅使用了图像灰度,而且采用了能描述图像结构的特征。首先,引入区域互信息量代替传统的灰度直方图,可以将邻域信息考虑进去;其次,通过相位一致性得到的特征图像不受明暗对比度的影响;最后,将特征图像和原始图像引入到区域互信息量中,也就是结合了邻域信息和结构信息。结果表明算法具有精度高、鲁棒性强等特点,特别适合于医学图像配准。 展开更多

关键词 图像配准 相位一致性 区域互信息量

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基于可行域的遗传约简算法 被引量：18

4

作者 李订芳 章文 +1 位作者 李贵斌 牛艳庆 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2006年第2期312-315,共4页

在已有的遗传属性约简算法的基础上,通过引入约简的可行域概念,提出了基于可行域的遗传约简算法.可行域保持系统的分类能力,缩小了原问题的搜索空间,进而减小了问题的复杂度,适应度函数中引入与互信息相关的惩罚因子保证了算法在可行域... 在已有的遗传属性约简算法的基础上,通过引入约简的可行域概念,提出了基于可行域的遗传约简算法.可行域保持系统的分类能力,缩小了原问题的搜索空间,进而减小了问题的复杂度,适应度函数中引入与互信息相关的惩罚因子保证了算法在可行域中搜索.实验结果表明该算法既克服了启发性算法的缺陷,较之已有的基于遗传算法的约简算法也有效率改进. 展开更多

关键词 粗糙集 遗传算法 属性约简 互信息 可行域

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基于梯度信息和区域互信息的图像配准 被引量：7

5

作者 吴延海 张程 张烨 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第2期720-727,共8页

针对红外图像和可见光图像的特性,提出了基于梯度信息和区域互信息的红外与可见光图像配准。为了提高配准的速度,采用分层配准方法:使用小波分解将原始图像分为两层,在小尺度层上使用梯度信息和PSO方法找到粗配准参数,大尺度层上使用区... 针对红外图像和可见光图像的特性,提出了基于梯度信息和区域互信息的红外与可见光图像配准。为了提高配准的速度,采用分层配准方法:使用小波分解将原始图像分为两层,在小尺度层上使用梯度信息和PSO方法找到粗配准参数,大尺度层上使用区域互信息和Powell搜索。其中,Powell搜索的初始值为粗配准参数,最终实现红外图像和可见光图像的有效配准。仿真实验结果表明:该算法配准精度高、速度快、鲁棒性好。 展开更多

关键词 梯度信息 区域互信息 多层配准 Powell

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采用区域互信息的多光谱与全色图像融合算法 被引量：9

6

作者 王金玲 贺小军 宋克非 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期2757-2764,共8页

为了提高多光谱与全色图像融合算法质量,提出了一种采用区域互信息的多光谱与全色图像融合算法。首先将多光谱图像变换至HSV彩色空间,并采用分水岭与区域合并的方法对V分量进行区域分割,得到区域分割映射,欧氏光谱距离作为区域合并的测... 为了提高多光谱与全色图像融合算法质量,提出了一种采用区域互信息的多光谱与全色图像融合算法。首先将多光谱图像变换至HSV彩色空间,并采用分水岭与区域合并的方法对V分量进行区域分割,得到区域分割映射,欧氏光谱距离作为区域合并的测度。然后采用非下采样Contourlet变换(Nonsubsample Contourlet Transform,NSCT)对多光谱图像V分量和全色图像进行多分辨率分解,将区域分割结果映射至全色图像,通过计算对应区域间的互信息对多分辨率分解系数进行融合,获得融合图像的分解系数,最后通过NSCT反变换实现融合图像重构。图像融合算法对比实验表明,文中融合算法在充分保留了多光谱图像光谱信息的同时,尽可能多地注入了全色图像的细节信息,有效提高了多光谱图像的边缘特征。 展开更多

关键词 图像融合 图像分割 非下采样CONTOURLET变换 区域互信息

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状态空间时间序列的区域物流需求预测研究 被引量：8

7

作者 曾鸣 程文明 林磊 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第15期7-12,共6页

区域物流需求是制定区域物流发展政策、基础设施建设和物流系统规划的重要依据,由区域各项相关经济指标共同决定。针对区域物流需求预测中样本数量小的问题,提出了互信息高维度特征降维方法,在保证相关综合信息完整性基础上降低原始数... 区域物流需求是制定区域物流发展政策、基础设施建设和物流系统规划的重要依据,由区域各项相关经济指标共同决定。针对区域物流需求预测中样本数量小的问题,提出了互信息高维度特征降维方法,在保证相关综合信息完整性基础上降低原始数据维度,在此基础上建立了状态空间时间序列预测模型,同时采用局部线性小波神经网络和LIBSVM支持向量回归模型进行对比实验。算例分析及实验结果表明,采用互信息降维后的预测模型相对误差平均减少54.8%,互信息与状态空间时间序列模型相结合的预测方法对于区域物流需求预测问题预测精度较高,相对误差约为0.08。 展开更多

关键词 互信息 状态空间时间序列 区域物流需求 预测

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一种新的红外与可见光图像融合评价方法 被引量：12

8

作者 王晓文 赵宗贵 汤磊 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期871-875,共5页

在对源图像进行区域划分与关联的基础上,结合红外与可见光图像的成像特点和图像融合任务需求,定义了两个图像区域特征,基于该特征和融合图像与源图像的信息熵及互信息(mutual information,MI),构造了融合图像区域相似度评价指标,提出了... 在对源图像进行区域划分与关联的基础上,结合红外与可见光图像的成像特点和图像融合任务需求,定义了两个图像区域特征,基于该特征和融合图像与源图像的信息熵及互信息(mutual information,MI),构造了融合图像区域相似度评价指标,提出了一种新的无参红外与可见光融合图像质量评价方法。实验表明,本文所建立的融合图像质量评价指标,比目前常用的几种评价指标更接近人的视觉观感。 展开更多

关键词 红外与可见光图像融合 质量评价 信息熵 互信息 区域划分

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一种自适应磨粒图像分割方法的应用研究 被引量：2

9

作者 杨宁 张培林 +1 位作者 陈洪超 任国全 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第17期185-187,共3页

利用计算机图像处理技术实现铁谱图像诊断自动化是铁谱技术发展的目标,铁谱磨粒图像分割是磨粒自动识别的重要环节,其分割效果直接影响磨粒识别的精度。原始区域生长算法需要提供种子点以及生长阈值才能进行图像分割。不同的种子点和不... 利用计算机图像处理技术实现铁谱图像诊断自动化是铁谱技术发展的目标,铁谱磨粒图像分割是磨粒自动识别的重要环节,其分割效果直接影响磨粒识别的精度。原始区域生长算法需要提供种子点以及生长阈值才能进行图像分割。不同的种子点和不同的阈值会对分割效果产生很大影响。提出一种结合模糊C均值的区域生长算法,可根据磨粒图像自动获取种子点,并利用模糊互信息自动确定生长阈值,实现磨粒图像的自动分割。实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 铁谱 磨粒 图像分割 区域生长 模糊互信息

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改进型脉冲耦合神经网络检测乳腺肿瘤超声图像感兴趣区域 被引量：9

10

作者 汪源源 焦静 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1398-1405,共8页

为了解决超声图像斑点噪声、伪影、低图像对比度和图像亮度不均匀等问题,提出了一种改进的简化脉冲耦合神经网络(SPCNN)结合模糊互信息量的方法来自动检测乳腺肿瘤超声图像的感兴趣区域(ROI)。首先,对超声图像进行模糊增强预处理;然后,... 为了解决超声图像斑点噪声、伪影、低图像对比度和图像亮度不均匀等问题,提出了一种改进的简化脉冲耦合神经网络(SPCNN)结合模糊互信息量的方法来自动检测乳腺肿瘤超声图像的感兴趣区域(ROI)。首先,对超声图像进行模糊增强预处理;然后,通过改进SPCNN对超声图像进行点火,以最大模糊互信息量作为最优判决准则,获得相应的分类结果;最后,对分类后的二值图像进行形态学等处理,从而得到乳腺超声图像的ROI。对包含118幅乳腺肿瘤超声图像的数据库进行处理,结果表明,该方法自动识别ROI准确率达到87.3%,处理每一幅图像的平均时间为4.68s。本算法能有效快速地检测乳腺肿瘤超声图像的ROI,有望用于基于超声图像的乳腺肿瘤CAD中。 展开更多

关键词 乳腺肿瘤 超声图像 感兴趣区域 脉冲耦合神经网络 模糊互信息

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方向相关与互信息加权组合多模图像配准方法 被引量：5

11

作者 谭东杰 张安 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期836-841,共6页

针对可见光与红外图像的配准问题,提出了一种基于边缘方向相关和局部优选区域互信息加权的配准方法。首先进行区域划分,建立区域优选测度,选取信息量丰富的局部区域;在优选区域的基础上,引入了图像的边缘方向信息,构造边缘方向图,以增... 针对可见光与红外图像的配准问题,提出了一种基于边缘方向相关和局部优选区域互信息加权的配准方法。首先进行区域划分,建立区域优选测度,选取信息量丰富的局部区域;在优选区域的基础上,引入了图像的边缘方向信息,构造边缘方向图,以增加全局空间特征;然后,通过综合局部区域灰度信息和全局边缘方向信息,将互相关测度和互信息测度加权集成,构造了一种新的相似测度。实验结果表明,边缘方向相关测度的引入,提高了基于互信息的图像配准的精度,利用局部优选区域代替整幅图像提高了算法的速度。 展开更多

关键词 多模图像配准 互信息 区域优选 方向相关

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基于改进型互信息的遥感图像配准方法 被引量：3

12

作者 韦春荣 何楚 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第2期20-25,共6页

互信息作为图像配准的相似性测度函数,同等程度地包含了待配准图像重叠区域中感兴趣信息和冗余信息。本文将图像中感兴趣区域的互信息引入到图像相似性测度函数中,给出一种互信息和感兴趣区域互信息相结合的新的图像配准相似性测度函数... 互信息作为图像配准的相似性测度函数,同等程度地包含了待配准图像重叠区域中感兴趣信息和冗余信息。本文将图像中感兴趣区域的互信息引入到图像相似性测度函数中,给出一种互信息和感兴趣区域互信息相结合的新的图像配准相似性测度函数,再基于该测度函数实现对遥感图像的配准。实验结果表明本文算法在提高配准精度上的有效性。 展开更多

关键词 互信息 感兴趣区域 遥感图像配准

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基于感兴趣区域互信息的多模图像配准方法 被引量：4

13

作者 刘兆英 周付根 +4 位作者 白相志 薛斌党 王晖 谭东杰 郭世伟 《航空兵器》 2011年第4期7-12,共6页

针对可见光和红外图像的配准问题,提出了一种改进的基于感兴趣区域梯度互信息的多模图像配准方法。该算法从两个方面做了改进,首先,为了提高算法性能,对图像做了预处理抑制噪声,然后通过对图像进行灰度级降采样操作,合理选择较少的灰度... 针对可见光和红外图像的配准问题,提出了一种改进的基于感兴趣区域梯度互信息的多模图像配准方法。该算法从两个方面做了改进,首先,为了提高算法性能,对图像做了预处理抑制噪声,然后通过对图像进行灰度级降采样操作,合理选择较少的灰度级达到减少计算量的目的;其次,提取图像中复杂度高的区域作为感兴趣区域来代替整幅图像进行配准,这样不仅可以提高像素灰度在互信息计算中的可用性,同时可以提高互信息配准方法的配准效率和精度。实验结果表明,该方法可以有效提取相关性高的区域,提高互信息配准方法的精度和效率。 展开更多

关键词 多模图像配准 梯度互信息 灰度级降采样 感兴趣区域

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基于LIBSVM和时间序列的区域货运量预测研究 被引量：5

14

作者 曾鸣 林磊 程文明 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第21期6-10,共5页

针对区域货运量预测中影响因素多、样本数量小的问题,提出了互信息MI与LIBSVM支持向量回归以及状态空间时间序列相结合的预测方法,采用MI进行高维度特征降维后,以新的低维空间作为样本输入,分别建立LIBSVM支持向量回归和状态空间时间序... 针对区域货运量预测中影响因素多、样本数量小的问题,提出了互信息MI与LIBSVM支持向量回归以及状态空间时间序列相结合的预测方法,采用MI进行高维度特征降维后,以新的低维空间作为样本输入,分别建立LIBSVM支持向量回归和状态空间时间序列预测模型。通过重庆市货运量预测实验结果及对比分析表明,该方法在进行有效预测的同时能够改善预测精度,相对误差约为0.06。 展开更多

关键词 互信息(MI) 支持向量机程序库(LIBSVM)支持向量回归 状态空间时间序列 区域货运量 预测

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光流的镜头边界检测 被引量：1

15

作者 汪荣贵 胡健根 +1 位作者 杨娟 薛丽霞 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期38-45,共8页

针对现有镜头检测算法在处理运动信息时无法随着帧间差异不同而变化的问题,提出一种基于光流的镜头边界检测方法。依据光流算法对图像间熵计算进行校正,并提出一种光流量化方法。使用量化值与校正熵值判断图像连续性,保留存在镜头切换... 针对现有镜头检测算法在处理运动信息时无法随着帧间差异不同而变化的问题,提出一种基于光流的镜头边界检测方法。依据光流算法对图像间熵计算进行校正,并提出一种光流量化方法。使用量化值与校正熵值判断图像连续性,保留存在镜头切换的候选边界;根据镜头构造的差异提取图像的光度信息与图像间互信息,并提出一种模型匹配的方式进行镜头类型识别。在互信息提取前对图像进行显著区域提取,来增加图像间的差异而保证模型匹配的准确性。实验表明,该检测算法能准确检测镜头边界且有效排除运动干扰。 展开更多

关键词 镜头边界检测 光流 互信息 显著区域

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基于归一化互信息的CT-MRI脑图像配准 被引量：2

16

作者 周友兵 《现代电子技术》 2007年第8期101-102,105,共3页

医学图像配准研究有非常重要的临床应用价值。针对现在流行的基于最大互信息量的配准方法展开分析和研究。在此基础上对比研究了归一化互信息配准法。通过对一组CT-MR脑图像配准的仿真研究,证明归一化互信息配准法的配准效果很好。特别... 医学图像配准研究有非常重要的临床应用价值。针对现在流行的基于最大互信息量的配准方法展开分析和研究。在此基础上对比研究了归一化互信息配准法。通过对一组CT-MR脑图像配准的仿真研究,证明归一化互信息配准法的配准效果很好。特别是在图像重叠区域较小的情况下,比最大互信息配准法效果优越。 展开更多

关键词 医学图像配准 最大互信息 重叠区域 归一化互信息

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移动机器人视觉候选闭环召回方法设计 被引量：1

17

作者 吴俊君 《计算机工程与设计》 北大核心 2016年第6期1659-1662,共4页

为改进移动机器人视觉SLAM闭环探测性能,提出基于位置敏感哈希的候选闭环召回方法。采用位置敏感哈希技术以随机比特采样的方式对尺度空间中的地图关键帧进行哈希索引,以局部互信息为图像相似性度量指标在哈希桶内召回候选闭环。在国际... 为改进移动机器人视觉SLAM闭环探测性能,提出基于位置敏感哈希的候选闭环召回方法。采用位置敏感哈希技术以随机比特采样的方式对尺度空间中的地图关键帧进行哈希索引,以局部互信息为图像相似性度量指标在哈希桶内召回候选闭环。在国际公开的数据集上,将该方法与典型BoW方法进行准确性对比实验,实验结果表明,针对大范围室外环境的拓扑地图,该方法仅需召回4个候选闭环即可达到100%的闭环召回率,避免了大量局部特征提取和离线训练过程,能力优于BoW方法。 展开更多

关键词 移动机器人 视觉SLAM 闭环探测 位置敏感哈希 局部互信息

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小波变换联合互信息量的水平集策略分割B超病灶

18

作者 杨谊 喻德旷 申洪 《计算机应用与软件》 CSCD 2016年第1期211-215,共5页

目前水平集方法在B超病灶分割中的应用得到很多关注,其中区域水平集模型能够获得较好的分割结果,但仍然存在对初始条件敏感和不能准确处理灰度变化非匀质的不足。针对这两个问题,运用小波变换方法分解图像,对高频子图进行基于小波模极... 目前水平集方法在B超病灶分割中的应用得到很多关注,其中区域水平集模型能够获得较好的分割结果,但仍然存在对初始条件敏感和不能准确处理灰度变化非匀质的不足。针对这两个问题,运用小波变换方法分解图像,对高频子图进行基于小波模极大值的边缘检测,获得高质量的初始曲线;然后引入互信息量的概念,定义图像局部互信息量来更准确地表现轮廓线的局部特征,以引导曲线合理形变和位移。实验结果表明,水平集策略能够准确处理病灶的模糊边界,具有一定的抗噪能力。水平集策略与其他区域水平集模型相比,在定位精度和执行效率方面都有不同程度的优化。 展开更多

关键词 区域水平集 小波变换 图像局部互信息量 B超病灶分割

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改进的区域互信息和小波变换的图像配准 被引量：6

19

作者 赵钰 朱俊平 亢娟娜 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第21期152-155,共4页

为提高图像配准的速度和精度,对基于区域互信息配准算法进行了改进,运用了两层小波分解策略的配准方法,小波分解得到的最顶层图像采用粒子群优化全局寻优算法,利用搜索的结果作为下一层Powell寻优方法的起点,另外,对待配准图像应用形态... 为提高图像配准的速度和精度,对基于区域互信息配准算法进行了改进,运用了两层小波分解策略的配准方法,小波分解得到的最顶层图像采用粒子群优化全局寻优算法,利用搜索的结果作为下一层Powell寻优方法的起点,另外,对待配准图像应用形态学方法去除噪音。针对不同分解层的特点,采用不同的测度方法,得到的顶层图像采用改进后的区域互信息为相似性测度,而底层采用归一化互信息测度和相位一致性的相结合的方法,不仅提高了速度,还克服了图像间明暗对比的影响。实验结果表明,提出的配准算法对图像噪声有较高的鲁棒性,可达到亚像素精度,在配准速度上也有了很大的提高。 展开更多

关键词 图像配准 小波变换 区域互信息 相位一致性

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归一化互信息与多分辨率融合的2D-3D配准方法 被引量：6

20

作者 陈龙 张峰峰 +3 位作者 于凌涛 孙立宁 干旻峰 詹蔚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期243-249,共7页

针对微创脊柱手术配准环节中存在的配准精度和效率低的问题,本文提出了一种2D-3D配准方法。采用基于区域贡献的归一化互信息与多分辨率策略相结合的方法,并通过改变配准步长,研究配准精度和时间。整体配准精度提高了40%,配准时间缩短了5... 针对微创脊柱手术配准环节中存在的配准精度和效率低的问题,本文提出了一种2D-3D配准方法。采用基于区域贡献的归一化互信息与多分辨率策略相结合的方法,并通过改变配准步长,研究配准精度和时间。整体配准精度提高了40%,配准时间缩短了53%,当配准步长由0.1降到0.05时,其配准精度提高了8%,配准时间增加了12%。由此可知,配准步长变小时,配准精度相对提高,但配准时间增加。此算法可以实现三维与二维图像的配准,且可以有效提高配准精度和配准效率,基本符合医生手术过程图像配准3 mm以内的需要。 展开更多

关键词 2D-3D配准 归一化互信息 多分辨率 相似性测度 光线投射插值 区域分割 微创 灰度

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