基于带隙基准的改进型像元共享CTIA红外读出电路设计

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作者 王坤 关晓宁 +5 位作者 康智博 张凡 张焱超 邓旭光 周峰 芦鹏飞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期816-821,共6页

为了提高红外读出电路动态范围、增强红外成像质量,加入暗电流抑制模块电路,设计了一种四像元分时共享的电容反馈跨阻放大器(CTIA)和带隙基准源相互配合的高性能红外读出电路。通过带隙基准源产生两个基准电压586 mV和293 mV,其中293 m... 为了提高红外读出电路动态范围、增强红外成像质量,加入暗电流抑制模块电路,设计了一种四像元分时共享的电容反馈跨阻放大器(CTIA)和带隙基准源相互配合的高性能红外读出电路。通过带隙基准源产生两个基准电压586 mV和293 mV,其中293 mV基准电压值的温漂系数达到1.49×10-6/℃,可对分流管的栅极和源极提供稳定的电压偏置,实现对暗电流的精准撇除。结果表明,该电路可实现电流信号从10 pA~10 nA宽动态范围的积分电压读出,读出数据通过线性拟合,拟合优度R 2达到0.9992,说明电路性能良好。此研究未来可应用到线列和面阵的红外探测器中。 展开更多

关键词 探测器 读出电路 暗电流抑制 像元共享 带隙基准

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基于CNFET电路段内关键门的全局布局算法

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作者 田康林 赵康 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期464-472,共9页

针对传统硅基电路布局算法在碳纳米管(CNT)密度变化的碳纳米管场效应晶体管(CNFET)电路上表现出时序良率不高的问题,提出一种基于段内关键门的全局布局算法.首先自底向上逐级分析电路各个层级,依次建立门延迟、门树延迟模型,在此基础上... 针对传统硅基电路布局算法在碳纳米管(CNT)密度变化的碳纳米管场效应晶体管(CNFET)电路上表现出时序良率不高的问题,提出一种基于段内关键门的全局布局算法.首先自底向上逐级分析电路各个层级,依次建立门延迟、门树延迟模型,在此基础上结合CNFET电路相关矩阵建立包含延迟均值和方差的段统计延迟模型;然后通过理论分析确定时序良率与段的统计延迟之间的相关关系;最后利用CNFET电路不对称空间相关性,使用网格搜索策略不断迭代调整段内关键门位置,以降低段延迟.在OpenCores中4个测试电路上的实验结果表明,所提算法平均提高了20%的电路时序良率,在执行时间上比CNT密度变化感知的基准方法降低25%,揭示了其在高时序良率要求的大规模电路中应用的潜力. 展开更多

关键词 碳纳米管 碳纳米管场效应晶体管 不对称空间相关性 全局布局算法

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面向标准单元布局的自适应加权平均线长模型

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作者 迟元晓 王志君 +1 位作者 梁利平 邱昕 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期170-176,共7页

现有EDA工具通过在密度约束条件下使半周长线长(half-perimeter wirelength,HPWL)总和最小化方法来解决集成电路物理版图设计中标准单元的全局布局问题.然而,HPWL的不可导性使得基于梯度的先进求解方法无法直接应用于全局布局.因此,布... 现有EDA工具通过在密度约束条件下使半周长线长(half-perimeter wirelength,HPWL)总和最小化方法来解决集成电路物理版图设计中标准单元的全局布局问题.然而,HPWL的不可导性使得基于梯度的先进求解方法无法直接应用于全局布局.因此,布局中通常使用加权平均线长(weighted-average wirelength,WAWL)模型来近似HPWL,但无法兼顾平滑度和精度.因此,本文提出了一种改进的自适应加权平均线长(SaWAWL)模型,通过每条连线实际长度自适应地调整各自的加权因子γ,在保证平滑度的同时使拟合HPWL的误差更小,提高了标准单元全局布局质量.基于所提出的模型实现了一个全局布局器,并完成了在DAC2012开源基准上的验证.结果表明,该模型可以使半周长线长总和减少3.69%. 展开更多

关键词 集成电路 版图 物理设计 布局算法

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基于机器学习的功能覆盖率预测算法

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作者 刘光宇 王艺洋 +2 位作者 林子明 李志强 梁利平 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期122-129,共8页

芯片规模的扩大及功能的不断加强,使得芯片验证难度呈几何级数递增.对于多组合激励的功能覆盖情况,传统通用做法是依照其不同使用场景,以分片或切片形式进行统计.此类方法操作简单,但难以在随机测试下对各个配置的组合情况进行完整覆盖... 芯片规模的扩大及功能的不断加强,使得芯片验证难度呈几何级数递增.对于多组合激励的功能覆盖情况,传统通用做法是依照其不同使用场景,以分片或切片形式进行统计.此类方法操作简单,但难以在随机测试下对各个配置的组合情况进行完整覆盖分析.针对该问题,提出了一种基于机器学习算法进行覆盖率快速收敛且通用性强的验证方法.该方法将各个配置激励按权重进行分解处理,对功能覆盖中的关键交叉仓进行观测,利用功能点分析不消耗仿真时间的特性,对数据集进行收集并训练,通过实际测试调整,实现了一种改进型的网络结构,可对各种激励组合情况进行覆盖率预测,并可挑选指定覆盖阈值的激励输入.仿真结果表明,与随机情况相比,该方法可显著降低仿真时间,并有效减少仿真资源占用;与其他网络结构相比,该网络收敛更为迅速,并可达到更高的预测精度. 展开更多

关键词 神经网络 功能覆盖率 随机测试 训练损失

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框架结构对薄膜体声波谐振器性能提升的研究 被引量：1

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作者 吴永乐 吴昊鹏 +5 位作者 赖志国 蔡洵 唐滨 杨清华 杨雨豪 王卫民 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期407-413,共7页

本文研究了框架结构(Frame)对薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)提升性能的作用,从两种Frame结构对体声波能量的反射匹配基础理论出发,针对其功能特点,以实验的方式确定了低频和高频多组框架微结构的组合,对多组FBA... 本文研究了框架结构(Frame)对薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)提升性能的作用,从两种Frame结构对体声波能量的反射匹配基础理论出发,针对其功能特点,以实验的方式确定了低频和高频多组框架微结构的组合,对多组FBAR进行了版图绘制以及光刻流片,最终通过片上测试得到了所有分组的谐振器性能.对测试得到的性能进行了分组统计筛选,从测试结果来看,经过优选之后的Frame结构分组无论是对低频还是高频FBAR谐振器都具有提升性能的作用.对低频(1.7 GHz附近)FBAR来说,并联谐振品质因数可以提升1000以上.对高频(5.5 GHz附近)FBAR来说,并联谐振品质因数可以提升300以上.对横向寄生模式较强的高频FBAR,优选的Frame结构可以提升谐振器的横向寄生模式抑制,使串联谐振频率之下的阻抗相位波动减少5°以上. 展开更多

关键词 薄膜体声波谐振器 框架结构 流片实验 阻抗相位波动

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机器学习辅助微架构功耗建模和设计空间探索综述 被引量：1

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作者 翟建旺 凌梓超 +2 位作者 白晨 赵康 余备 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1351-1369,共19页

微架构设计是处理器开发的关键阶段,处在整个设计流程的上游,直接影响性能、功耗、成本等核心设计指标.在过去的数十年中,新的微架构设计方案,结合半导体制造工艺的进步,使得新一代处理器能够实现更高的性能和更低的功耗、成本.然而,随... 微架构设计是处理器开发的关键阶段,处在整个设计流程的上游,直接影响性能、功耗、成本等核心设计指标.在过去的数十年中,新的微架构设计方案,结合半导体制造工艺的进步,使得新一代处理器能够实现更高的性能和更低的功耗、成本.然而,随着集成电路发展至“后摩尔时代”,半导体工艺演进所带来的红利愈发有限,功耗问题已成为高能效处理器设计的主要挑战.与此同时,现代处理器的架构愈发复杂、设计空间愈发庞大,设计人员期望进行快速精确的指标权衡以获得更理想的微架构设计.此外,现有的层层分解的设计流程极为漫长耗时,已经难以实现全局能效最优.因此,如何在微架构设计阶段进行精确高效的前瞻性功耗估计和探索优化成为关键问题.为了应对这些挑战,机器学习技术被引入到微架构设计流程中,为处理器的微架构建模和优化提供了高质量方案.首先介绍了处理器的主要设计流程、微架构设计及其面临的挑战,然后阐述了机器学习辅助集成电路设计,重点在于使用机器学习技术辅助微架构功耗建模和设计空间探索的研究进展,最后进行总结展望. 展开更多

关键词 处理器设计自动化 微架构设计 功耗建模 设计空间探索 机器学习

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T2SL红外探测器高量子效率机理的研究进展

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作者 杨雪艳 孙童 +5 位作者 关晓宁 赵雅琪 张凡 张焱超 芦鹏飞 周峰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期822-831,共10页

二类超晶格(T2SL)红外探测器灵敏度高、响应速度快,适用于更远距离成像、更高速度的运动目标追踪。量子效率(QE)是决定光电探测器能否高质量成像的关键指标之一,提高T2SL红外探测器的QE具有重要意义。为了更直观地理解T2SL红外探测器QE... 二类超晶格(T2SL)红外探测器灵敏度高、响应速度快,适用于更远距离成像、更高速度的运动目标追踪。量子效率(QE)是决定光电探测器能否高质量成像的关键指标之一,提高T2SL红外探测器的QE具有重要意义。为了更直观地理解T2SL红外探测器QE的提高方式,梳理了中长波T2SL红外探测器提高QE的方法,归纳了QE在不同调控手段下能达到的程度,重点讨论了能带结构设计、吸收层厚度设定、吸收层掺杂类型选择、材料改进等方面对T2SL红外探测器QE的影响情况,并对T2SL红外探测器高QE的研究现状和未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 探测器 二类超晶格 量子效率 吸收层

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一种基于模板的RSA-CRT模约减攻击方法

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作者 马向亮 乌力吉 +3 位作者 王宏 张向民 黄克振 刘玉岭 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期689-695,共7页

目前针对RSA-CRT的建模类攻击研究较少,本文以模约减操作为研究对象,提出了一种针对RSA-CRT实现的模板攻击方法.该方法的核心是解决了如何由模约减后中间值的汉明重量恢复RSA-CRT私钥的难题.该方法的特点是基于模约减后中间值的汉明重... 目前针对RSA-CRT的建模类攻击研究较少,本文以模约减操作为研究对象,提出了一种针对RSA-CRT实现的模板攻击方法.该方法的核心是解决了如何由模约减后中间值的汉明重量恢复RSA-CRT私钥的难题.该方法的特点是基于模约减后中间值的汉明重量模型建模,通过采集选择密文模约减的能量迹进行模板匹配获取模约减后中间值的汉明重量,由汉明重量变化值恢复中间值,进一步恢复RSA-CRT算法的私钥.另外,该方法的优点在于理想情况下,基于中间值汉明重量模型建立的模板之间可以共用,且对中间值以多少位大小建模没有限制,可以选择字节大小,64位大小,甚至私钥p相同大小,实际环境中可根据泄露信息情况进行选取.最后,本文选择对中间值的最低字节进行建模,验证了该方法的可行性,并给出了防护建议. 展开更多

关键词 模板攻击 RSA-CRT 选择密文 模约减 侧信道攻击

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面向6G的RIS信道测量与建模研究进展 被引量：2

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作者 张建华 张骥威 +2 位作者 张宇翔 巩汇文 田磊 《无线电通信技术》 北大核心 2024年第2期227-237,共11页

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)技术被认为是6G中很有应用前景的技术。RIS信道研究对于RIS辅助通信系统的技术创新和性能评价至关重要。综述了RIS信道的测量与建模研究进展,总结了基于矢量网络分析仪(Vector Netw... 智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)技术被认为是6G中很有应用前景的技术。RIS信道研究对于RIS辅助通信系统的技术创新和性能评价至关重要。综述了RIS信道的测量与建模研究进展,总结了基于矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer, VNA)的频域测量和基于滑动相关的时域测量两种信道测量方法。介绍了基于时域的RIS信道测量平台,并对目前的测量活动进行了总结。分析了RIS信道中的阵元反射系数、散射方向图和级联路径损耗三个特性。总结了RIS信道统计性建模、确定性建模和混合型建模的方法,给出了一种基于现有5G标准的3D几何统计性信道模型(Geometric-Based Stochastic Model, GBSM)扩展的RIS信道建模方法,以及基于此方法的RIS信道仿真平台。展望了RIS信道测量和建模研究面临的挑战和未来的研究方向。 展开更多

关键词 智能超表面 信道测量 信道建模 3D几何统计性信道建模

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半导体光电材料B_(2)S_(3)在离子电池中的应用性质研究

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作者 依力亚斯·阿不都尔依木 陈长城 +2 位作者 高林淞 云雄飞 芦鹏飞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期884-890,共7页

为了满足新型可再生能源技术对电极材料具有合适的结构、电子和机械性能的要求,采用第一性原理,计算研究了具有动态、机械和热稳定性B_(2)S_(3)半导体光电材料的电化学性能及其潜在应用。结果表明,作为阳极材料,B_(2)S_(3)单层具有合适... 为了满足新型可再生能源技术对电极材料具有合适的结构、电子和机械性能的要求,采用第一性原理,计算研究了具有动态、机械和热稳定性B_(2)S_(3)半导体光电材料的电化学性能及其潜在应用。结果表明,作为阳极材料,B_(2)S_(3)单层具有合适的存储容量(Li:227.2 mAh/g;Na:340.8 mAh/g)、超低扩散势垒(Li:0.23 eV;Na:0.14 eV)和低平均开路电压(Li:0.515 eV;Na:0.162 eV),在充放电过程中具有相对较小的晶格变化(Li:2.5%;Na:2.1%);在不同浓度的锂/钠离子吸附下,B_(2)S_(3)单层的金属特性保持不变,具有良好的导电性和电池运行稳定性,表明B_(2)S_(3)半导体光电材料是一种有吸引力的锂/钠离子电池阳极候选材料。B_(2)S_(3)单层的优异特性可促使进一步探索其作为锂/钠离子电池阳极材料的应用。 展开更多

关键词 材料 锂/钠离子电池 第一性原理 B_(2)S_(3)

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一种支持多数据块混合处理的FFT优化方法 被引量：5

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作者 洪钦智 王志君 +1 位作者 郭一凡 梁利平 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期42-50,共9页

针对快速傅里叶变换处理器中运算通路深流水线气泡会导致性能损失以及不同点数的快速傅里叶变换存在吞吐率不均衡问题,提出了一种可以同时支持多个快速傅里叶变换数据混合处理的优化方法。设计了一种深度流水的可配置蝶形处理电路以及... 针对快速傅里叶变换处理器中运算通路深流水线气泡会导致性能损失以及不同点数的快速傅里叶变换存在吞吐率不均衡问题,提出了一种可以同时支持多个快速傅里叶变换数据混合处理的优化方法。设计了一种深度流水的可配置蝶形处理电路以及可支持多数据块混合处理的块浮点处理架构,使得在同一硬件框架下可支持1个基9/2个基8/3个基5/4个基4/5个基3的高精度蝶形运算,运算速率和资源效率较高。基于上述方法,实现了一种支持4G/5G标准的多模高性能快速傅里叶变换处理器,可以支持64~4 096点的FFT/iFFT和12~3 240点的DFT/iDFT处理(60种点数模式)。该快速傅里叶变换处理器基于55 nm CMOS工艺实现,面积1.59 mm^(2),最高工作频率500 MHz,单数据模式下最大吞吐率1.5 GS/s,混合数据模式下最大吞吐率2.2 GS/s。与近年研究相比,该设计在增加较少资源的情况下,实现了更多点数支持、更高的吞吐率(2X~6X)和各种点数下更均衡的性能。 展开更多

关键词 快速傅里叶变换处理器 高性能 多模式 5G

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基于TSV的3D IC层次化物理实现技术 被引量：2

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作者 迟元晓 王志君 +2 位作者 梁利平 刘丰满 邱昕 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期134-140,共7页

随着集成电路特征尺寸逼近物理极限,硅通孔(TSV)实现层间互连的三维集成电路(3D IC)成为延续摩尔定律的一种趋势.但现有集成电路设计工具、工艺库、设计方法尚不成熟,难以实现三维集成中超大尺寸基板芯片的时序收敛问题.为此,本文提出... 随着集成电路特征尺寸逼近物理极限,硅通孔(TSV)实现层间互连的三维集成电路(3D IC)成为延续摩尔定律的一种趋势.但现有集成电路设计工具、工艺库、设计方法尚不成熟,难以实现三维集成中超大尺寸基板芯片的时序收敛问题.为此,本文提出了一种利用现有传统的EDA工具完成基于TSV的3D IC物理设计的流程.首先,用热应力模型将三维硅通孔投影成二维阻挡层,从而将三维集成电路设计转化成若干含阻挡层的二维集成电路分别实现;其次,针对超大尺寸基板芯片的时序收敛困难问题,提出了一种标准单元布局方法,通过在版图中划定若干固定放置区用于限定关键时序单元的摆放,并迭代确定这些关键单元在固定放置区中的位置,实现大尺寸芯片的时序收敛.基于所提出的三维集成电路设计流程完成了一款三维集成的网络路由芯片基板芯片的设计,结果表明,相比传统的设计流程,提出的3D IC物理设计流程可使超大尺寸基板芯片从时序无法收敛优化到可收敛并满足时序要求,验证了所提出的3D IC物理设计流程的可行性. 展开更多

关键词 硅通孔 三维集成电路 大尺寸芯片 版图设计

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一种新型基于交指电容和微带电感的单层低成本宽带带通滤波器 被引量：2

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作者 张薇 吴永乐 +2 位作者 王卫民 郝丽薇 杨雨豪 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1413-1420,共8页

随着无线通信系统的快速发展,尤其是5G时代的来临,带通滤波器作为射频前端的选频器件被广泛应用于各种系统.近年来,人们对通信的需求日益提升,因此滤波器的小型化、低成本以及高性能等方面的要求成为业内研究的重点.现代工艺技术的发展... 随着无线通信系统的快速发展,尤其是5G时代的来临,带通滤波器作为射频前端的选频器件被广泛应用于各种系统.近年来,人们对通信的需求日益提升,因此滤波器的小型化、低成本以及高性能等方面的要求成为业内研究的重点.现代工艺技术的发展为带通滤波器的设计提供了多种方法,如使用阶跃阻抗谐振器设计微带带通滤波器、利用互补开环谐振器作为基本谐振单元构造宽带带通滤波器和基于E型双模谐振器设计微带带通滤波器等.然而,这些微带滤波器的尺寸较大,令实现小型化的目标难以实现.由于集总元件具有体积小、成本低、带宽宽、元件间相互作用小等优点,在射频器件设计中发挥着重要作用.相较于基于集成无源器件(Integrated Passive Device,IPD)工艺和低温共烧陶瓷(Low-Temperature Co-fired Ceramic,LTCC)工艺的带通滤波器,这种单层宽带带通滤波器具有更低的生产成本、更少的损耗限制,以及避免了基于表面贴装器件的成本和制造公差等问题.由于其采用交指电容和微带电感的简单实现方式,该方法所设计的滤波器还具有工艺简单和体积小的优点.基于单层印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)工艺,本文提出了一种新型高选择性宽带带通滤波器.该电路结构对称,由多组对称的串联谐振器构建滤波器通带和带外多零点特性.其中,为了增强阻带的抑制能力和滤波器的频率选择性,添加多对接地的串联谐振器在通带左右两侧各增加一个传输零点,两个传输零点独立控制,互不影响.使用奇偶模分析方法对电路进行分析,以求解传输零点,并给出零点解析式.随后,对带通滤波器的传输零点频率、中心频率、3 dB相对带宽以及品质因数等参数变化进行分析.为了实现小型化和低成本的要求,该电路中的所有集总元件均由交指电容和微带电感实现.交指电容是一种多指周期性结构,具有多个几何变量,如指长、指宽、指间间隙、指端间隙和指数等.这些变量使得交指电容的结构具有较大的自由度,同时也增加了结构优化的难度.同理,微带电感的电感值可通过改变其长度和宽度进行调节.为了验证带通滤波器设计方法的有效性,基于单层PCB工艺,对工作在4.52 GHz的滤波器进行仿真、制造和测量,使用HFSS软件对滤波器整体结构进行优化.所用介质基板为Rogers RO4350B,其相对介电常数为3.66,损耗正切角为0.0037,板厚为1.524 mm.测试结果表明,3 dB相对带宽为38.9%,在中心频率4.52 GHz处插入损耗最小(为1.68 dB),回波损耗优于21.45 dB,谐波抑制水平为7.7~9.4 GHz大于19.6 dB,通带内测试的群时延在0.56~1.2 ns变化.本文展示了一种单层低成本宽带带通滤波器,基于奇偶模电路和解析方程,详细阐述了滤波器的设计原理.该滤波器采用交指电容和微带电感作为集总元件,实现了小型化和低成本.实物测试进一步验证了滤波器的可行性,证明了其性能良好,具有体积小、损耗低、宽频带和选择性好等优点,适用于单层PCB工艺,易于与无线通信系统集成. 展开更多

关键词 带通滤波器 LC谐振器 传输零点 交指电容 微带电感

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先验引导的虹膜图像盲修复算法 被引量：1

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作者 王甲 项刘宇 +3 位作者 黄昱博 夏玉峰 田青 何召锋 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2023年第12期148-155,共8页

虹膜识别作为最有潜力的生物特征识别技术之一,已得到广泛应用。然而,现有的虹膜识别系统在图像采集过程中易受外界因素干扰,存在采集的虹膜图像分辨率不足、易模糊等问题。为解决以上问题,提出了一种先验引导的虹膜图像盲修复算法,利... 虹膜识别作为最有潜力的生物特征识别技术之一,已得到广泛应用。然而,现有的虹膜识别系统在图像采集过程中易受外界因素干扰,存在采集的虹膜图像分辨率不足、易模糊等问题。为解决以上问题,提出了一种先验引导的虹膜图像盲修复算法,利用生成对抗网络和虹膜先验知识对低分辨率、运动模糊、离焦模糊等降质因素混合的未知退化虹膜图像进行盲修复。修复网络包括退化去除子网络、先验估计子网络和先验融合子网络,其中先验估计子网络对输入的风格信息进行分布建模,并将其作为先验知识来指导生成网络;先验融合子网络利用注意力融合机制来整合多层级的风格特征,提高了信息的利用率。实验结果表明,所提方法在定性和定量指标上都优于其他算法,实现了退化虹膜的盲修复,提高了虹膜识别的鲁棒性。 展开更多

关键词 虹膜修复 虹膜识别 虹膜分割 风格信息 注意力融合

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