站在巨人肩膀上的初学者:社会科学研究中的生成式人工智能

如何利用生成式人工智能助力社会科学研究是近期社会科学研究者们共同关心的重要议题之一。在此背景下,从一般社会科学研究的实践需求出发,通过具体的实例考察生成式人工智能在社会科学研究的理论、方法和研究偏误三个方面的具体表现。生成式人工智能对于总结和复现现有资料具有很大的优势,以其强大算力来预处理海量在线资料,可以帮助研究者节省信息搜索的时间成本和精力成本。但是,生成式人工智能难以对既有理论进行“阅读”后的“理解”,同时亦不擅长进行方法层面的优劣对比和新分析工具的开发。此外,在生成内容上也表现出明显的偏见或者误差。背靠人类既有资料积累的生成式人工智能可谓站在巨人肩膀上,但由于其本身缺乏成熟的能动创新能力,生成式人工智能在学术研究的意义上仍然是一位“初学者”。如何引导和培养这位“初学者”,是社会科学研究者需要思考和完成的任务。

基于预测误差绝对值标记的加密图像可逆信息隐藏方法

随着云计算的发展,加密图像可逆信息隐藏技术得到了越来越多研究者的关注,并广泛应用于司法、军事、医疗等领域.本文提出了一种基于预测误差绝对值标记的加密图像可逆信息隐藏算法.首先,使用中值边缘检测器获取原始图像像素预测值,并计算预测误差的绝对值;然后根据其二进制序列从最高有效位到最低有效位存在多个连续0值的分布状况,构建最优二叉树以生成自适应的哈夫曼编码;最后通过哈夫曼编码标记对应的预测误差绝对值像素,以腾出空间进行信息嵌入.实验结果表明:该算法能够实现信息的完整提取和图像的无损恢复,与同类算法相比,能够有效地提高图像机密信息的嵌入率.

某三甲综合医院3316份住院病案首页主要诊断编码质量分析

目的分析厦门市某三甲综合医院2023年1—12月住院病案首页主要诊断编码质量,分析编码错误原因,提出有效的改进建议,以期提高医院住院病案首页主要诊断编码质量。方法采用分层抽样选取厦门市某三甲综合医院2023年1—12月住院病案3316份,由科室9名编码员对抽取的病案首页进行交叉互查,登记编码错误类型,分析编码错误原因。结果主要诊断编码错误353份,主诊编码错误率为10.65%。对错误类型归类:未认真分析病历资料占比48.44%,未掌握主要诊断编码原则占比27.48%,临床知识不足占比14.16%,系统获取错误占比9.92%。结论注重病案编码专业人才队伍的建设,培养编码员的工作能力,推进病案管理系统改进和优化,有利于持续优化病案首页主要诊断编码质量。

基于二维混合式位置编码的高精度测角

针对具有精密旋转轴系类的高端制造装备或精密测量仪器,其旋转角度采用传统圆光栅难以消除偏心误差对测量角度精度的影响,提出了一种基于二维混合式位置编码的旋转角度高精度测量方法。该测角系统由一个二维混合式位置编码盘、两个CCD相机和远心镜头组成,二维混合式位置编码盘被固定在精密旋转轴系上以获得其旋转角度。然后,建立了测角模型并从数学上证明了测角精度与安装偏心无关。利用多齿分度台对已提出测角系统精度进行检测,测量角度误差在±1″。最后,利用已提出测量方法对直驱转台的角度定位精度进行测量,角度定位误差在±5″内。与传统圆光栅测角相比,该方法不需要考虑安装偏心误差对测角精度的影响,具有稳定性好、使用简单等特点,可用于角度定位误差的检测。

基于ECOC平衡随机森林的雷达降水粒子分类

针对数据不平衡情况下的降水粒子分类问题,提出了一种基于纠错输出码(error correcting output code,ECOC)平衡随机森林的双偏振气象雷达降水粒子分类方法。首先,将多类别降水粒子数据集编码为多个二分类数据集;然后,对二分类数据集进行有放回的平衡重采样,构建多棵分类回归树;最后,利用所有的分类回归树联合进行降水粒子分类。对实测数据的处理结果表明,所提方法能够在保证总体准确率较高的情况下,大幅提高少数类的分类效果。

空间耦合低密度奇偶校验码残差滑窗译码算法

针对空间耦合低密度奇偶校验(SC-LDPC)码滑窗译码(SWD)算法中错误传播导致的高误码率问题,该文提出基于动态残差的滑窗译码(RSWD)算法。通过在窗口内计算边信息更新前后的残差值,动态选择可靠度最低(残差值最大)的边信息优先更新,降低边信息无效更新的频率,提高窗内译码收敛速度。仿真结果表明:相比于传统SWD算法,RSWD算法在窗口中各位置的误比特数明显降低,抑制错误传播效果明显;在高信噪比(SNR)区域或者低迭代次数的情况下,RSWD算法的误码率性能优于SWD算法;此外,将动态残差应用到消息复用(MR)和窗口扩展(WE)两种窗译码算法中,亦能得到类似结论,提升窗译码性能。

基于Zernike矩和拼贴误差的布料图案检索算法

为提高纺织品企业检索布料图案的效率,提出了一种基于Zernike矩和拼贴误差的布料图案检索算法(ZMCE)。首先,通过计算选取最佳匹配时的分形参数和Zernike矩;其次,根据值域块与最佳匹配的定义域块之间的相似性度量计算拼贴误差;最后,将Zernike矩和拼贴误差作为布料图案检索的特征量进行特征提取。实验结果表明,ZMCE算法的平均查准率、平均查全率和单张图案的检索时间分为88.6%、53.4%和0.207 s,显著优于基本分形算法(BFC)、单一拼贴误差算法(SCE)和联合正交化分形参数和改进Hu不变矩算法(OFH),此外,ZMCE算法的平均查准率和查全率还优于文献[4]中的算法。因此,ZMCE算法在纺织品行业布料图案检索方面具有良好的应用价值。

基于PC-BICM的航海雷达通信一体化信号设计及性能分析

为解决航海雷达通信一体化信号通信效率低的问题,基于线性调频(linear frequency modulation,LFM)雷达载波信号,以极化码为信道编码方案,提出一种极化分类比特交织编码调制(polar classified bit-interleaved coded modulation,PC-BICM)算法。该算法基于信道可靠性参数将比特信道分为2类,对不同类型的信道采用不同的交织方式,以增大优比特信道间的离散度。仿真结果表明,在多种信道条件下,采用PC-BICM算法的一体化信号的误码率比随机交织信号和无交织信号的低。在高信噪比情况下,随着极化码码长的增加,一体化信号性能会优于传统的8倍扩频信号,且采用该算法的一体化信号与传统LFM信号有相同的距离分辨力。

一种时间反转的参考信号调制DCSK通信方案

针对DCSK系统信息传输速率低及安全性差的问题,提出一种时间反转参考信号调制DCSK(TR-RMDCSK)通信系统方案。该方案采用RM调制实现了在一个帧时隙传输两个比特,携带偶数信息比特的混沌信号既是信息信号,也是传输奇数信息比特的参考信号,将参考信号进行时间反转,消除了同一帧时隙信号间的相关性,提升了比特传输速率及信号保密性。推导了高斯信道下的理论误码率,并在高斯信道和莱斯信道下进行了性能仿真分析。结果表明,该方案在不牺牲传输速率的情况下改善了误码性能,提高了系统安全性。

水声网络不等差错保护的避环ROFC-LF码算法与分析

随着智慧海洋的发展,水声网络多媒体数据的传输受到学者关注.水声网络高度动态的拓扑导致相邻节点数据传输不完整,压缩的水下图像或视频等数据对重建数据的质量有不同影响,因此水声网络需要具有不等差错保护(Unequal Error Protection,UEP)的编码机制来编解码重要性不等的多媒体数据.递归与限制反馈的在线喷泉码(Recursive Online Fountain Code with Limited Feedback,ROFC-LF)具有开销低、反馈少及编译码简单等特点,因此适用于水声网络.本文针对水声信道带宽窄、延时长及能量受限等特点,系统地分析了ROFC-LF编码机制建立阶段存在的环问题.针对ROFC-LF编码存在的环和无法提供UEP功能这两个问题,本文提出了两个优化目标.此外,还提出了具有不等差错保护的避环ROFC-LF编码机制.该编码机制减少了由于建立阶段最大组件存在环引起的无用编码包的数量,进而降低了网络能耗.不等差错保护的避环ROFC-LF编码机制在建立阶段和完成阶段分别采用权重策略和数据优先级策略来实现UEP特性,并利用随机图理论对该编码机制进行理论分析,理论结果和仿真实验结果一致.结果表明:该编码机制能够快速的恢复重要数据的同时,降低了编码包的数量,适用于网络拓扑结构动态变化的水声网络传输重要性不等的多媒体数据.

面向投票类AI分类器的零冗余存储器容错设计

投票类分类器广泛应用于多种人工智能(Artificial Intelligence,AI)场景,在其电路系统中,用于存储已知样本信息的存储器易受到辐射、物理特性变化等多种效应影响,引发软错误,继而可能导致分类失败。因此,在高安全性领域应用的AI分类器,其存储电路需要进行容错设计。现有存储器容错技术通常采用错误纠正码,但面向AI系统,其引入的冗余会进一步加剧本就面临挑战的存储负担。因此本文提出一种零冗余存储器容错技术,采用纠正错误对分类结果的负面影响而非纠正错误本身的设计思想,利用错误造成的数据翻转现象恢复出正确的分类结果。通过对k邻近算法进行实验验证,本文提出的技术在不引入任何冗余的情况下可达到近乎完全的容错能力,且相比于现有技术,节省了大量硬件开销。

新媒体背景下思政课教学“纠错码”功能优化研究--以“中国近现代史纲要”课为例

在新媒体背景下,思政课教学中充斥着大量的信息“噪声”干扰,不可避免却又直接影响着教学效果的提升,而“中国近现代史纲要”课程“以史育人”的内容特点更易遭受信息“噪声”的干扰,因此有必要引入信息论中“噪声”干扰难以消除时的纠错码应对机制,有效降低新媒体“噪声”对它的影响。利用重塑“纠错码”防范功能、维护“纠错码”纠正反馈功能、革新“纠错码”建设功能等措施辩证发力,可以将新媒体给“中国近现代史纲要”课程带来“噪声”干扰的“变量”转化为提升信息传输实效的“增量”,为提升课程育人实效提供全新思路。

Neural-Polar码:一种基于深度学习的新型信道编码方案

为应对新型移动通信系统智能性的需求以及在难以进行人工建模的复杂信道环境下进行可靠通信的问题,基于Polar码的编译码递归结构提出一种新型神经网络信道编码方案,即Neural-Polar码。该方案利用神经网络将Polar码编译码递归结构中父、子节点间的线性映射变成非线性映射,引入快速连续抵消(successive cancellation, SC)译码的思想,解决在完全二叉树上构建Neural-Polar码造成网络结构过大的问题。仿真实验表明,Neural-Polar码可以获得优于经典SC译码算法的误码率(bit error rate, BER)和误块率(block error rate, BLER)性能,对网络的联合训练使得Neural-Polar码能够自动学习信道特性,具有更好的信道适应性和鲁棒性。Neural-Polar码将传统的对复杂信道进行人工建模分析的难题交给机器,充分体现出其编译码的智能性。

新纠缠辅助量子MDS码的构造

纠缠辅助量子纠错码是经典量子纠错码的推广,通过在接收者和发送者双方预先共享纠缠态的方式实现量子通信.由于预先共享纠缠态会造成额外的费用,如何构造具有较小预先共享纠缠态的纠缠辅助量子纠错码是一个有趣的问题.本文给出了有限域Fq2上一类负循环码是厄米特对偶包含码的充分条件,通过研究其分圆陪集的结构性质,确定了不同数目的预先共享纠缠态的存在条件,并结合纠缠辅助量子纠错码的构造方法,构造了一些新的具有较小预先共享纠缠态的纠缠辅助量子Maximum-Distance-Separable(MDS)码.

基于可逆元胞自动机加密的扩展码索引调制方案

针对直接序列扩频系统伪随机(Pseudo Noise,PN)码资源有限且码索引调制系统误码率性能下降的问题,提出了一种基于可逆的初等元胞自动机加密的扩展码索引调制方案。首先,针对PN码资源有限的问题,提出使用混沌规则的初等元胞自动机对PN码进行迭代的方案,从而实现扩展PN码的目的;其次,针对码索引调制误码率性能下降的问题,提出了一种可逆元胞自动机加密的码索引调制方案,在发射端,把信息比特切割成调制比特和映射比特,并分别映射为调制符号和扩频码索引,使用对应索引的扩频码对同相分量进行扩频,同时使用可逆元胞自动机对映射比特进行加密,加密后的映射比特为调制符号的正交分量选取对应索引的扩频码进行扩频。仿真与分析结果表明,在相同频谱效率条件下,在加性高斯白噪声信道中,当误码率为10-5时,扩展码索引调制方案的误码率性能优于码索引调制和广义码索引调制方案约2~4 dB,优于非正交码移键控码索引调制方案约0.5 dB。

一种消除周期性毛刺相位误差的互补格雷码双N步相移法

互补格雷码双N步相移法因其具有鲁棒性好、检测精度高等特点在条纹投影轮廓术领域成为研究热点。然而,传统互补格雷码双N步相移法存在检测效率低以及未消除周期性毛刺相位误差的问题。针对这些问题,本文对传统互补格雷码双N步相移法进行改进消除周期性毛刺相位误差,首先通过相机捕获形变条纹图像并计算出两组截断相位,然后利用两组截断相位的相关性消除检测数据中的相位差、周期性毛刺相位误差,再对两组截断相位进行融合,最后通过互补格雷码相位展开法对融合后的截断相位进行相位展开。实验得出本文方法在检测效率不变的情况下,能有效消除周期性毛刺相位误差,得到高精度展开相位,相比于未消除周期性毛刺相位误差的互补格雷码双N步相移法,本文检测方法精度提高了约24.57%,相比于互补格雷码N步相移法,本文检测方法精度提高了约6.29%。

一种相控阵雷达波束指向误差的外场高精度标定方法

相控阵雷达通过电扫描调整波束指向,并通过测量目标回波与预期波束指向的偏差完成目标角度测量。当实际波束指向偏离预期时,将导致目标角度解算存在误差,随着对雷达测角精度要求的提升,波束指向误差对雷达测角性能的影响将成为关键因素。波束指向误差通常可以在微波暗室内对阵面完成标定和补偿,然而,现代大型相控阵因规模庞大而使得在暗室内进行波束指向标定变得困难,甚至缺乏可行性。文中针对基于惯导实现阵面姿态测量的相控阵雷达,提出了一种雷达波束指向误差的外场高精度标定方法。首先,分析了相控阵雷达波束指向误差产生的主要原因与惯导安装误差、电轴机械轴指向误差、波控码计算误差等因素相关;然后,建立了误差传递模型,并基于最小二乘估计原理,给出了一种通过雷达跟踪标校体的测量误差数据解算波束指向误差并予以补偿的标定方法;最后,完成了外场实装试验验证。试验结果表明,基于所提方法进行外场标定可大幅降低波束指向误差,对大型相控阵雷达高精度角度测量的工程实现有较大的参考价值。

基于改进准循环码的FPGA抗辐射容错方法

针对SRAM型FPGA在辐射环境中易受高能粒子影响发生单粒子多位翻转的问题,提出一种基于改进位交织技术的(16,8)准循环码抗单粒子多位翻转容错方法。在分析FPGA的典型多位翻转错误图样的基础上,采用软容错中的错误检测与纠正思想将传统的(16,8)准循环码和改进位交织技术相结合来提高编解码的软容错能力。仿真和硬件平台试验表明,该方法可以实现对FPGA中由于单粒子效应所导致的至多五位突发错误的纠正和两位随机错误的检测,同时具有编解码不额外增加冗余位、实现简单和容错能力强的特点,为增强SRAM型FPGA在应用过程中的抗单粒子翻转能力、提高相关系统的辐照可靠性提供了可行途径。

基于奇偶校验极化码的量子密钥纠错方法

为了提升量子密钥分发(QKD)中密钥纠错的性能,提出了一种基于奇偶校验极化码的量子密钥纠错方法。该方法在密钥纠错过程中引入了奇偶校验极化码,并优化了奇偶校验编码策略,利用密钥极化编码后生成的奇偶校验信息完成密钥纠错。仿真结果表明:与现有的基于极化码的密钥纠错方法相比,该方法可以在相同的量子比特误码率下获得更高的纠错效率;当实际QKD实验中的量子比特误码率为0.01048时,其纠错效率达到1.34,安全成码率可达1319 b/s。

北斗二号卫星伪距偏差分析与建模

北斗二号系统伪距观测值中存在一种星源性的系统性偏差,也称为伪距偏差。文中基于全球10个IGS跟踪站的观测数据对伪距偏差进行分析,通过观察不同系统、不同卫星在不同时间、不同测站的MP组合,验证仅北斗二号系统存在伪距偏差,其中IGSO和MEO卫星的伪距偏差与高度角呈负相关,与观测时间和观测地点无关;GEO卫星的伪距偏差存在周期性规律,但不同站、不同时间差异较大。使用10个IGS站2020和2021两年的观测数据对伪距偏差进行建模,使用该模型修复伪距偏差后,发现伪距中与高度角相关的系统性误差被消除,PPP试验高程方向上平均精度提升31.7%,说明模型可以有效修复伪距偏差。