机器学习多类接收机工作特性研究

接收机工作特性(ROC)曲线已经成为误分类代价未知时的两类分类器分析和比较的标准工具,实际上已经取代了分类正确率或错误率。扩展两类ROC曲线到多类ROC曲面已经成为一个增长性的研究热点。本文阐述了ROC曲线的基本概念和应用,重点介绍了多类ROC曲面的历史和具体算法,指出多类ROC曲面的研究趋势是近似计算和可视化。

有序多类ROC超曲面下体积的快速无偏估计

接收机工作特性曲线(ROC)分析在科学和工程领域中特别时在机器学习中处理二分类问题时被广泛应用。然而,在实际情况下,多分类问题常常出现。为解决这个问题,学者引入了多类ROC超曲面下的体积VUHS概念,尽管已有学者提出了连续样本下计算VUHS的快速算法,但对离散样本下的VUHS研究仍显不足。本文提出了一种新的方法:基于动态规划(DP)的VUHS快速无偏估计算法。该算法旨在提高计算效率并确保无偏性,可同时处理连续及离散母体样本下的问题。通过实验验证了该算法的无偏性和计算效率,证实了其在处理多分类问题中的有效性和可靠性。

ROC曲线及其分析方法综述

接收机工作特性曲线分析可用于评价分类器的性能以及寻找不同类别的最优分割点等问题,其构建方法主要包含参数法及非参数法。其中,非参数法因其简单、灵活的特性,在实际应用中得到比较广泛的应用。针对二分类问题,详细介绍如何通过接收机工作特性曲线非参数法对分类数据进行接收机工作特性曲线构建和评价。

基于统计分析的水声低频线谱检测试验研究

针对浅海水声低频线谱检测应用场景,在理论仿真和海试数据处理基础上,采用统计分析的方法,对浅海低频环境噪声特性进行了分析和研究。对浅海低频环境下的线谱信号检测性能进行了数值模拟和仿真,获得了理论和试验环境下描述低频线谱信号检测性能的接收机工作特性(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线。理论和试验数据分析表明,浅海低频环境噪声基本符合理论描述的瑞利分布特征,线谱检测所需的信噪比判决门限略高于理论值,并随噪声的频率分布而变化。

基于高分辨一维多普勒像的雷达目标机动检测算法

目标机动过程中通常伴随着剧烈的姿态变化,有利于雷达目标的横向高分辨成像,从而为基于高分辨一维多普勒像(One-dimensional highresolution Doppler profile,1D-HRDP)进行机动检测提供了可行性.文中给出了高分辨一维多普勒像的成像公式后,首先分析了成像对目标转角、积累时间和采样率的约束条件,并给出了成像处理流程.随后着重分析了机动检测原理,得到了目标机动与非机动两类运动条件下姿态变化率的差异,为机动检测提供了基础.由于多普勒像的非平稳特性,本文将目标机动检测问题视作机动、非机动两类分类识别问题,并基于反向传播神经网络设计实现了机动检测器,提出了两项新的机动检测算法性能评估指标,与传统平均检测延迟指标相比能更准确地反映检测器的动态性能.仿真实验表明本文提出的机动检测算法总体性能好于其他三种基于特征的机动检测算法.

基于VFGPIR联合特征的决策级加权融合检测方法

车载前视地表成像雷达(VFGPIR)探测浅埋目标时面临虚警率过高问题,可利用序列图像特征的联合检测解决这一问题。首先利用Fisher鉴别比(FDR)定量评估从单帧和序列图像中提取的单个特征的鉴别能力;然后针对单个最优序列特征无法满足探测指标要求提出一种基于决策级加权融合的多特征联合检测方法;最后利用接收机工作特性(ROC)曲线来验证所提方法的有效性。试验结果表明:序列特征比单帧图像特征具有更好的鉴别能力;所提方法性能优于单个最优序列特征、特征向量和多数票融合准则对应的检测结果,有望满足实际探雷应用需求。

基于瞬时频率估计的双曲调频信号检测技术

基于双曲调频信号的特征分析,提出了一种新的HFM信号检测方法——周期斜率方差检测器。根据不同信噪比下周期斜率方差的概率密度,给出了该检测器的二元假设检验模型,并对比了相同条件下该检测器与匹配滤波器的性能。仿真结果表明,周期斜率方差检测器是一种恒虚警概率检测器,在较低信噪比下可有效检测双曲调频信号,并对多普勒失配有很好的适配性。

基于Hankel变换的雷达检测性能分析及其近似计算

基于Hankel变换,采用Padé近似法来分析计算匹配滤波器单脉冲输出的检测性能。文中仿真了多种杂波背景和目标模型的统计函数,并计算了这些模型条件下的接收机工作特性曲线。仿真结果既表明了近似计算具有较高的精确度,同时也表明了在单脉冲条件下,杂波和目标模型对检测性能有较大的影响。以上结论为多脉冲条件下匹配滤波器输出检测性能的近似计算提供了基础。

正交多相码连续波主动声呐回波检测算法设计

与常规脉冲式主动声呐相比,连续波主动声呐能够提高目标回波的时间处理增益和目标信息更新速率。该文提出一种由正交多相码合成的连续发射波形,分析了发射信号和目标回波模型,设计了多通道匹配滤波器组完成回波检测。为了进一步提高接收机检测性能,提出了多通道非相干积累的处理方法。通过数值仿真,分析提出的连续波形的多普勒分辨性能和目标信息更新率。通过蒙特卡罗法获取接收机工作特性曲线,比较了脉冲式主动声呐和连续波主动声呐在均匀混响背景下对单目标检测性能的差异。仿真结果表明,该文设计的连续波波形具有较好的多普勒分辨性能,在均匀混响背景下,回波检测算法能够明显提高单个目标的探测能力。