基于同步压缩变换的电缆缺陷定位研究

由于采集信号为入射波与多反射波的叠加,且多分量信号之间存在耦合不服从线性叠加原理,导致以采用魏格纳分布(Wigner-Ville distribution,WVD)为核函数的传统时频域反射法(time-frequency domain reflection,TFDR)存在严重的交叉项干扰,影响对缺陷的定位和判断。针对这一问题,本文提出一种基于同步压缩变换的电缆缺陷定位方法,该方法采用同步压缩变换(synchrosqueezing transform,SST)替代WVD以消除交叉项干扰,并以高分辨率定位电缆缺陷。同时分析参考信号相关参数,针对不同长度电缆测试,提出参考信号设计原则。该方法的主要步骤包括:通过采用TFDR法获取时域定位信号;然后采用SST求取压缩和重排后的时频谱图,以获取更精确的时频表达并消除交叉项干扰。最后,搭建了10kV交联聚乙烯电缆仿真模型进行研究,并选取了长度为500 m含中间接头的XLPE电力电缆和某地约32km海底电缆对算法进行实验验证。仿真及实验结果表明:SST算法对信号进行重排后能有效消交叉相的干扰,提高了时频域反射法定位精度。

基于深度学习的说话人确认方法研究现状及展望

随着深度学习的不断发展,说话人确认(Speaker verification)技术已经取得了长足的进步。该技术相较于其他生物特征识别技术,具有可远程操作、成本低和易于人机交互等优势,在公安刑侦、金融服务等领域展现出广泛的应用前景。本文系统综述了基于深度学习的说话人确认技术的发展脉络。首先,介绍了基于深度学习的说话人特征表示模型在模型输入与结构、池化层、有监督损失函数和自监督学习与预训练模型4个方面的发展历程和研究现状;其次,探讨了说话人确认技术在实际应用中面临的跨域不匹配问题,如噪声干扰、信道不匹配和远场语音等,并概述了相应的领域自适应和领域泛化方法;最后,指出了进一步的研究方向。

搜索域维度扩展稳健匹配场声源辐射功率估计

与传统声源辐射功率估计方法相比,匹配场声源辐射功率估计方法能获得更准确的估计结果,但环境失配对其性能影响较大。针对这一问题,提出一种搜索域维度扩展稳健匹配场声源辐射功率估计方法。定义环境失配影响因子,量化表示环境失配对信道传递函数和匹配场声源辐射功率估计方法的影响,确定提升环境失配稳健性的关键在于准确估计信道传递函数。传统匹配场声源辐射功率估计方法中信道传递函数搜索域是一个距离-深度二维平面,环境失配时,其中必然不包含真实信道传递函数,因此信道传递函数估计结果与真实信道传递函数也必然存在偏差。文中提出的搜索域维度扩展稳健匹配场声源辐射功率估计方法将信道传递函数搜索域扩展为距离、深度和不确定参数组构成的三维搜索空间,将真实信道传递函数包含在搜索域中,使得最优备选信道传递函数等于真实信道传递函数。随后构造三维搜索空间的目标函数,目标函数的绝对值越小,备选信道传递函数与真实信道传递函数偏差越小。使用目标函数绝对值取最小值时对应的备选信道传递函数可以更准确地估计声源辐射功率,仿真验证了理论分析的结果。

脉冲噪声下基于域自适应的调制识别

针对基于深度神经网络进行调制识别会存在模型失配导致识别率显著下降的问题,本文提出了一种基于域自适应的调制识别算法,在测试样本与训练样本存在较大分布差异时,仍具有很高的识别率。该算法对脉冲噪声下的调制信号的星座图进行处理,恢复出几何特征,强化特征并生成图片,将生成的图片输入到深度域自适应网络中完成调制识别。该算法实现了兼具大动态范围的广义信噪比和大动态范围的脉冲强度条件下的调制识别。仿真实验表明:该算法可以有效解决模型失配问题,具有良好的识别性能。

面向失配的图像隐写分析研究进展

尽管隐写分析在实验室环境下取得了显著的进步,但是在实际应用中,由于训练集和测试集的载体来源、隐写算法和嵌入率经常不同,导致隐写分析器性能下降,这种现象称为失配,严重阻碍了隐写分析的实际应用.因此,对目前面向失配问题的主要隐写分析方法进行了分析与总结.根据解决失配问题的思路,将现有失配隐写分析方法分为3类,即设计训练集、取证辅助和无监督领域适应,并对各类方法进行梳理和对比.基于对比结果,探讨了当前基于无监督领域适应的深度隐写分析模型面临的挑战以及未来的发展方向.研究结果表明:基于无监督领域适应的深度隐写分析模型是目前解决失配问题的最有效方案,领域对齐、中间域桥接、对抗学习等是设计该类深度隐写分析模型的主流思想;引入类别等细粒度信息以提高基于无监督领域适应的深度隐写分析模型的性能是未来研究的方向;针对不平衡样本及单/小样本等更恶劣的失配问题的解决方案仍待进一步探索.

基于FDR和时频脉冲转换的长电缆缺陷极性识别研究

为解决采用频域反射技术进行长电缆缺陷检测时,其结果易受低频段数据缺失占比的影响,而难以判断电缆缺陷极性的问题,该文提出一种基于频域反射技术的电缆阻抗失配点时频脉冲转换算法以实现缺陷的定位和极性判别。首先,采用2阶Nuttall自卷积窗的快速傅里叶计算方法对不同类型的电缆阻抗失配点进行定位。其次,提出电缆阻抗失配点时频脉冲转换算法,利用高斯窄带包络信号良好的频段调节能力和时频特性,详细阐述了时频脉冲的参数设计和极性判断方法。之后,运用仿真,对不同类型的阻抗失配点进行时频脉冲转换,验证了该算法的有效性。最后,采用该算法对实验室含接头长1500m的10k V XLPE电缆进行实验验证。仿真和实验结果表明:时频脉冲转换算法可以有效地定位长电缆阻抗失配点并且实现不同类型阻抗失配点的极性识别;同时,不同长度电缆阻抗失配点的时频脉冲转换结果不受低频段数据缺失占比的影响,有效提高了长电缆阻抗失配点的极性识别率。

子宫内膜癌组织MMR、NLRC3、FOXP1表达及与预后关系

目的:探讨子宫内膜癌组织中错配修复(MMR)蛋白、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRC3)及叉头框蛋白P1(FOXP1)表达及与预后关系。方法:收集2018年1月-2021年1月本院收治的子宫内膜癌组织标本40例为病例组,非内膜癌组织40例为对照组。采用免疫组化染色分析两组MMR、NLRC3及FOXP1阳性表达率及与病例组预后关系。结果:病例组40例标本中,MMR蛋白总缺失率为32.5%,其中PMS2蛋白缺失1例(2.5%)、MSH6蛋白缺失2例(5.0%)、MLH1/PMS2蛋白同时缺失7例(17.5%)、MSH2/MSH6蛋白同时缺失3例(7.5%);NLRC3阳性表达率为22.5%,FOXP1阳性表达率为20.0%,均低于对照组(P<0.01);不同年龄、肌层浸润深度、组织学分级患者内膜癌组织中MMR、NLRC3及FOXP1表达无差异;肿瘤家族史、病理类型、临床分期、淋巴结转移、累及子宫下段患者的内膜癌组织中MMR、NLRC3及FOXP1阳性表达率有差异(P<0.05);死亡组MMR缺失量及NLRC3、FOXP1阳性表达率均低于存活组(P<0.05)。相关性分析显示,MMR、NLRC3、FOXP1与子宫内膜癌患者家族史、病理类型、临床分期、淋巴结转移、累及子宫下段及预后均呈负相关(均P<0.05)。结论:子宫内膜癌组织中MMR缺失量及NLRC3、FOXP1阳性表达率明显降低,可能协同参与了子宫内膜癌的发生发展,对患者预后有参考意义。

一种并行系统时基误差自适应估计方法

在并行采集系统中,通道间时基延迟的不一致性严重降低了系统性能。针对时间延迟估计算法多基于时域实现,需进行复杂的插值运算以获取采样间隔非整数倍时基延迟的问题,本文基于时基误差的频域模型,将通道间的误差信号建模为自适应滤波器,提出了一种无需插值的估计算法。计算机仿真及实际应用验证结果表明,该方法能动态跟踪时基延迟变化,有效地估计通道时延,具有迭代次数少、运算量小、实时性高的特点。

变换域通信系统抗干扰编码幅度谱成型算法

针对变换域通信系统收发双方电磁环境不一致、频谱失配导致有用信号能量损失和降低系统抗干扰性能的问题,提出接收端多元编码幅度谱成型算法。首先,在发送信号频谱组成未知的条件下,采用变换域技术对接收端干扰和噪声进行处理,由于干扰会在变换域能量聚焦,而噪声没有能量聚焦特性,因此变换域处理能够有效的将干扰和噪声进行分离;然后,对分离后的干扰和噪声幅度谱进行归一化处理;最后,对归一化处理的幅度谱进行多元编码,无干扰的频点幅度谱设置为1,有干扰的频点幅度谱设置为归一化幅度谱最大值与该点的差值。采用该算法生成的基函数能够有效降低有用信号能量的损失并躲避干扰。仿真结果表明,相比接收端直接生成基函数和基于类似等增益合并的算法,在信噪比为-8~8dB的条件下,多元编码幅度谱成型算法能够有效形成接收端幅度谱,基函数误差分别降低了16.2%和13.1%,提高了系统的抗干扰性能。

高速并行采样中时间非均匀性测试与校准方法

并行交替采集系统中，由于各采样通道间时间延迟不一致引入的偏差使得输出采样序列非均匀，严重地降低了系统性能。现有盲估计算法计算量大，无法实现工程应用。通过分析采样样本统计变化趋势，提出了一种计算量更小的采样通道延迟估计算法，并采用分数延时滤波器完成校正，降低了设计难度与成本，系统校正性能和实时性高，适于工程实现。

控制受限的失配不确定性变结构控制系统稳定域估计

在控制受限的情况下，针对失配不确定性对象，研究了其变结构控制系统的稳定域估计问题，取得了系统的充分性稳定域估计结果，并据此分析了失配不确定性因素和控制受限界对系统稳定域的影响，以及控制受限界与鲁棒性的关系。

联合信道状态编码的基函数生成算法

针对远距离情况下基函数频谱失配导致的TDCS性能下降的问题,提出一种联合信道状态编码的远距离TDCS基函数生成算法。该算法通过对远距离收发两端的信道状态进行四进制合成编码,将联合信道划分为4种状态,根据频谱失配程度选择信道状态好的频点进行数据传输,并在解调前对接收信号进行滤波。理论分析表明,在相同情况下,使用联合信道状态编码机制的频谱利用率高于频谱交换机制的频谱利用率,从而有效避免收发两端放弃通信,更加接近TDCS的实际应用。仿真结果表明:该算法的抗干扰性能优于频谱交换机制,能够有效提高系统的频谱利用率,降低频谱失配对抗干扰性能的影响,扩展TDCS的应用范围。

时域宽带恒定束宽波束形成的实验研究

由于实际水声系统中的阵列模型往往与理想阵列模型失配,导致基于理想阵列模型设计的时域恒定束宽波束形成器所形成的波束图在实际应用中严重畸变,从而不能有效地抑制旁瓣干扰和无失真地接收宽带信号。本文利用水池实验说明阵列模型失配对基于理想阵列模型设计的时域恒定束宽波束形成器的影响,并提出一种有效的设计方法以减小这种影响,即通过实际测量,获得包含失配信息在内的实际阵列模型,并将该模型应用到时域恒定束宽波束器的设计当中。实验结果表明,基于实际阵列模型的设计可以有效地减小由于阵列模型失配带来的影响,这对设计实际系统可以使用的时域恒定束宽波束形成器具有重要的意义。

混波室时频域综合法天线效率测试技术

为了实现天线效率的准确测试,分析改进了现有混波室时频域综合法天线效率测试技术。通过使用带有时域分析功能的矢量网络分析仪、利用时域带限脉冲激励混波室测试获得混波室的时域插入损耗。考虑到发射天线与接收天线工作状态的不同,分别采用混波室中以及自由空间中的端口反射系数测试结果修正天线端口的阻抗失配。理论分析了时域测试中由于脉冲带宽不为零导致的天线效率测试误差,结果表明在时域脉冲带宽为300 MHz时,此误差项<0.11 d B,可以忽略。对超宽带单极子天线的仿真与试验结果显示:在3~8.5 GHz频段内天线效率的仿真与实测值差异较小,最大为0.295 d B,表明改进的方法能够较准确地对受试天线的效率进行测试。

收发频谱不一致条件下TDCS传输性能研究

针对在实际应用过程中,变换域通信系统的发射端和接收端电磁环境不相同而导致的收发两端出现基函数不一致的情况,对一种新的CASK算法进行了仿真。根据CASK算法和CSK算法以及双极性算法不同干扰、不同噪声和不同收发不一致比例的情况下系统误码率和理论误码率的对比研究,可以发现,虽然在理想情况下,三者差距不大,然而当收发不一致的比例逐渐上升时,CASK算法的传输性能下降较慢,可以进行正常传输,且其传输性能较双极性调制和CSK调制分别提高2 d B和1 d B,具有良好的抗不一致性能,具有良好的应用前景。

晶格失配应力对单晶(BiTm)_3(GaFe)_5O_(12)膜磁畴结构的影响

利用液相外延工艺在钆镓石榴石衬底上制得了单晶(BiTm)_3(GaFe)_5O_(12)膜,研究了晶格失配应力对其磁畴结构的影响.研究发现,生长速率越快,膜的晶格常数越大;晶格失配应力可以在一定范围内调整膜的垂直各向异性;随着晶格失配应力由较大张应力逐渐转变为较大压应力,磁畴形状先由磁泡畴转变成迷宫畴,然后转变为过渡态部分弯曲的条状畴,最终转变为整齐排列的条状畴;失配应力同时对畴宽也有影响,膜受到的失配应力越大,畴宽越大.这一实验研究对基于控制晶格失配应力来调控单晶膜的各向异性和磁畴结构有指导意义.

基于响应估计频域拟合的通道均衡方法

阵列各个天线、射频组件等在大信号带宽下引起的响应不同,造成了通道的不一致性,使得阵列的谱估计性能严重恶化。针对内定标无法校准天线馈线、已有外校准方法的性能受噪声影响严重和盲自适应过程依赖参考信号的问题,提出基于单一外部线性调频连续三角波信号源响应估计频域拟合的通道均衡方法。首先通过滑动协方差矩阵特征值分解和已知信源的理想导向矢量得到通道响应的粗估计,然后基于最小二乘准则利用谐波模型拟合得到通道响应的精准估计,最后结合带外线性扩展和频域多项式拟合得到均衡器响应。实测数据处理结果表明,在谱估计时利用所提方法均衡通道不一致性比其他方法有更高的输出信噪比和更小的角度估计均方误差。

频谱失配下的变换域通信系统基函数优化设计

针对频谱失配条件下变换域通信系统接收端误码性能下降的问题,提出了一种新的基函数优化设计方法。该方案可针对不同失配情况动态设计基函数的可用频点,实现频谱失配条件下系统抗干扰性能和频带利用率的最优化权衡,从而提升频谱失配条件下系统的误码性能。首先,建立远距离变换域通信系统模型,分析收发端电磁干扰环境。其次,通过分析频谱失配条件下基函数性能,理论推导系统误码率表达式,进而建立基函数幅度谱的最优化模型,并采用最速下降法进行最优解的搜索。仿真结果表明,与现有方法相比,本文所提方法更合理的设计了基函数幅度谱,在不同失配率下系统的抗干扰性能有明显提升,同时具有更好的信噪比误码性能。

飞秒激光热反射法用于纳米薄膜界面热阻研究

纳米薄膜界面热阻在纳米结构热输运过程中起主导作用。相对于金属纳米薄膜,非金属纳米薄膜界面热输运规律更为复杂。采用改进的双波长飞秒激光光热反射法（TDTR）实验系统,测试了金属纳米薄膜、非金属纳米薄膜分别与不同介电基体之间的界面热阻。薄膜-基体德拜温比可以近似作为衡量界面声学失配程度的度量,德拜温比接近,非金属纳米薄膜界面热阻比金属纳米薄膜界面热阻大2-3倍,主要原因是电子-声子耦合作用增强了金属薄膜界面热输运能力。

用于失配隐写分析的对抗子领域自适应网络

当训练集数据和测试集数据来自不同的载体源时,即在载体源失配的条件下,通常会使一个表现优异的隐写分析器检测准确率下降。在实际应用中,隐写分析人员往往需要处理从互联网上采集的图像。然而,与训练集数据相比,这些可疑图像很可能具有完全不同的捕获和处理历史,导致隐写分析模型可能出现不同程度的检测性能下降,这也是隐写分析工具在现实应用中很难成功部署的原因。为了提高基于深度学习的隐写分析方法的实际应用价值,对测试样本信息加以利用,使用领域自适应方法来解决载体源失配问题,将训练集数据作为源领域,将测试集数据作为目标领域,通过最小化源领域与目标领域之间的特征分布差异来提高隐写分析器在目标领域的检测性能,提出了一种对抗子领域自适应网络(ASAN,adversarial subdomain adaptation network)。一方面从生成特征的角度出发,要求隐写分析模型生成的源领域特征和目标领域特征尽可能相似,使判别器分辨不出特征来自哪一个领域;另一方面从减小域间特征分布差异的角度出发,采用子领域自适应方法来减少相关子领域分布的非期望变化,有效地扩大了载体与载密样本之间的距离,有利于分类精度的提高。通过在多个数据集上对3种隐写算法进行检测,证实了所提方法可以有效地提升模型在数据集失配和算法失配时的检测准确率,减少了失配问题带给模型的负面影响。