Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering

ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online), monthly

2015 Vol.16 No.3 P.173-258

<<< CONTENTS >>>

Computer & Automation

Interpolation of a spline developable surface between a curve and two rulings

Alicia Cantón, Leonardo Fernández-Jambrina

DOI: 10.1631/FITEE.14a0210 Downloaded: 2500 Clicked: 7628 Cited: 1 Commented: 0(p.173-190) <Full Text> <PPT> 2023

Chinese summary <165> 已知(zhī)曲線與直母線插值可展樣條曲面

目的：對由給定一(yī)條樣條曲線和可展曲面中(zhōng)第一(yī)及最末直母線（ruling）界定的可展樣條面片（patch）進行插值。
創新點：給定一(yī)條樣條曲線和起始直母線構造插值可展樣條曲面，需先給出曲面對邊邊界樣條曲線。而用傳統方法構造插值可展樣條曲面不能限制兩條直母線的全部端點。本文通過将可展樣條曲面升階的方法，在增加起始直母線全部端點的限制條件下(xià)，解決已知(zhī)某一(yī)樣條曲線和起始直母線的可展樣條曲面插值問題。
方法：通過将可展樣條曲面升階，解決給定一(yī)條樣條曲線和起始直母線及其全部端點情形下(xià)可展樣條曲面插值問題。
結論：給定一(yī)條樣條曲線和可展曲面的起始直母線及其端點，通過将可展樣條曲面升階，解決可展樣條面片插值構造。此方法同樣适用于三角可展樣條曲面插值（圖10）。

關鍵詞組：可展曲面；樣條曲面；開(kāi)花（Blossom）運算

Real-time monitoring of brake shoe keys in freight cars

Rong Zou, Zhen-ying Xu, Jin-yang Li, Fu-qiang Zhou

DOI: 10.1631/FITEE.1400305 Downloaded: 2921 Clicked: 7348 Cited: 2 Commented: 0(p.191-204) <Full Text> <PPT> 2119

Chinese summary <27> 鐵路貨車(chē)閘瓦釺故障的實時監控

目的：面向鐵路貨車(chē)關鍵機械部件的健康狀态監控，針對鐵路貨車(chē)閘瓦釺這種複雜(zá)機械部件，實現基于視覺圖像的戶外(wài)全天候實時自動故障檢測。
創新點：針對閘瓦釺這種複雜(zá)目标機械部件的故障檢測，提出一(yī)種新穎的實時精确故障檢測方法。鑒于目标部件故障樣本和無故障樣本存在極強的類間相似性和類内差異性，情況相對複雜(zá)，提出采用多特征多層級方式。多特征避免單一(yī)特征的局限性和片面性，滿足系統高精度要求，而多層級級聯方式可事先排除大(dà)量無關背景信息，滿足系統實時性需求。
方法：采用層次化故障檢測思路，在ROI分(fēn)割上（圖10），提出采用多尺度中(zhōng)心變換編碼（MSCT），通過構建改進的空間金字塔方式實現。在閘瓦釺定位上，在梯度域對閘瓦釺部位進行中(zhōng)心變換編碼，以梯度編碼直方圖(HEG)特征構建特征向量，采用SVM訓練生(shēng)成定位分(fēn)類器。故障狀态分(fēn)類器的構建與之相似，但編碼是建立在灰度圖像基礎上，最終在分(fēn)割出的ROI中(zhōng)通過定位和判别分(fēn)類器級聯方式實現閘瓦釺丢失故障的全自動檢測，無需任何人工(gōng)參與過程。
結論：針對現有鐵路故障檢測技術存在的不足，提供一(yī)種鐵路貨車(chē)閘瓦釺丢失故障的自動檢測方法，既可降低鐵路貨車(chē)故障檢測成本，又(yòu)可提高鐵路貨車(chē)故障檢測效率，爲鐵路提速提供了可靠的安全保障。相應實驗表明該系統故障檢測率達到了99.2%（表2），而檢測速度接近5幀/秒，具有很好的實時性和很高的檢測精度。

關鍵詞組：狀态監控；特征提取；閘瓦釺故障；機器視覺

Optimization of thread partitioning parameters in speculative multithreading based on artificial immune algorithm

Yu-xiang Li, Yin-liang Zhao, Bin Liu, Shuo Ji

DOI: 10.1631/FITEE.1400172 Downloaded: 2814 Clicked: 7191 Cited: 1 Commented: 0(p.205-216) <Full Text> <PPT> 1906

Chinese summary <27> 基于人工(gōng)免疫算法的推測多線程線程劃分(fēn)參數的優化

目的：用人工(gōng)免疫算法優化線程劃分(fēn)過程的主要影響因素，使不同應用獲得最優劃分(fēn)方案。
創新點：将智能算法應用到推測多線程技術，實現該技術在線程劃分(fēn)過程中(zhōng)的優化。
方法：首先，根據啓發式規則提取影響線程劃分(fēn)的五個參數，分(fēn)别是DT，TSL，TSU，SDL，SDU。五個參數根據啓發式規則确定取值範圍，步長變化是随機的。将加速比設定爲目标，五個參數變化形成解空間，優化目标是在解空間中(zhōng)尋找最優解（圖6），即找出各個應用最優的劃分(fēn)策略。利用人工(gōng)免疫算法搜索解空間，找到最優解（表4）。
結論：針對Olden測試集中(zhōng)每個測試函數獲得最優劃分(fēn)參數值（圖10-20），測試集中(zhōng)的函數在四核平台上的測試性能較之機器學習方法線程劃分(fēn)算法提高3.00%，較之啓發式規則線程劃分(fēn)方法性提高8.92%。

關鍵詞組：推測多線程；線程劃分(fēn)；人工(gōng)免疫算法

A slotted floor acquisition multiple access based MAC protocol for underwater acoustic networks with RTS competition

Liang-fang Qian, Sen-lin Zhang, Mei-qin Liu

DOI: 10.1631/FITEE.1400187 Downloaded: 3089 Clicked: 8518 Cited: 4 Commented: 0(p.217-226) <Full Text> <PPT> 2394

Chinese summary <177> 基于RTS競争機制的聲通信網絡slotted-FAMA協議研究

目的：針對水聲信道特點，設計适用于水下(xià)環境的高效節能的水聲通信網絡MAC層協議。
創新點：在傳統slotted-FAMA協議基礎上，引入RTS競争機制，克服多RTS嘗試問題，大(dà)幅度提高網絡吞吐量并降低網絡能耗。
方法：首先，讨論水聲通信網絡slotted-FAMA協議存在的多RTS嘗試問題。指出該問題嚴重制約了網絡性能。然後，提出克服該問題的方法，提出新的MAC協議，RC-SFAMA（圖3）。該協議在RTS/CTS握手環節中(zhōng)引入RTS競争機制。當多RTS嘗試問題發生(shēng)時，各節點利用RTS數據包中(zhōng)的C-number進行RTS競争來争奪信道使用權。競争獲勝的節點可以繼續進行有效數據的傳輸而失敗節點則推遲其數據傳輸以避免沖突産生(shēng)。通過競争機制，當多RTS嘗試問題發生(shēng)時，仍有有效數據得以傳輸并不會造成沖突，從而克服了這一(yī)問題，實現網絡吞吐量大(dà)幅度提高以及網絡能耗的降低。
結論：針對slotted-FAMA存在多RTS嘗試問題，提出解決辦法，提高網絡吞吐量并降低網絡能耗。

關鍵詞組：水聲通信網絡；MAC層協議；RTS競争；網絡吞吐量；能耗

Gradient-based compressive image fusion

Yang Chen, Zheng Qin

DOI: 10.1631/FITEE.1400217 Downloaded: 3015 Clicked: 6384 Cited: 0 Commented: 0(p.227-237) <Full Text> <PPT> 2046

Chinese summary <26> 基于梯度的壓縮感知(zhī)圖像融合

目的：面向多傳感器圖像融合，實現基于梯度的壓縮感知(zhī)圖像融合，使其具有傳輸量小(xiǎo)，計算複雜(zá)度低的特點。
創新點：提出一(yī)種基于梯度的融合規則（圖1），對壓縮感知(zhī)系數進行融合，并對融合後的壓縮感知(zhī)系數進行反變換得到原圖像，提高壓縮感知(zhī)融合質量。
方法：首先，對多傳感器捕獲的圖像進行壓縮感知(zhī)分(fēn)解以提高傳感器傳輸速率。然後在融合階段，基于壓縮感知(zhī)系數梯度進行融合得到融合後的壓縮感知(zhī)系數，并對融合後的系數進行壓縮感知(zhī)反變換得到融合後圖像。通過兩種融合場景的應用實驗（圖2-7，表1-6），證明所提算法相比于其他傳統壓縮感知(zhī)圖像融合方法，在人眼視覺及客觀融合标準中(zhōng)均更優。
結論：針對多種融合場景，提出一(yī)種高效的基于梯度的壓縮感知(zhī)的圖像融合方法，提高圖像融合精度。

關鍵詞組：壓縮感知(zhī)；圖像融合；基于梯度的圖像融合；壓縮感知(zhī)圖像融合

Urban landscape classification using Chinese advanced high-resolution satellite imagery and an object-oriented multi-variable model

Li-gang Ma, Jin-song Deng, Huai Yang, Yang Hong, Ke Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1400083 Downloaded: 2611 Clicked: 7087 Cited: 2 Commented: 0(p.238-248) <Full Text> <PPT> 1986

Chinese summary <23> 基于國産高分(fēn)辨率遙感影像和面向對象多變量模型的城市土地利用分(fēn)類

目的：資(zī)源一(yī)号02C星搭載國産遙感衛星序列中(zhōng)爲數不多的高性能傳感器之一(yī)，獲取大(dà)量的影像數據。然而，在空間分(fēn)辨率相對較高，光譜分(fēn)辨率比較低的情況下(xià)，城市土地覆蓋分(fēn)類勢必存在一(yī)定問題。如何深度挖掘影像光譜和空間信息，建立可行的技術方法流程，實現準确的城市土地覆蓋分(fēn)類，進而爲其推廣應用奠定基礎十分(fēn)必要。
創新點：提出光譜與空間領域信息、判别分(fēn)析、面向對象法結合的技術流程體(tǐ)系（圖2），實現城市土地覆蓋的準确分(fēn)類。對分(fēn)類結果采用基于點和圖斑面積的兩種驗證方法進行驗證。
方法：計算圖像紋理、空間自相關特征、形狀指數、植被指數、不透水面含量等信息，與光譜信息結合，經過判别分(fēn)析和相關分(fēn)析的篩選，實現面向對象的分(fēn)類和兩種指标的精度評價。
結論：根據本文提出的技術路線，可以實現相對準确的城市土地覆蓋分(fēn)類。總體(tǐ)點位精度在92%以上（表2），面積精度達到82%以上，誤差通常源自住宅和裸土的混淆。影像數據在城市土地覆蓋分(fēn)類方面非常有效。

關鍵詞組：02C星；分(fēn)類；城市；多變量模型

Electrical Engineering

Analysis and design of pulse frequency modulation dielectric barrier discharge for low power applications

Tang-tang Guo, Xing-liang Liu, Shi-qiang Hao, Chi Zhang, Xiang-ning He

DOI: 10.1631/FITEE.1400185 Downloaded: 3365 Clicked: 7007 Cited: 1 Commented: 0(p.249-258) <Full Text> <PPT> 1884

Chinese summary <27> 小(xiǎo)功率脈沖頻(pín)率調制介質阻擋放(fàng)電電源的分(fēn)析與設計

目的：介質阻擋放(fàng)電（DBD）電源已在化工(gōng)、生(shēng)物(wù)、醫療等諸多領域得到研究與應用。在小(xiǎo)功率DBD電源中(zhōng)，變壓器寄生(shēng)電容相對負載等效電容來說不可忽略。因此需要研究寄生(shēng)電容對放(fàng)電特性的影響，從而針對給定的放(fàng)電參數和負載給出一(yī)個簡單準确的電源設計過程。
創新點：利用整流補償基波近似法（rectifier-compensated first harmonic approximation, RCFHA）将DBD等效負載電路線性化，從而得到新的線性等效電路。基于此線性等效電路，分(fēn)析變壓器寄生(shēng)電容對電路的影響并總結電源設計過程。
方法：提出一(yī)種新的DBD負載線性等效電路；分(fēn)析變壓器寄生(shēng)電容對放(fàng)電特性的影響；給出電源參數設計方法。
結論：仿真和實驗結果證明分(fēn)析和設計過程的準确性（圖10-12）。利用所提設計方法，可以對小(xiǎo)功率DBD電源進行準确的參數計算。

關鍵詞組：介質阻擋放(fàng)電；整流補償基波近似法；寄生(shēng)電容；功率變換器設計