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

2017 Vol.18 No.11 P.1679-1912

<<< CONTENTS >>>

Research Articles

Consensus-reaching methods for hesitant fuzzy multiple criteria group decision making with hesitant fuzzy decision making matrices

Jie Ding, Ze-shui Xu, Hu-chang Liao

DOI: 10.1631/FITEE.1601546 Downloaded: 2621 Clicked: 6907 Cited: 0 Commented: 1(p.1679-1692) <Full Text> <PPT> 1555

Chinese summary <24> 基于猶豫模糊決策矩陣的猶豫模糊多準則共識群決策方法

概要：群決策在管理決策和經濟領域有着重要作用。本文建立了兩種關于猶豫模糊多準則群共識決策的方法，并使用猶豫模糊決策矩陣（hesitant fuzzy decision matrices, HFDMs）表示專家的偏好。本文建立了兩個新穎的、可應用于不同群決策環境的共識模型，其中(zhōng)共識決策過程包括：共識檢驗過程，共識達成過程和選擇過程。專家以猶豫模糊集的方式表達自己的選擇，然後通過集成算子計算每個準則下(xià)的猶豫模糊集。此外(wài)，基于兩個專家在決策之間的偏差計算出任意兩個猶豫模糊集之間的距離(lí)。本文建立了兩種達成共識的方法，并提出了兩種猶豫模糊多準則群決策方法的具體(tǐ)計算步驟。最後通過具體(tǐ)案例分(fēn)析了蘋果公司以舊(jiù)換新的決策過程。該案例旨在讓所有專家在進行選擇決策之前達成高度共識，避免一(yī)些專家的偏好值過高或過低。通過共識測量修正的偏好信息可令決策結果更加合理。

關鍵詞組：多準則群決策；群共識；共識達成方法；猶豫模糊決策矩陣；集成算子

A surrogate-based optimization algorithm for network design problems

Meng Li, Xi Lin, Xi-qun Chen

DOI: 10.1631/FITEE.1601403 Downloaded: 2292 Clicked: 6719 Cited: 0 Commented: 0(p.1693-1704) <Full Text> <PPT> 1432

Chinese summary <25> 網絡設計問題的一(yī)種代理模型優化算法

概要：由于其雙層規劃結構本質上的非凸性，交通網絡設計問題一(yī)直以來都是交通規劃領域中(zhōng)最爲困難的問題之一(yī)。尤其在考慮混合了連續變量與離(lí)散變量的決策變量時，得到的混合網絡設計形式進一(yī)步增加了問題的難度。本文引入了一(yī)種代理模型優化算法，用以解決三種不同種類的網絡設計問題，包括連續、離(lí)散與混合的情形。我(wǒ)們證明了提出的算法在解決連續網絡設計問題時，能夠确保"漸進完全收斂"的性質，即在給定足夠長的計算時間時，算法能夠以概率1收斂到全局最優解。爲了展示本文提出的框架在實際問題中(zhōng)的表現，我(wǒ)們用大(dà)量的算例對比了代理模型算法與大(dà)量用于解決網絡設計問題的經典算法、啓發式算法的效果。結果表明，以效率與精确度而論，代理模型算法是其中(zhōng)最優秀之一(yī)，同時它還能夠有效地解決超過20個變量的較大(dà)規模的問題。本文提出的代理模型優化框架也能夠用于解決交通領域的其他優化問題。

關鍵詞組：網絡設計問題；代理模型優化；交通規劃；啓發式算法

An optimized grey wolf optimizer based on a mutation operator and eliminating-reconstructing mechanism and its application

Xiao-Qing Zhang , Zheng-Feng Ming

DOI: 10.1631/FITEE.1601555 Downloaded: 2290 Clicked: 5724 Cited: 0 Commented: 0(p.1705-1719) <Full Text> <PPT> 1633

Chinese summary <20> 一(yī)種基于變異算子與淘汰重組機制的改進GWO及其應用

概要：标準蒼狼優化算法（grey wolf optimizer, GWO）因其簡單易用的特性受到廣泛關注。由于存在搜索結構不完善、易陷入局部最優等問題，其應用範圍受到了限制。本文提出了一(yī)種基于變異算子和淘汰重組機制的蒼狼優化算法（eliminating-reconstructing GWO, MR-GWO）。對GWO的分(fēn)析表明，GWO僅以三個領導層蒼狼爲核心進行搜索，且僅通過調整參數a來平衡算法的探索和開(kāi)發性能，意味着蒼狼群在一(yī)定程度上失去(qù)了多樣性。因此，本文對優秀的搜索狼引入變異算子，對性能較差的搜索狼采用淘汰重組機制，不僅有效地擴展了算法的随機搜索面，同時加快了算法收斂速度。爲了驗證改進後算法的有效性，通過13個标準連續函數全局優化實驗及RBF（radial basis function）網絡逼近試驗将MR-GWO算法與其它算法進行了比較，試驗結果表明MR-GWO算法具有較強的競争力。

關鍵詞組：群智能；蒼狼優化算法；優化；RBF（radial basis function）網絡

Real-time pre-processing system with hardware accelerator for mobile core networks

Mian Cheng, Jin-shu Su, Jing Xu

DOI: 10.1631/FITEE.1700507 Downloaded: 1948 Clicked: 5522 Cited: 0 Commented: 0(p.1720-1731) <Full Text> <PPT> 1424

Chinese summary <20> 基于硬件加速的移動核心網實時預處理系統

概要：随着用作通信終端或平台的移動設備越來越多，電信基礎設施安全受到的威脅日益嚴重。作爲一(yī)種移動核心網關的旁路設備，網絡探測工(gōng)具可以收集和分(fēn)析所有經過網關的數據流量，并進行安全檢測。但随着核心網鏈路帶寬的不斷提高，如何有效降低安全檢測系統的處理壓力是一(yī)項重要挑戰。在本文中(zhōng)，我(wǒ)們設計并評估了一(yī)個由硬件加速器和多核處理器構成的報文實時預處理系統，能夠快速恢複移動核心網鏈路中(zhōng)每個封裝和壓縮的數據包，并有效地将還原後的流量分(fēn)配到多個後端安全檢測系統。使用大(dà)量真實數據對系統進行測試，結果表明，我(wǒ)們的預處理系統可以處理所有類型的通信協議報文，并實現至少18 Gb/s的處理速率。

關鍵詞組：移動核心網；實時報文處理；硬件加速

High-payload completely reversible data hiding in encrypted images by an interpolation technique

Di Xiao, Ying Wang, Tao Xiang, Sen Bai

DOI: 10.1631/FITEE.1601067 Downloaded: 2857 Clicked: 6239 Cited: 0 Commented: 0(p.1732-1743) <Full Text> <PPT> 1495

Chinese summary <18> 基于插值技術的高容量密文圖像可逆信息隐藏算法

概要：本文提出一(yī)種新型的高容量密文圖像可逆信息隐藏方法。與直接在密文圖像中(zhōng)嵌入數據不同，内容擁有者首先利用插值技術在加密前估算出嵌入的位置并生(shēng)成地圖；其次，數據隐藏者根據位置地圖，通過翻轉密文圖像的最高有效位來嵌入額外(wài)的數據。在接收端口，接收者在提取嵌入數據和重構圖像前先解密圖像。實驗結果表明該方法可實現完全可逆，即數據提取和圖像恢複都無誤。此外(wài)，與現有大(dà)多數密文圖像可逆隐藏方案相比，本方案可實現更高的嵌入容量。

關鍵詞組：密文圖像；信息隐藏；圖像恢複；完全可逆；插值

A feature selection approach based on a similarity measure for software defect prediction

Qiao Yu, Shu-juan Jiang, Rong-cun Wang, Hong-yang Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1601322 Downloaded: 2693 Clicked: 6787 Cited: 0 Commented: 0(p.1744-1753) <Full Text> <PPT> 1490

Chinese summary <19> 一(yī)種面向軟件缺陷預測的相似性度量特征選擇方法

概要：軟件缺陷預測旨在通過曆史數據和能反映軟件模塊特性的軟件特征來發現潛在缺陷。然而，有的特征可能與類别（有缺陷或無缺陷）的相關性較高，有的特征可能是冗餘的或無關的。針對軟件缺陷預測中(zhōng)不同特征與類别的相關性差異，本文提出一(yī)種基于相似性度量（similarity measure, SM）的特征選擇方法。首先，根據不同類樣本間的相似性來更新特征權重；然後，按照特征權重值降序排列生(shēng)成特征排序列表，并依次選取特征排序列表中(zhōng)的所有特征子集；最後，在KNN（k-nearest neighbor）模型上驗證所有特征子集的分(fēn)類性能，并采用AUC（areaunder curve）指标進行度量。在11個美國航空航天局（NASA）數據集上進行實驗驗證，結果表明，與其它四種特征選擇方法相比，本文方法具有與之相當甚至更高的分(fēn)類性能。

關鍵詞組：軟件缺陷預測；特征選擇；相似性度量；特征權重；特征排序列表

Meeting deadlines for approximation processing in MapReduce environments

Ming-hao Hu, Chang-jian Wang, Yu-xing Peng

DOI: 10.1631/FITEE.1601056 Downloaded: 2687 Clicked: 5555 Cited: 0 Commented: 0(p.1754-1772) <Full Text> <PPT> 1580

Chinese summary <20> 滿足MapReduce環境下(xià)近似處理的時限要求

概要：爲了向大(dà)數據分(fēn)析提供實時結果，在現今的生(shēng)産環境中(zhōng)滿足MapReduce作業的時限要求是非常關鍵的。許多研究緻力于解決時限要求的問題，目前存在兩種代表性的方法。第一(yī)種是分(fēn)配适量資(zī)源以在時限前完成整個作業，在時限緊迫或資(zī)源受限時，該方法會錯過時限；另一(yī)種是在時限約束下(xià)運行預數據量的樣本，該方法能滿足時限但無法使數據量最大(dà)化。在本文中(zhōng)，我(wǒ)們提出一(yī)個時限-導向的任務調度方法來解決上述問題，稱爲"Dart"。給定具體(tǐ)的時限和可用資(zī)源量時，Dart使用基于曆史數據和作業運行狀态的叠代估計法準确預測作業完成時間。基于時間預測，Dart法采用接近-修改算法做出動态調度決策，在滿足時限的情況下(xià)将可處理數據量最大(dà)化并消除掉隊任務。同時Dart法可有效地避免任務失敗和數據傾斜，防止其性能受影響。在包含64個虛拟機的集群上使用OpenCloud和Facebook的工(gōng)作負載對Dart法進行評估。結果表明Dart法在時限緊迫和資(zī)源受限情況下(xià)能有效滿足時限并将處理數據量最大(dà)化。

關鍵詞組：MapReduce；近似作業；時限；任務調度；掉隊任務消除

Mechanized semantics and refinement of UML-Statecharts

Feng Sheng, Liang Dou, Zong-yuan Yang

DOI: 10.1631/FITEE.1601196 Downloaded: 2155 Clicked: 5841 Cited: 0 Commented: 0(p.1773-1783) <Full Text> <PPT> 1371

Chinese summary <20> UML狀态圖的機械語義和精化研究

概要：UML（Unified Modeling Language）是業界建模與分(fēn)析的事實标準。然而，由于UML的語義信息未被精确定義，我(wǒ)們無法對UML模型之間的精化關系進行驗證。本文使用定理證明器Coq形式定義了UML狀态圖的語義和模型之間的精化關系，形成機械語義。基于機械語義，模型語義信息及精化關系可以被描述爲謂詞及定理，在定理證明器Coq中(zhōng)進行證明。此方法爲可驗證的、無錯誤的建模和精化提供了一(yī)個可行的方向。

關鍵詞組：UML狀态圖；Coq；精化；結構化操作語義

A highly efficient reconfigurable rotation unit based on an inverse butterfly network

Chao Ma, Zi-bin Dai, Wei Li, Hai-juan Zang

DOI: 10.1631/FITEE.1601265 Downloaded: 2594 Clicked: 6034 Cited: 0 Commented: 0(p.1784-1794) <Full Text> <PPT> 1434

Chinese summary <19> 基于Inverse Butterlfy網絡的高效可重構循環移位單元

概要：本文提出了一(yī)種利用inverse butterfly網絡的自路由特性完成循環移位、短字循環移位等操作的可重構控制信息生(shēng)成算法。該算法具有高并行度和低成本，此外(wài)還支持循環移位、雙向循環移位以及短字循環移位操作。據我(wǒ)們所知(zhī)，這是首個将多種不同類型的循環移位操作統一(yī)在一(yī)個硬件架構中(zhōng)的算法。本文進一(yī)步設計了一(yī)種高效可重構循環移位單元，并在SMIC 65-nm工(gōng)藝下(xià)實現了邏輯綜合。結果表明：與以往具有相似功能的設計相比，該單元的效能至少提升了23%；當僅支持雙向循環移位操作時，該單元具有更小(xiǎo)的面積和更低的延遲。

關鍵詞組：循環移位操作；自路由；控制信息生(shēng)成算法；Inverse butterfly網絡

Laplacian sparse dictionary learning for image classification based on sparse representation

Fang Li, Jia Sheng, San-yuan Zhang

DOI: 10.1631/FITEE.1600039 Downloaded: 2629 Clicked: 6964 Cited: 0 Commented: 0(p.1795-1805) <Full Text> <PPT> 1698

Chinese summary <17> 基于稀疏表示的拉普拉斯稀疏字典圖像分(fēn)類

概要：稀疏表示作爲數據表示的一(yī)種數學模型，是解決模式識别、機器學習、計算機視覺等領域問題的有力工(gōng)具。字典學習是稀疏表示方法的重要組成部分(fēn)，在對原始信号及其在字典學習空間中(zhōng)的重建誤差的最小(xiǎo)化上發揮着重要的作用。在稀疏表示模型中(zhōng)，直接利用訓練樣本作爲字典可以取得良好的性能。但由于訓練樣本含有噪聲，這樣的字典很大(dà)且效率低下(xià)。爲取得更小(xiǎo)且表現更好的字典，本文提出一(yī)種基于流形學習及雙稀疏理論的拉普拉斯稀疏字典學習方法（Laplacian sparse dictionary, LSD）。本文将拉普拉斯權重圖加入稀疏表示的模型，并對字典加以l₁範數約束。LSD是一(yī)個稀疏的過完備字典，可保持數據的内在結構，并爲每個類學習一(yī)個更小(xiǎo)的字典。學習得到的字典可以嵌入基于稀疏表示的分(fēn)類框架。将本文提出的方法和其它方法在三個基準的約束人臉數據（Extended Yale B、ORL、AR）和一(yī)個無約束的行人數據圖像數據庫i-LIDS-MA上進行對比實驗。結果顯示本文提出的LSD算法比當前基于分(fēn)類的稀疏表示的方法更有優勢。

關鍵詞組：稀疏表示；拉普拉斯正則子；字典學習；雙稀疏；流形

A scheduling method based on a hybrid genetic particle swarm algorithm for multifunction phased array radar

Hao-wei Zhang, Jun-wei Xie, Wen-long Lu, Chuan Sheng, Bin-feng Zong

DOI: 10.1631/FITEE.1601358 Downloaded: 2386 Clicked: 8599 Cited: 1 Commented: 0(p.1806-1816) <Full Text> <PPT> 1629

Chinese summary <19> 一(yī)種用于多功能相控陣雷達調度的混合遺傳粒子群算法

概要：爲解決多功能相控陣雷達的任務調度難題，本文提出了一(yī)種融合粒子群算法、遺傳算法和啓發式交錯算法的優化算法。通過混沌理論優化粒子群算法的飛行參數，設計動态慣性權重，并引入遺傳算法中(zhōng)的交叉、變異操作，使該算法的計算效率和尋優能力均得到大(dà)幅度提高。在智能算法的框架下(xià)，提出啓發式的交錯調度算法可進一(yī)步利用任務等待期的時間資(zī)源。仿真結果表明，與現有方法相比，本文算法效率更高，魯棒性更強。

關鍵詞組：相控陣雷達；調度；粒子群算法；遺傳算法；脈沖交錯

A novel confidence estimation method for heterogeneous implicit feedback

Jing Wang, Lan-fen Lin, Heng Zhang, Jia-qi Tu, Peng-hua Yu

DOI: 10.1631/FITEE.1601468 Downloaded: 1932 Clicked: 5528 Cited: 0 Commented: 0(p.1817-1827) <Full Text> <PPT> 1650

Chinese summary <18> 針對異構隐式反饋的置信度估計方法

概要：隐式反饋是指用戶通過行爲間接表達用戶的意見。由于其在現實世界中(zhōng)的易得性和豐富性，越來越受到推薦系統領域的關注。使用隐式反饋的常見做法是把隐式反饋當做正面或者負面的用戶偏好，并附帶不同的置信度。這類方法大(dà)多認爲，與隐式反饋相關的數值（例如觀看的時間）反映了置信度的大(dà)小(xiǎo)，并且數值越大(dà)代表置信度越大(dà)。這種假設隻适合隻有一(yī)種隐式反饋的場景。然而在現實世界中(zhōng)，經常同時存在多種隐式反饋，稱爲異構隐式反饋。現有方法無法有效地從異構隐式反饋中(zhōng)推測出置信度。本文提出了一(yī)種新穎的利用異構隐式反饋預測置信度的方法，把預測的置信度應用到"基于點的"和"基于對的"矩陣分(fēn)解模型中(zhōng)，并提出了一(yī)種更通用的方法來爲"基于對的"方法選擇有效的訓練樣本。在天貓提供的真實電商(shāng)數據集上的實驗表明，本文方法在多個指标上的效果均要優于現有的方法。

關鍵詞組：推薦系統；異構隐式反饋；置信度；協同過濾；電商(shāng)

Efficient mesh denoising via robust normal filtering and alternate vertex updating

Tao Li, Jun Wang, Hao Liu, Li-gang Liu

DOI: 10.1631/FITEE.1601229 Downloaded: 2409 Clicked: 6552 Cited: 0 Commented: 0(p.1828-1842) <Full Text> <PPT> 1577

Chinese summary <18> 基于魯棒法矢濾波和交替頂點更新的有效網格去(qù)噪

概要：區分(fēn)特征和噪聲是網格去(qù)噪中(zhōng)最具挑戰性的問題。本文基于魯棒的引導法矢估計和交替頂點更新策略，研究了一(yī)種新的、保持特征的網格去(qù)噪方法。爲了準确地捕捉特征周圍的局部結構，我(wǒ)們提出了一(yī)種角點敏感的鄰域（corner-aware neighborhood, CAN）方案。本文将CAN中(zhōng)所有面的總體(tǐ)法矢分(fēn)布及其相應面的個體(tǐ)法矢影響相結合，提出了一(yī)種新的一(yī)緻性度量方法，大(dà)大(dà)提高了引導法矢估計的可靠性。随着噪聲水平的降低，我(wǒ)們用前次叠代的得到濾波法矢作爲引導進行聯合雙邊濾波，其思想與新出現的rolling guidance方法是一(yī)緻的。在頂點更新過程中(zhōng)，我(wǒ)們在每次叠代時都根據濾波後的法線對頂點進行分(fēn)類，并在各自的正則化約束下(xià)交替地對不同類型的頂點進行重新定位。對各種合成數據和實際數據的實驗表明，該方法能适應高斯噪聲和脈沖噪聲等不同類型的噪聲，且無論噪聲沿法矢方向還是沿随機方向分(fēn)布，都不會出現翻轉的三角片。

關鍵詞組：網格去(qù)噪；引導法矢濾波；交替頂點更新；角點敏感鄰域

A virtual 3D interactive painting method for Chinese calligraphy and painting based on real-time force feedback technology

Chao Guo, Zeng-xuan Hou, You-zhi Shi, Jun Xu, Dan-dan Yu

DOI: 10.1631/FITEE.1601283 Downloaded: 2145 Clicked: 6581 Cited: 0 Commented: 0(p.1843-1853) <Full Text> <PPT> 1529

Chinese summary <19> 基于實時力反饋技術的中(zhōng)國書(shū)畫虛拟三維交互繪制方法

概要：本文提出了一(yī)種新的基于實時力反饋技術的中(zhōng)國書(shū)畫三維交互繪制方法。本文通過分(fēn)析毛筆受力與變形的關系，基于一(yī)種彈簧振子模型構建了三維毛筆模型。根據毛筆受力産生(shēng)的變形計算得到毛筆在繪制平面上形成的2D筆觸，并将其實時映射到3D物(wù)體(tǐ)表面形成3D筆觸，沿着繪制方向疊加3D筆觸形成3D筆道。本方法已成功應用于基于實時力反饋技術的虛拟三維交互繪制系統，用戶可以通過Phantom Desktop力反饋設備實時繪制三維筆道，從而實現對三維交互繪制過程的有效仿真。

關鍵詞組：三維毛筆模型；三維筆道；三維交互繪制；實時力反饋技術

A forwarding graph embedding algorithm exploiting regional topology information

Hong-chao Hu, Fan Zhang, Yu-xing Mao, Zhen-peng Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1601404 Downloaded: 2343 Clicked: 6433 Cited: 0 Commented: 0(p.1854-1866) <Full Text> <PPT> 1557

Chinese summary <18> 一(yī)種基于區域拓撲信息的轉發圖映射算法

概要：轉網絡功能虛拟化（network function virtualization, NFV）是近年提出一(yī)種用于動态和有效地構建和管理網絡功能的新技術。如何爲虛拟網絡功能的轉發圖分(fēn)配資(zī)源是NFV研究中(zhōng)的關鍵難題之一(yī)。本文将轉發圖映射（forwarding graph embedding, FGE）問題建模爲0-1整數規劃問題，旨在增加服務提供商(shāng)的收益并降低開(kāi)銷，同時滿足受限資(zī)源和虛拟功能需要的約束。接着，設計了量化每個底層節點嵌入潛力的新型區域資(zī)源聚類指标，并提出基于拓撲感知(zhī)的轉發圖映射算法，即基于區域資(zī)源聚類的轉發圖算法（regional resour cecluster-FGE, RRC-FGE）。最後，通過C++語言實現了該算法，仿真結果表明：服務提供商(shāng)的收益增加了50多個單位，接受率提高了15%以上，同時成本下(xià)降了60多個單位。

關鍵詞組：網絡功能虛拟化；虛拟網絡功能；轉發圖映射

Joint entity–relation knowledge embedding via cost-sensitive learning

Sheng-kang Yu, Xue-yi Zhao, Xi Li, Zhong-fei Zhang

DOI: 10.1631/FITEE.1601255 Downloaded: 2240 Clicked: 6610 Cited: 0 Commented: 0(p.1867-1873) <Full Text>

Chinese summary <18> 基于代價敏感學習的實體(tǐ)–關系聯合知(zhī)識嵌入

概要：我(wǒ)們将實體(tǐ)嵌入問題看作同時完成兩個不同但相關的嵌入任務（實體(tǐ)嵌入和關系嵌入）的聯合優化問題，并在聯合嵌入框架下(xià)求解該問題。在該嵌入框架下(xià)，我(wǒ)們設計了聯合評分(fēn)函數，用以對實體(tǐ)和關系間的相關性實例進行量化評價，并将評分(fēn)函數融入最大(dà)間隔學習方法中(zhōng)，使用知(zhī)識庫中(zhōng)的上下(xià)文信息學習實體(tǐ)與關系的嵌入向量。通過求解聯合優化問題，我(wǒ)們的設計有效地表達了嵌入空間的固有拓撲結構。實驗結果證實了我(wǒ)們的嵌入框架在表達不同關系的語義相關性和進行知(zhī)識推理中(zhōng)的關系預測時的有效性。

關鍵詞組：知(zhī)識嵌入；聯合嵌入；代價敏感學習

A two-stage parametric subspace model for efficient contrast-preserving decolorization

Hong-yang Lu, Qie-gen Liu, Yu-hao Wang, Xiao-hua Deng

DOI: 10.1631/FITEE.1600017 Downloaded: 2813 Clicked: 5995 Cited: 0 Commented: 0(p.1874-1882) <Full Text> <PPT> 1563

Chinese summary <19> 一(yī)種基于兩步參數子空間模型的對比度保持彩色圖像灰度化算法

概要：rgb2gray轉換模型是目前最爲經典和流行的彩色圖像灰度化方法。最新的研究表明，對一(yī)階線性模型的三個加權參數進行自适應離(lí)散搜索具有良好的潛力。在本文中(zhōng)，我(wǒ)們提出一(yī)種兩步法方式，将參數搜索策略擴充到二階多變量多項式模型。該模型劃分(fēn)爲三個子空間的和，本文論證了第一(yī)個子空間是最爲重要的，并且第二個子空間可以看作爲對其進行加細的部分(fēn)。在模型的第一(yī)步，将梯度相似性測度（gradient correlation similarity, Gcs）用于第一(yī)個子空間，得到一(yī)個初步的灰度化圖像。然後，再次使用Gcs對初步灰度圖像和第二子空間所引出形成的候選圖像進行最優解搜索。通過數值實驗，在定量評價、定性視覺評價和算法複雜(zá)度方面表明了本方法的有效性。

關鍵詞組：彩色圖像灰度化；子空間建模；二階多項式模型；梯度相關相似；離(lí)散搜索

Miniaturized UWB multi-resonance patch antenna loaded with novel modified H-shape SRR metamaterial for microspacecraft applications

Parul Dawar, N. S. Raghava, Asok De

DOI: 10.1631/FITEE.1601193 Downloaded: 2784 Clicked: 7244 Cited: 0 Commented: 0(p.1883-1891) <Full Text> <PPT> 1580

Chinese summary <19> 一(yī)種改進的用于加載微型航天器小(xiǎo)型化超寬帶多共振貼片天線的新型H形裂環諧振器超材料

概要：本文設計并分(fēn)析了一(yī)種改進H形裂環諧振器（split ring resonator, SRR）的新型超材料。它具有負磁導率和負介電常數特性，且在X，Ku和Ka頻(pín)帶内具有多頻(pín)共振特性。本文就超材料方向和位置的變化對不同配置下(xià)的貼片天線進行了分(fēn)析。結果表明，新型超材料天線實現了性能優化，表現爲9 dB的可觀增益，77 GHz的帶寬，100%的輻射效率，以及有源區65%的面積縮減。二階分(fēn)形超材料天線尺寸降至1/21，從而實現了高度小(xiǎo)型化。該研究爲急需小(xiǎo)尺寸尖波束的通信領域提供了一(yī)種解決方案。

關鍵詞組：超寬帶；天線；超材料

A novel energy-efficient ICI cancellation technique for bandwidth improvements through cyclic prefix reuse in an OFDM system

Sandeep Sarowa, Harmanjeet Singh, Sunil Agrawal, B. S. Sohi

DOI: 10.1631/FITEE.1601333 Downloaded: 2435 Clicked: 8340 Cited: 0 Commented: 0(p.1892-1899) <Full Text> <PPT> 1808

Chinese summary <19> 一(yī)種通過循環前綴再利用改善OFDM系統帶寬的新型節能ICI消除技術

概要：作爲一(yī)項非常有前景的技術，正交頻(pín)分(fēn)複用（orthogonal frequency division multiplexing, OFDM）解決了頻(pín)譜分(fēn)配中(zhōng)的帶寬不足問題，引領了無線移動通信領域的發展。然而，多普勒頻(pín)移和本地振蕩器頻(pín)率同步誤差的存在會導緻載波間幹擾（inter carrier interference, ICI），嚴重影響了正交頻(pín)分(fēn)複用。以往文獻中(zhōng)提出了許多ICI消除技術，例如自消除法（self-cancellation, SC），最大(dà)似然估計法（maximum likelihood estimation, MLE）和加窗法，但需要在帶寬冗餘和系統複雜(zá)度之間權衡。本文基于接收端循環前綴（cyclic prefix, CP）再利用，提出了一(yī)種節能且具有有效帶寬的新技術來消除ICI。自消除法和最大(dà)似然估計法在發送端發送整個OFDM符号數據時會産生(shēng)冗餘，而本文提出的技術僅使用循環前綴數據（僅占總符号帶寬的20％）來估計信道，産生(shēng)與前兩者類似結果的同時節省了大(dà)量帶寬。仿真結果表明，該技術在誤差性能方面有顯著的改進；并且在實現高帶寬增益的同時，能效也得到了實質性的改善。因此，該技術優于傳統ICI消除技術。

關鍵詞組：正交頻(pín)分(fēn)複用（orthogonal frequency division multiplexing, OFDM）；快速傅立葉變換（fast Fourier transform，FFT）；循環前綴（cyclic prefix, CP）；符号間幹擾（inter symbol interference, ISI）；載波間幹擾（inter carrier interference, ICI）；最大(dà)似然估計（maximum likelihood estimation, MLE）

Optimal signal design strategy with improper Gaussian signaling in the Z-interference channel

Dan Li, Shan Wang, Fang-lin Gu

DOI: 10.1631/FITEE.1700030 Downloaded: 1823 Clicked: 5542 Cited: 0 Commented: 0(p.1900-1912) <Full Text> <PPT> 1536

Chinese summary <18> Z幹擾信道下(xià)非正則信号的最佳設計策略

概要：本文提出一(yī)種用于在幹擾被視爲加性高斯噪聲的假設下(xià)在Z幹擾信道（z-interference channel, Z-IC）上實現非正則高斯信号（improper Gaussian signaling, IGS）的Pareto邊界（可實現速率區域的邊界）。具體(tǐ)來說，文章表明了帕累托邊界可由某個用戶的傳輸速率的兩個區域表征，由傳輸信号的方差與僞協方差的兩個變化路徑決定。爲每個用戶發送的非正則信号的最優協方差和僞協方差設計推導出簡明閉合的表達式。爲此，我(wǒ)們通過仿真試驗有力證明了所提出的最優信号設計策略的有效性，同時直觀地展現出IGS較正則高斯信号（proper Gaussian signaling, PGS）的優越性。此外(wài)，我(wǒ)們提出的最優信号設計策略提供了實現所需速率區域的簡單方法。利用該方法，我(wǒ)們得到了一(yī)個閉合形式的解決方案，用于快速确定最大(dà)和速率的信号設計方案。最後，我(wǒ)們深入讨論了帕累托邊界的特征，定性分(fēn)析了信道系數以及兩個用戶發送的信号的協方差和僞協方差與其的關系。

關鍵詞組：Z幹擾信道；非正則信号；和速率；帕累托邊界；協方差；僞協方差