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Signal Processing

  • 11-2406/TN 国内刊号
  • 1003-0530 国际刊号
  • 1.5 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
信号处理是中国电子学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1985年创刊,目前已被万方收录(中)、上海图书馆馆藏等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。信号处理在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:论文与技术报告、算法研究、综述、应用、短文与研究通讯等

信号处理 2017年第11期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告
基于可区分性字典学习模型的极化SAR图像分类1405-1415

摘要:极化SAR图像分类是一个高维非线性映射问题,稀疏表示(CS)对于解决此类问题具有很大潜力。字典学习在基于cs的分类中起到重要作用。本文提出了一种新的字典学习模型,用于增强字典的区分能力,使其更适合极化SAR图像分类。提出的模型根据字典中两类子字典在分类中的作用对其相应的表达系数施加不同的稀疏约束。为使共同子字典能够抓住所有类共享的特征,对其相应系数施加稀疏约束,为使类专属子字典能够抓住类内独享的局部和全局结构特征,对其相应系数同时施加稀疏和低秩约束。由于共同子字典表达所有类共享的特征,我们以测试样本在类专属子字典上的重建误差作为准则进行分类。本文在AIRSAR的Flevoland数据集上对此算法进行验证,实验结果验证了算法的有效性。

非线性能量收集下的鲁棒性波束赋形1416-1423

摘要:在无线信息能量同步传输系统中,考虑实际电路实现中的非线性能量收集模型,提出了一种具有鲁棒性的波束赋形设计方案。为了提升系统用户间的公平性,对最小的用户信干噪比进行优化,并构建了一个非凸的优化问题。针对问题的非凸特性以及引入信道估计误差带来的限制条件,基于S过程对问题进行变形,并通过半定松弛技术对问题进行凸化,提出了一种基于二分法的迭代波束赋形算法。仿真结果表明,相比于非鲁棒性算法,所提的算法能够获得25%到50%的性能增益。因此,所提算法更加适用于实际系统中的非理想信道环境。仿真结果还表明所提算法相比于线性能量收集模型或迫零波束赋形等方法,能够取得更好的公平性能。

彩色图像的量子水印算法1424-1435

摘要:为提高彩色图像的量子水印效果,本文提出一种基于新颖的增强量子描述(NEQR)的彩色图像水印嵌入及提取方法。首先将水印图像的幅度调整为与载体图像同样大小,然后采用NEQR方案将载体图像量子化,将水印图像嵌入到载体图像中。两幅图像独立存在,采用一个辅助比特进行切换。通过对水印图像中像素灰度值的24个量子比特实施相位旋转实现对水印图像的置乱。嵌入的水印图像被置乱后,每个像素的灰度信息为一个均衡的量子叠加态,测量后整幅图像为一个均匀的白噪声。水印图像的提取过程为嵌入的逆过程,只需采用嵌入过程所用算子的共轭转置即可。该方法的优点是,水印的嵌入不影响载体图像的视觉效果,且嵌入的水印图像具有很好的安全性。

信号处理杂志算法研究
利用BCH码纠错和Fast-ICA的长码直扩CDMA信号扩频码盲估计1436-1442

摘要:针对非合作通信中LC-DS—CDMA信号的扩频码盲估计问题,首先根据扩频增益对同步接收信号进行分段,利用Fast-ICA算法估计m序列扩频码片段;然后将估计得到的m序列片段排列组合进行拼接,利用m序列自相关特性对组合序列粗筛选,再利用m序列三阶相关特性进行精筛选;最后利用BCH码和m序列的等价原理对筛选后的组合序列进行纠错,纠错成功的序列即为扩频码序列。仿真结果验证了本文算法的有效性。

莱斯信道下具有硬件损伤的多对双向大规模MIMOAF中继系统及性能分析1443-1450

摘要:本文研究了莱斯信道条件下具有硬件损伤的多对双向大规模多输入多输出放大转发(massive MIMO amplify—and-forward,MM—AF)中继系统,多对用户通过配置有大规模天线阵列的中继实现用户对内的信息交换,并分析了其频谱效率和能量效率。首先,考虑了硬件损伤对多对双向MM—AF中继系统性能的影响,并将其建模为发送和接收失真噪声。然后,给出了半双工中继(half-duplex relaying,HDR)和全双工中继(full—duplex relaying,FDR)模式下的迫零发送/迫零接收处理矩阵。最后,分别给出了两种模式下的信干噪比渐近表达式。理论分析和仿真结果表明,在中继天线数较大情况下FDR的频谱和能量效率优于HDR;随着信噪比的增加,两种模式下系统的频谱效率先增大后收敛于一个固定值;当中继天线数较大时,系统的频谱效率主要受限于用户处的硬件损伤而非中继处或其他干扰。

Morse报自动译码算法研究1451-1456

摘要:在现代化军事通信领域,短波电报是恶劣条件下重要的应急通信手段,但现有的自动译码方法仍没达到实用化水平,依旧采用人工译码方式。人工译码方式是在确定信号频率的同时判定信号的持续时间,因此时频分析方法非常适用于Morse报的分析。提出一种基于时频分析理论,结合数字图像处理和机器学习方法的Morse报自动译码算法,旨在提高译码准确率。在点、划、间隔的识别问题中,采用了聚类算法,智能的判定元素的种类;在码文查表转换时,提出了快速索引查表算法,提高了查表效率。仿真实验表明,提出算法可以从强噪环境下较为准确的还原码文信息,对手工码的适应性强,在时变的噪声环境下具有鲁棒性。

采用GSM模型进行稀疏表示的SAR图像降斑算法1457-1467

摘要:针对SAR图像降斑过程中会产生过平滑现象及相干斑的滤除不彻底等问题,提出了稀疏结构符合高斯比例混合(Gaussian Scale Mixture,GSM)模型的SAR图像降斑算法。根据贝叶斯原理以及相干斑的统计特性推导该算法的数学模型,在块匹配过程中使用概率而不是欧式距离进行权重衡量,根据图像块之间的结构相似度,可以有效区分同质区与异质区,并得到图像块的较优均值估计。使用PCA字典学习方法对每个图像块进行子字典训练,实现同步稀疏编码(Simuhaneous Sparse Coding,SSC),数学模型的求解利用迭代正则化方法。分别使用合成场景SAR图像及真实场景SAR图像对算法进行验证,实验表明,相比于目前已提出的PPB算法、SAR—BM3D算法及FANS算法,该算法能有效提高等效视数,在滤除相干斑的同时很好地保留了图像的局部结构特性与纹理特征。

混合信源波达方向估计算法1468-1474

摘要:本文针对非相干混合点信源和分布式信源,提出了一种基于对称均匀线阵的波达方向估计算法。该算法利用点信源和分布式信源协方差矩阵结构的不同,采用空间差分技术将两种信源分离。对于点信源,采用传统MUSIC算法估计其波达方向;对于分布式信源,利用信号子空间的旋转不变性估计其波达方向。该算法不仅消除了点信源对分布式信源的影响,也无需估计分布参数,大大降低了计算复杂度。且采用2N+1个阵元的对称均匀线阵可估计出2N个混合信源,其中分布式信源最多为Ⅳ个,有效减小了阵列的孔径损失。仿真结果表明该算法的性能优于广义特征值分解的算法。

利用近似展开法的多视K模型参数估计器性能分析1475-1485

摘要:准确估计模型参数是对合成孔径雷达图像空变背景杂波精确建模的重要前提。K分布是一种广泛应用于描述合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像杂波统计特性的概率模型,针对多视K分布杂波模型,该文总结了现有的参数估计方法,将常见的9种矩估计器推广到多视SAR图像的杂波建模中,并采用近似展开法推导了各估计器估计偏差和方差的解析表达式。本文对各种估计器的性能进行了对比与分析,结果表明,估计器的性能取决于视数、样本数、待估计阶参数的取值范围以及估计器的计算量,并且得到了不同应用场景与条件下合理选择估计器的一般原则。在实际应用中,应该根据具体情况来选择合适的估计器。

水声稀疏时变SIMO信道盲均衡算法1486-1496

摘要:基于复指数基扩展模型(Complex exponential basis expansion model,CE—BEM),利用信道的稀疏特性和发送信号的常模特性(Constant Modulus,CM),提出水声稀疏时变(Time—variant,TV)SIMO信道盲均衡算法。首先采用l0-范数约束的比例系数归一化最小均方误差常模算法对等效信道矩阵的稀疏时不变部分进行均衡,然后采用基频率估计算法估计基频率并对多普勒频移进行补偿,最后对恢复信号中存在的相偏进行估计补偿。仿真实验结果表明,本文算法提高了均衡器的收敛速度,降低了剩余码间干扰。

信号处理杂志应用
应用超图匹配的多假设群目标跟踪方法1497-1504

摘要:针对群目标跟踪中的数据关联问题,本文提出一种应用超图匹配的多假设群目标跟踪方法。首先将每个群作为一个整体进行跟踪,通过引入延迟决策,利用延迟时间内产生的群航迹假设树,对群可能发生的分离与融合行为进行判断,实现对群整体的跟踪。接着考虑群内各目标通常在运动过程中将保持相对稳定的位置关系,应用超图匹配算法,由航迹与量测之间的相对位置信息辅助完成近距离群内目标的数据关联。仿真表明该多假设跟踪方法能够有效地对群结构进行估计。同时通过引入群内个体目标的相对位置信息,应用超图匹配算法能够获得更好的群内个体目标数据关联效果。

结合NSST和快速非局部均值滤波的刀具图像去噪1505-1514

摘要:为消除基于图像处理的刀具磨损检测中的图像噪声,提出了结合非下采样Shearlet变换(Non-subsampled Shearlet Transform,NSST)和快速非局部均值(Fast Non—local Means,FNLM)滤波的图像去噪方法。首先,利用基于决策的非对称剪切中值(Decision Based Un—symmetric Trimmed Median,DBUTM)方法滤除图像中的椒盐噪声;然后,对图像进行NSST多尺度分解,得到一个低频子带和一系列高频子带;最后,分别使用FNLM滤波和各向异性扩散模型调整低频和高频子带系数,并由调整后的各子带系数重构出噪声滤除后的图像。实验结果表明,与基于小波的阈值收缩方法、基于Contourlet的全变差模型结合各向异性扩散方法、基于NSST和标准非局部均值滤波方法相比,本文方法在主观视觉去噪效果、峰值信噪比、结构相似度以及处理速度等4个方面性能更优。

信号处理杂志短文与研究通讯
基于3D卷积神经网络的活体人脸检测1515-1522

摘要:非法入侵者通过伪装人脸骗取系统认证,给人脸认证系统带来了严重的威胁。因此,活体人脸检测成了人脸认证系统走向实用必须解决的一个重要课题。现有活体人脸检测方法多为基于照片的人脸攻击方面的研究成果,对于基于视频的人脸攻击,效果并不理想。313卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)具有深度学习的特点,能自动学到图像的分布式特征表示;与2D卷积相比,它能学到连续视频帧的动作信息。本文结合3D卷积神经网络的特性,提出利用3D卷积实现视频人脸伪装检测。通过提取3D卷积神经网络最后全连接层学到的时间空间特征,训练SVM(Support Vector Machine)分类器,实现真实人脸和伪装人脸的分类。实验采用两个人脸伪装公开数据库Replay Attack和CASIA,实现多尺度内部数据库测试和交叉数据库测试。实验结果相对于纹理特征及2D卷积方法有较大提高,可应用于视频人脸攻击的活体人脸检测。

采用NSCT与FCM相结合的SAR和多光谱图像融合算法1523-1529

摘要:合成孔径雷达(SAR)和多光谱(MS)图像的融合,有助于得到对观察对象的更好地视觉感知。但是,由于其内在成像机制上的差异,许多经典的方法已被证明不适合这一研究,因此本文提出了采用非下采样contourlet变换(NSCT)和模糊C均值聚类(FCM)相结合的图像融合算法。采用FCM对SAR图像进行分割,得到目标区域和背景区域;采用NSCT对SAR图像和多光谱图像进行分解,得到低频子带和高频方向子带;对于低频部分,不同分割区域采用不同的自适应融合准则进行融合;对于高频部分,采用区域块能量准则进行融合;最后,通过NSCT逆变换得到融合后图像。实验结果表明,该算法的融合图像能很好的保留SAR图像的目标信息和多光谱图像的光谱信息,融合效果优于大部分传统的融合算法。

《信号处理》“脑(活动)信号处理技术”专刊征稿通知1530-1530

摘要:作为人类所有认知和创造活动的中心,大脑长久以来就是医学、认知科学等诸多领域研究的重点。随着脑科学与认知科学的高速发展,能够实时监测、分析和解读大脑活动和认知状态的信号处理技术获得了学术界的广泛关注和高度重视。