信号处理杂志

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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 2019年第07期杂志 文档列表

信号处理杂志论文与技术报告
利用RR-MWF的低信噪比下机载气象雷达回波谱矩估计方法1125-1132

摘要:常规机载气象雷达采用脉冲对法估计谱宽实现湍流检测,当信噪比较低时脉冲对法的谱宽估计误差大。晴空湍流(clear air turbulence,CAT)含水量较少,雷达回波信噪比很低,因此常规机载气象雷达无法检测CAT。为提高低信噪比下机载气象雷达回波谱宽估计性能,提出了一种基于降秩多级维纳滤波器(Reduced-Rank Multistage Wiener Filter,RR-MWF)的回波谱矩估计方法。该方法在机载气象雷达引入空时体制的基础上,利用空时域联合处理对湍流回波进行处理,通过空时积累改善信噪比。在最小均方误差准则下,构造了适用于分布式气象目标的自适应RR-MWF权矢量和代价函数,估计回波谱矩。仿真实验表明,提出的RR-MWF估计器在信噪比低于10 dB时明显优于常规的脉冲对法,可用于CAT检测。

采用多任务学习和循环神经网络的语音情感识别算法1133-1140

摘要:随着机器学习的快速发展,许多研究者使用神经网络来解决语音识别领域中的各类问题。然而由于训练数据有限等原因,常规的神经网络分类器普遍存在泛化误差等问题。为了解决此问题,迁移学习中的多任务学习被引入到研究中。本文提出了一种采用多任务学习和循环神经网络的语音情感识别算法(MTL-RNN),将说话人情感识别作为主任务,性别识别和身份识别作为辅助任务,三个任务在神经网络中并行训练。算法模型通过RNN共享层共享网络参数、学习共享特征,通过属性依赖层学习独有特征,以提升模型的分类性能。实验结果表明,本文所提出的MTL-RNN算法在汉语和阿拉伯语、较少说话人和较多说话人的场景下均有较好的识别性能。

基于红外目标特征提取的图像融合方法1141-1151

摘要:为有效突出红外目标,同时尽可能多地保留可见光图像中的纹理细节信息,使得最终的融合图像更符合人类视觉感知效果,本文提出一种新的基于红外目标特征提取的红外与可见光图像融合方法。首先,利用高斯滤波器将源图像分解为粗略尺度信息和边缘纹理细节信息;对红外图像的边缘纹理细节信息进行去“光晕”分解,在此基础上进一步利用OTSU多阈值分割算法将红外图像分割为目标区域、过渡区域和背景区域;最后,依据分割结果确定各分解子信息的融合权重,以有效地将红外目标信息注入到可见光图像中,同时尽可能多地保留可见光图像中重要的场景细节信息。实验结果表明,本文方法可以有效地突出红外目标特征,同时尽可能多地保留可见光图像中的视觉信息,无论从主观视觉还是客观评价指标上,都要优于目前常用的有代表性的图像融合方法。

信号处理杂志算法研究
面向无人机小区覆盖的毫米波波束优化设计1152-1159

摘要:为了提高无人机毫米波波束覆盖区域内的通信容量,改善覆盖区域内用户通信质量,本文结合均匀平面阵列天线,提出采用一种基于目标覆盖区域量化的波束优化设计方法。该方法首先将目标区域进行量化,根据理想波束增益得到理想混合预编码向量;其次,以实际预编码向量与理想预编码向量之间的均方误差最小化为目标获得最优波束,进一步利用改进的正交匹配跟踪算法去拟合产生适合实际系统的波束成形矢量。仿真表明该波束设计方法在收敛速度和收敛精度上均优于传统方法,并可以获得更好的波束形状和波束增益,从而提高无人机目标覆盖区域内用户的通信质量。

基于混合编码和长短时记忆网络的机场延误预测方法1160-1169

摘要:为充分利用机场延误状态信息的时间相关性,提高机场延误预测精度,提出一种基于混合编码和长短时记忆网络(Long Short Term Memory,LSTM)的机场延误预测方法。该方法首先将机场信息、航班信息和气象信息进行数据预处理,得到机场延误数据;然后,利用LSTM网络对机场延误数据进行特征提取;最后,构建Softmax分类器对机场延误分类预测。实验结果表明,本文基于机场延误数据在数据预处理阶段提出的混合编码方法,可使预测准确率提高约5%。同时,利用LSTM网络来提取数据的时间相关特征信息,网络模型的预测准确率最终可达94.01%。并且利用不同机场数据对网络的普适性分析结果表明,该算法更适合于原始数据量大的中大型枢纽机场。

部分均匀海杂波中基于分组加权的协方差矩阵估计算法1170-1179

摘要:本文主要研究空间部分均匀海杂波背景下协方差矩阵的估计问题。海杂波的空间部分均匀性和假目标干扰的不可避免性导致利用传统算法来估计海杂波协方差矩阵时存在较大的估计误差。为了减小该估计误差,本文对海杂波的参考样本进行分组处理,利用纹理的最大后验估计值作为加权系数,提出了分组加权样本协方差矩阵估计算法。考虑到假目标干扰的存在,利用协方差矩阵之间的差异提出了一致性因子,以确定干扰所在的分组,并剔除干扰。实测数据的实验结果表明,在存在假目标干扰的空间部分均匀海杂波背景下,本文提出的分组加权协方差矩阵估计算法不仅能有效剔除假目标,而且优于不分组算法约3 dB。

时空特征结合相机关联自适应特征增强的视频行人再识别算法研究1180-1190

摘要:针对由于行人姿势、外部遮挡、光照和摄像机参数等内外部条件变化导致的行人再识别率较低的问题,提出时空特征结合相机关联自适应特征增强的视频行人再识别算法。本文首先基于视频提取时空梯度方向直方图(HOG3D)特征,基于图像提取表观特征,然后将两者结合作为视频行人目标的特征描述子,从而提高特征描述有效性;距离度量时结合边际费希尔分析(Marginal Fisher Analysis,MFA)算法将特征进行自适应特征增强,增强共性特征之间的联系,从而进一步提高距离度量阶段对特征的判别性,最后再进行欧式距离度量和排序。另外,本文在iLIDS-VID和PRID 2011两大视频行人数据集中各进行两组实验,实验结果表明,该算法能够充分利用视频中包含的运动信息,得到鲁棒的视频行人再识别匹配模型,提高行人再识别的匹配精度。

手指双模态特征图像感兴趣区域稳定定位方法研究1191-1200

摘要:为了改善指静脉成像质量和稳定获取指静脉、指节纹的感兴趣区域(ROI),本文提出了一种新的手指双模态成像系统及指静脉、指节纹ROI定位方法。首先,设计了一种含有多光谱、多亮度等级光源的手指拱起成像模型,该模型可较好改善指静脉的成像质量。然后,利用手指拱起产生的拐点实现对指节纹感兴趣区域的稳定定位,并利用双目摄像头下指静脉和指节纹成像区域之间的位置关系确定指静脉特征的感兴趣区域。实验结果表明本文所提出的方法能够较好提高指静脉血管的成像质量和指静脉、指节纹感兴趣区域的定位精度。

直达链路下的全双工能量采集中继系统的吞吐量分析1201-1209

摘要:针对三节点传输系统,研究了基于时间切换能量采集的全双工放大转发协作中继方案。考虑源和目的地之间存在直达链路,全双工中继节点采用天线选择技术以最小化中继自干扰,目的节点采用最大比合并技术以最大化目的地接收信噪比。在延迟受限传输模式下,推出了自干扰信道增益为常数时系统吞吐量近似闭合表达式。运用最佳目的地选择策略和自适应中继选择策略讨论了系统吞吐量性能。如图4所示,在源发送功率为30 dB时,就系统吞吐量而言,本文算法比其他两种算法分别提高了0.22 bits/s/Hz和0.68 bits/s/Hz。数值分析和蒙特卡洛仿真表明,增加中继个数,增加目的地个数或者增大能量采集效率均能够提升系统吞吐量性能。

LTE中PDCCH有效控制信道元素的软判决检测算法1210-1216

摘要:在LTE系统的PDCCH盲检中,检测信道中的有效控制信道元素(CCE)是一种常用的盲检加速方法。对于有效CCE的检测,基于硬判决的能量检测与融合判决相结合的方法是一种常用手段,但随着信道环境的下降这种方法的可靠性也会大幅降低。为了确保低较差信道条件下的可靠性和提高算法性能,本文提出了一种基于软判决的有效CCE检测算法。利用奈曼-皮尔逊准则推导出满足系统可靠性需求的最佳软判决检测阈值,降低错检概率,提高了原有检测方法的性能。本文推导了判决的软信息形式,给出检测的软判决门限。仿真结果证明了理论推导的正确性。与硬判决相比,如系统在SNR=-2 dB,漏警率均为0.15时,软判决虚警率降低了82%,表明所提算法可以有效保证检测的低漏警率并降低虚警的发生概率。

改进密度峰聚类的walsh码软扩频盲解扩1217-1223

摘要:针对walsh码软扩频信号盲解扩问题,提出一种改进密度峰聚类算法。该算法在已知伪码周期和码片速率的前提下,对接收数据进行分段处理,得到数据矩阵,随后计算数据点的局部密度和距离较高局部密度数据点的最短距离,最后采用自动确定聚类中心的密度峰聚类算法估计伪码序列规模数和伪码序列。该算法具有在较低信噪比条件下,实现walsh码软扩频信号盲解扩的特点。仿真结果表明,在信噪比较低时,本文算法能够准确估计伪码序列规模数和伪码序列,且时间复杂度较低。

针对NOMA和CR网络的功率分配方法1224-1234

摘要:在基于非正交多址(NOMA)和认知无线电(CR)网络的混合系统中进行功率分配,需要同时考虑主用户(PUs)和从用户(SUs)的服务质量。文章考虑在一个小区中主从用户同时存在,从用户采用NOMA的方式接入系统,并且从用户对主用户的造成的干扰不能影响到主用户的正常通信。本文提出的功率分配方法,可以实现接入系统中的从用户数量的最大化,并且还动态考虑了主用户的数量、信道条件、发送功率以及正常通信时的信干噪比(SINR)阈值等情况,最大可接入从用户的数量还会随着主用户各参数的变化而变化。仿真结果表明,在主用户数量、主从用户SINR阈值设置相同的情况下,所提功率分配方法与FTPC方法相比复杂度相同,但是本文的分配方法可以比FTPC多接入近一半的从用户数量。

中继协同的无线物联能量收集和信息传输算法1235-1241

摘要:本文针对两跳无线物联通信系统,对中继节点利用收集的能量采用功率分流法进行能量收集和信息传输算法进行了设计,其中算法设计是基于能效最大化的优化准则,能效函数定义为瞬时吞吐量与硬件电路总功耗的比值,中继节点利用源节点发送的信号进行能量收集,考虑EARTH计划中实际的功率转换效率和硬件电路损耗的功耗因子,推导了中继协同的无线物联系统能量收集和信息传输的最优功率分配方案的解析解,由于优化问题是非凸问题,为了解决该问题,本文利用高信噪比近似法并通过拉格朗日算法和Lambert W函数获得了优化问题的渐近最优解,数值仿真验证了所提方案的正确性和有效性。

信号处理杂志应用
基于密度峰值算法的通信电台个体识别1242-1249

摘要:由于通信电台信号的样本小,电台指纹特征弱,导致通信电台的个体识别准确度不高,本文首次提出了基于密度峰值算法进行通信电台个体识别,在不需要训练样本的条件下就能对通信电台进行个体识别。首先对信号进行矩形积分双谱变换,提取信号1×L维矩形双谱特征,计算各个信号间的欧式距离,然后根据密度峰值算法的定义计算各个信号的密度ρ和δ,以ρ、δ为横坐标与纵坐标画二维图,找到聚类中心,对各个信号进行分类识别。与传统的通信电台分类识别方法相比,此方法运用的是机器学习中聚类的方法,是无监督的方法,不需要带标签的通信电台信号样本,在实际运用中会发挥更大的作用。

DVB-CID信号解调算法与性能研究1250-1258

摘要:载波标签(CID,Carrier Identification)技术是近年来提出的从技术与标准上根本解决卫星通信无线频率干扰问题的创新技术。本文针对DVB-CID信号的解扩及信息提取进行了深入研究,提出了一种基于主载波消除处理模式下的抗频偏解扩算法,此算法无需载波波形重构,复杂度低,抗噪性能好,可广泛应用于此类扩频隐藏信号的解调。仿真表明,此算法解扩性能接近理论限,应用于CID信号的解调接收工程实践可获得良好效果。

信号处理杂志短文与研究通讯
三维小基站蜂窝网络上行覆盖概率与容量分析1259-1265

摘要:本文针对小基站网络立体分布特性,采用全新的三维视角分析小基站网络架构,提出了一种基于三维泊松点过程(3-D Poisson Point Process,3-D PPP)的上行小基站网络模型。其核心思想是将移动台和小基站分别描述成两个独立的3-D PPP模型。首先,本文推导了小基站网络上行覆盖概率的数学表达式。接下来,基于覆盖概率的表达式,推导了上行平均信道容量的闭合表达式。通过一系列合理的假设,上行覆盖概率以及信道容量可以通过快速积分直接计算。与传统的二维模型以及用户/小基站的实际布局相比较,本文提出的模型更接近实际,能够为覆盖概率和系统容量提供更贴近的边界值。

频谱失配下的变换域通信系统基函数优化设计1266-1274

摘要: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。

宽带波达方向估计的辅助粒子滤波算法1275-1280

摘要:针对粒子滤波宽带波达方向估计中因采样粒子权值不稳定导致估计误差较大的问题,提出了基于辅助粒子滤波的宽带波达方向估计算法。该算法利用贝叶斯重要性采样算法,在权值大的粒子基础上引入辅助粒子变量,重新定义重要性采样分布函数。经过两次加权计算,进而改善粒子退化问题,并引导粒子向高似然区域移动,使粒子在真实状态周围分布更均匀,粒子权值比仅用重采样的粒子权值变化更稳定。仿真实验表明,该算法在均方根误差和检测概率性能上优于粒子滤波算法。