西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西 西安 710055
Overview: In many scenes in real life, collecting high-quality images is one of the key factors to achieve high accuracy in object detection, image segmentation, automatic driving, medical surgery, and other works. However, images and videos collected by electronic devices are very vulnerable to various environmental factors, such as poor lighting, resulting in low image brightness, color distortion, more noise, effective details, and texture information loss, which brings many difficulties to subsequent tasks and works. The enhancement of low-illumination images generally restores image clarity by increasing brightness, removing noise, and restoring image color. In recent years, the depth neural network has had a strong nonlinear fitting ability, which has achieved good results in low illumination enhancement, image deblurring, and other fields. However, the existing low illumination image enhancement algorithms will lead to color imbalance when improving image brightness and contrast, and easily ignore the impact of some noises. Based on the above questions, this paper proposes an image enhancement method with parallel mixed attention step-by-step fusion. With the aid of the limited correlation between local features extracted by weighting different multi-scale branches, the local image details under multiple receptive fields can complement each other, and use parallel mixed attention to focus on color information and lighting features at the same time, which effectively improves the detail representation of the network and reduces noises. Finally, shallow feature information is fused in multiple stages. In order to alleviate the model confusion caused by the weakening of color information expression and single-stage feature superposition caused by the increase of network depth. The ablation experiment, module multi-stage experiment, and multiple evaluation indexes are compared with the existing advanced methods on four commonly used datasets, which fully proves that the method proposed in this paper is superior to the comparison methods on multiple evaluation parameters, and can effectively improve the overall brightness of the image, adjust the image color imbalance and remove noises. Combining the follow-up research task of the subject and analyzing the shortcomings of the network, a way to simplify the model and improve the operation speed will be the key direction of the follow-up research task.
图像增强 多尺度加权聚合 并行混合注意力 渐进融合 信息冗余 image enhancement multiscale weighted aggregation parallel hybrid attention progressive integration information redundancy
1 中国科学院合肥物质科学研究院 核能安全技术研究所 合肥 230031
2 中国科学技术大学 合肥 230026
开展考虑设备启动时间和启动失效的核电厂冷冗余系统故障机理研究，提出一种基于蒙特卡罗数值模拟的可靠性分析方法，建立冷冗余系统失效概率的统计量表达式。以核电厂应急柴油发电机组为例，开展案例分析，获得应急柴油发电机组的失效概率分布曲线及各设备参数的敏感度曲线，并将结果与静态故障树（Static Fault Tree，SFT）、传统动态故障树（Dynamic Fault Tree，DFT）方法进行对比。案例结果分析表明：1）所提方法可以对冷冗余设备的启动时间与启动失效进行建模分析，反映冷冗余系统的真实失效场景与实际运行状态；2）所提方法精确评价系统失效概率、识别不同时间段的高敏感性设备参数、以及分析启动时间对系统失效概率的影响，对冗余系统的优化设计有一定的理论指导意义。
启动失效 动态故障树 核电厂 冷冗余 可靠性 Startup failure Dynamic fault tree Nuclear power plant Cold redundancy Reliability
重庆理工大学电气与电子工程学院，重庆 400054
针对自由空间光通信中Spinal码译码复杂度高及不等差错保护问题，提出一种分段循环冗余校验（CRC）、Spinal码与BCH码级联的SCB-Spinal码方案。通过分段的CRC校验提前终止过程，减少解码计算量，降低了译码复杂度，并在尾部级联BCH码对易错的尾部信息进行纠错保护。仿真结果表明：在不同湍流强度下，SCB-Spinal码方案都有效地降低了译码复杂度并获得了更好的误码率性能，在弱湍流强度低信噪比情况下较传统Spinal码方案降低了约62%的复杂度，速率也有0.04~0.17 bit/symbol的性能提升；在中强湍流强度影响下，较传统Spinal码方案降低了50%~60%的复杂度。在为自由空间光通信中Spinal码的高效应用提供了一种解决方案。
光通信 自由空间光通信 Spinal码 译码复杂度 循环冗余码 BCH码 大气湍流 激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2320003
河南科技大学农业装备工程学院, 河南 洛阳 471003
土地利用/覆被变化(LUCC)问题是全球环境变化关注的热点问题之一。 研究伊洛河流域的土地利用变化对黄河流域生态保护与高质量发展具有重要意义。 基于长期的LandsatTM卫星遥感影像、 R语言弦图可视化模型以及线性模型冗余分析(RDA分析), 对伊洛河流域1990年—2020年30年间的土地利用时空变化特征、 土地覆被的流量、 流向及内在驱动因素进行了分析。 结果表明: (1) 1990年—2020年间, 伊洛河流域的土地变化呈现林地先减小后增加、 耕地先增加后减小、 建设用地整体增加、 水域整体减小的变化趋势; (2) 在数量上, 1990年—2020年每10年间, 耕地和林地的总变化量最大, 建设用地次之, 水域、 草地和未利用土地的变化量很小; (3) 1990年—2000年、 2000年—2010年、 2010年—2020年的土地利用类型相互转换主要以耕地和林地的相互转化为主, 土地利用变化程度呈上升趋势, 在2010年—2020年达到最高; (4) 1990年—2020年间, 林地重心整体向东北方向偏移, 耕地的重心整体向南迁移, 林地和耕地重心的变化与退耕还林政策有关。 建设用地总体围绕洛阳市主城区, 这与社会经济发展和城镇发展方向有关; (5) 在驱动力方面, 经济高速发展和退耕还林政策的实施是推动伊洛河流域土地利用面积变化的主要原因, 其中, 退耕还林政策的实施是林地和耕地面积变化的主要原因。 研究结果可为黄河流域生态保护和可持续发展提供科学依据。
伊洛河流域 土地利用 转移矩阵 驱动力 冗余分析 Yiluo River Basin Land-use Transfer matrix Driving force Redundancy analysis 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3180
红外与激光工程
2022, 51(2): 20210889
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院, 合肥 230601
2 合肥工业大学 数学学院, 合肥 230601
集成电路规模的急剧增大显著加了测试成本。针对集成电路测试成本过高的问题, 提出了一种适应性测试方法。将最小冗余最大相关算法与BP神经网络相结合。首先通过最小冗余最大相关算法选择重要的测试项, 仅测试重要的测试项并组成特征集合, 然后使用BP神经网络模型预测测试结果。实验结果表明, 相较于传统测试方法, 该方法以牺牲0.1%的测试逃逸率为代价, 降低了45%以上的测试成本。与其他适应性测试方法相比, 该方法的测试逃逸降低91%以上, 可以在测试成本和测试质量之间选择最优解。
集成电路 适应性测试 BP神经网络 最小冗余最大相关算法 integrated circuit adaptive test BP neural network minimal redundancy maximal relevance algorithm
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院、 微电子学院, 南京 210046
2 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室, 南京 210046
基于0.18 μm CMOS工艺, 设计了一种用于生物医学信号的12位逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。数模转换器采用分段结构电容阵列, 并加入1位冗余位。比较器采用互补输入对管构成的动态比较器, 以减小噪声和功耗。栅压自举开关被用于采样保持电路, 并增加了堆叠管和虚拟管。针对生物医学信号具有稀疏性的特点, 通过延时上极板复位时间的方法检测两次采样电压差值, 实现采样率自适应切换。仿真结果表明, 在120 kS/s采样率、1 V电源电压的条件下, 该SAR ADC的功耗仅为4.65 μW, 无杂散动态范围为76.29 dB, 优值为16.9 fJ/(conv·step), 有效位数达11.16 bit。
生物医学信号 逐次逼近型ADC 自适应采样率 冗余 低噪声比较器 biomedical signal SAR ADC self-adaptive sampling rate redundancy low noise comparator
1 西北工业大学 深圳研究院，广东 深圳 518057
2 西北工业大学 自动化学院，陕西 西安 710072
3 西安建筑科技大学 机电工程学院，陕西 西安 710075
4 上海航天技术研究院，上海 ，201109
5 北方广微科技有限公司，陕西 西安 710072
由于红外偏振焦平面的异构特性，在非均匀校正过程中需要考虑不同检偏通道的响应差异对整体校正效果的影响，其非均匀校正问题相较同构的普通红外焦平面更为复杂。针对红外偏振焦平面的非均匀校正问题，提出了一种基于场景偏振冗余估计的非均匀校正算法，通过对场景图像和由场景图像计算得到的偏振冗余估计图像进行统计，得到整个焦平面上所有像元响应在统计特性上的差异，然后分通道从两个方向对这些差异进行比较分析，得到更新后的增益校正系数，再通过辐射重定标抑制由于静止场景所造成的鬼影，得到当前状态下相机的增益校正系数。在这个过程中，通过偏振冗余估计评价之前的校正系数，自适应地实现增益校正系数的更新。最后使用真实场景数据进行测试，结果表明本文所提出的非均匀校正算法有效提高了所获取偏振图像的准确性。
红外偏振 偏振焦平面 非均匀校正 偏振冗余 infrared polarization polarization focal plane non-uniformity correction polarization redundancy
重庆理工大学 电气与电子工程学院，重庆 400054
针对自由空间光通信中存在的大气湍流降低通信系统误码性能的问题，提出了基于松弛极化码的分段式极化码-循环冗余校验-串行抵消列表(PC-CRC-SCL)译码方法，并将其用于自由空间光通信系统中，在大气弱湍流强度下进行了仿真分析。仿真结果表明：与完全极化码的分段式CRC-SCL译码方法相比，在误码率为10-4时，基于松弛极化码的分段式PC-CRC-SCL译码方法获得0.3 dB的编码增益，且编译码的复杂度降低10%~20%，对自由空间光通信系统误码性能有明显的改善。
自由空间光通信 松弛极化码 串行抵消列表译码 奇偶校验码 循环冗余码 free space optical communication relaxed polarization code serial cancellation list decoding parity check code cyclic redundancy code
为了以最小的代价筛选出最优的光谱特征，从信息亏损角度提出了一种Filter型光谱特征选择算法。该算法依据联合互信息的大小对特征进行排序，并采用一种零信息亏损原则对排序后特征全集中的冗余特征进行判断和删减。这样既能获得一个规模较小并可表现整个原始光谱特征的最优光谱特征子集，又减小了由冗余特征删减带来的信息亏损。
特征选择 联合互信息 零信息亏损 冗余特征 特征子集 feature selection joint mutual information zero information loss redundancy feature feature subset
