高性能硅和铌酸锂异质集成薄膜电光调制器 （特邀）

硅基光子集成平台因其高集成度、CMOS工艺兼容性等特点在光通信领域受到了广泛的关注，而电光调制器作为光通信系统中最为重要的器件之一，承担着将电信号加载至光信号上的关键作用，为打破硅基调制器的性能限制，可利用硅和铌酸锂的大面积键合技术以及铌酸锂低损耗波导刻蚀技术实现高性能硅和铌酸锂异质集成薄膜电光调制器，目前该类调制器的性能可达半波电压3 V，3 dB电光带宽超过70 GHz，插入损耗小于1.8 dB, 消光比大于40 dB。文中对比了硅和铌酸锂异质集成调制器的研究现状并介绍了该异质集成薄膜调制器的结构设计与工艺实现方法。     

《中国图象图形学报》数字图像/视频内容安全专刊简介

随着智能设备与社交媒体的广泛普及,图像/视频数据急剧增长,针对这些数据类型的安全问题日渐凸显：比如,大量用户敏感信息需要保护,图像/视频内容容易受到篡改等。如何有效保证图像内容的真实与完整,防止用户隐私泄露等逐渐成为当今研究的热门方向。该研究不仅对于保护隐私具有重要的意义,也对网络空间安全的未来提出新的思考和挑战。相关技术与成果对未来的学术、产业和社会都将具有重要影响。 为了促进我国数字图像/视频内容安全相关技术、方法与应用研究的深入开展,及时反映我国学者在相关领域的最新研究进展,《中国图象图形学报》邀请业内专家共同策划推出“数字图像/视频内容安全”专刊,主要收录国内学者在相关理论方法、关键技术、数据平台和典型应用等方面具有创新性、突破性的研究成果。 经过严格的评审,“数字图像/视频内容安全”专刊共收录学术论文18篇,包括9篇“综述”、3篇“篡改检测与内容恢复”论文、1篇“认证保护”论文和5篇“隐写方法”论文。 9篇“综述”主要围绕图像/视频隐写、水印、取证,深度伪造检测,活体检测等进行了概念和发展历程的介绍,相关方法的分类梳理和概述,并对主要实际应用场景的重难点进行了详细的阐述和论证。 1)《数字图像鲁棒隐写综述》结合网络有损信道中隐蔽通信应用需求,对现有的数字图像鲁棒隐写技术进行综述。 2)《鲁棒视频水印研究进展》对当前的视频水印技术进行了概述,对视频水印的概念、应用场景、分类方式、设计要求、发展历程和相关经典方法进行了介绍和梳理。 3)《视觉深度伪造检测技术综述》基于深度伪造技术研究进行了综述,并进一步给出了未来视觉深度伪造检测研究的重难点。 4)《人脸活体检测综述》对人脸活体检测技术进行了全面的梳理回顾,包括硬件方案、算法、数据集、技术标准以及实际应用。 5)《面向GAN生成图像的被动取证及反取证技术综述》阐述了相关研究背景,分析了自然图像与GAN生成图像的区别,并介绍了GAN生成图像的被动取证技术。 6)《明文图像可逆信息隐藏综述》以常见的明文图像为嵌入载体,以经典文献为主干,通过介绍基础理论来阐述可逆设计的起源与发展,并展望未来的突破方向。 7)《图像空域可逆信息隐藏研究进展》对明文域和密文域的研究进行归纳与分析,梳理各类方法的发展脉络及其关联。结合当前实际问题,如载体多元化、有损信道传输和安全性等,进一步展望未来的研究趋势。 8)《3D网格隐写与隐写分析回顾与展望》回顾了3D网格隐写和隐写分析的发展,并对现有研究工作做了系统的总结和科学的分类,讨论了3D隐写和隐写分析现有技术的局限性,并探讨了潜在的研究方向。 9)《视频内容安全评价发展探讨》从建立技术理论体系角度,围绕4个不良方面的内容监管梳理了视频内容安全评价体系。分析了内容评价面临的挑战机遇,并总结了十大待解决问题和展望了未来研究发展趋势。 本专刊同时也收录了9篇针对篡改检测、认证保护和隐写方法等的先进性前沿科技论文。其中,3篇论文分别针对“篡改检测与内容恢复”分别提出了一个基于区域损失的检测小篡改区域的U型网络;针对人脸交换篡改视频提出了一个在关键帧中进行特征提取与帧间交互的高效检测框架;一种提高图像自嵌入水印的认证粒度以及抵抗滤波等处理操作能力的方法。1篇论文针对“认证保护”中IoT数据获取面临能耗和安全的问题,提出了一种基于半张量积压缩感知的可验证图像加密方法。5篇论文以“隐写方法”为主题,分别提出一种基于超分辨率网络的空域图像边信息估计隐写方法、一种无损载体和鲁棒代价结合的JPEG图像鲁棒隐写、采用实离散分数阶Krawtchouk变换并应用于数字图像水印、一种基于自动生成字库的鲁棒文档水印方案、一种联合定长编码和哈夫曼编码的密文域可逆信息隐藏算法。 我们期待广大读者和科技人员通过本期“数字图像/视频内容安全”专刊,更深入、全面地了解该领域的最新方法和应用,吸引更多学者从事相关研究并产生具有国际影响力的优秀成果,为本领域发展做出贡献。     

基于电容阵列I-V测试仪的光伏STC曲线拟合研究

现有的光伏组件在标准条件(STC)下I-V曲线的拟合算法存在计算过于复杂或准确度不足的问题。为提高曲线在偏离STC环境下的拟合准度,提出了一种依据太阳电池四参数结构,通过选取曲线最大功率点(MPP)附近6个点作为拟合点,计算组件I-V数学模型从而实现曲线拟合的拟合算法。不同光伏组件的最优拟合点间隔不同,为提高拟合精度,进一步提出了自适应拟合点选取方法,同时设计了以电容阵列为负载的I-V测试仪结构并研制了一套完整仪器。该测试仪可通过增加MPP附近数据点的密度,提升拟合点的选取精度。经过MATLAB仿真与实际验证表明,模型拟合算法的拟合结果在各种测试环境下的准确度均高于多项式拟合算法;所设计的I-V测试仪性能优越,适用于工程测量之中。     

MIMO场景下的低轨卫星选星算法

低轨(LEO)宽带星座卫星通信作为地面5G无线通信系统的重要补充,始终面临地面可视卫星数量大、传统选星算法计算复杂度高等难题。为实现高效的卫星分组选择算法,基于多输入多输出(MIMO)系统原理,以大尺度路径损耗模型为基础,结合递减卫星选择算法,从而以较低计算复杂度、更快收敛速度有效逼近最优容量性能。该算法在典型LEO星座系统构型下通过数值仿真得到了验证,为未来5G低轨卫星星座通信传输方案设计提供了一种参考思路。     

微带磁流振子天线综述

文章综述了微带磁流振子天线的最新发展情况,从理论上对比了微带磁流振子天线和电流振子天线的辐射机理,阐述了微带磁流振子具有水平极化和高增益的新颖性,最后介绍了微带磁流振子在新型天线阵列、圆极化天线、高增益天线的应用。     

阵列波导光栅波长解调系统的温度补偿方法的研究

阵列波导光栅波长解调系统具有结构简单、响应速度快等优点,由于阵列波导光栅的中心波长会受环境温度影响而产生漂移,影响解调精度。在分析了阵列波导光栅波长解调原理的基础上,提出了一种阵列波导光栅波长解调系统的温度补偿方法。该方法利用补偿光栅确定温度补偿系数,实现对阵列波导光栅波长解调系统的温度补偿,消除了温度漂移对解调精度的影响。实验结果表明,在环境温度变化范围为14-44℃时,该方法解调误差仅为2pm,较未加入补偿有明显提高,在高精度阵列波导光栅波长解调领域具有很高的应用前景。     

数字IC的射频电磁发射模型建模方法

针对传统方法无法直接得到芯片内核到外部引脚传输路径特性的问题,提出了一种简单有效的数字IC的电磁发射建模方法。该模型由内部活动模型和传输路径模型组成。利用嵌入式环形振荡器的直流响应和外源射频干扰效应,直接测量出芯片内核到外部引脚路径的电压传输率,有效抽取出传输模型结构。利用晶体管级Hspice仿真得到内部活动模型,获得了完整的电磁发射模型。在SMIC 130 nm 工艺的测试芯片上应用该模型,对比模型仿真结果与实物测量结果,验证了该模型建模方法的正确性。该方法可用于系统设计阶段,对数字IC的电磁发射进行预测,使系统能满足电磁发射的要求。     

一类非线性系统的奇异点克服控制

针对一类非线性系统, 研究存在奇异点时的跟踪控制问题. 在采用反馈线性化方法将对象转换成标准型后, 构造线性补偿器并结合期望轨迹的高阶导数构成伪控制量. 通过引入梯度动力学方法求解控制律, 以克服在控制过程中遇到的奇异点问题. 通过稳定性分析验证了闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性. 仿真结果表明, 此类控制器具有良好的控制性能, 并且能有效克服奇异点问题.

     

融合显/隐式反馈的协同排序算法

之前有关协同排序算法的研究没有充分利用数据集中信息的问题,要么只侧重于研究显式评分数据,要么只侧重于研究隐式评分数据,目前还没有人运用排序学习的思想把二者结合起来进行研究.针对之前研究的不足,在最新的扩展的少即是好协同过滤(xCLiMF)模型和最经典的变形的奇异值分解(SVD++)算法的基础上,提出了一种融合显/隐式反馈的协同排序算法MERR_SVD++来直接优化排序学习的评价指标ERR.在实际数据集上实验验证,与经典的xCLiMF、Cofi排序(CofiRank)、PopRec、Random算法相比,MERR_SVD++算法在归一化折损累积增益(NDCG)和预期的相关性排序(ERR)这两个评价指标下性能均提高了25.9%以上,而且算法运算时间与评分点个数线性相关.由于MERR_SVD++算法推荐精度高、可扩展性好,因此适用于处理大数据,在互联网信息推荐领域具有广泛的应用前景.     

卫星通信终端通用测试平台高速接口设计

卫星通信系统向多频段多体制发展的趋势对卫星通信终端测试平台的通用性提出了更高的要求,基于通用处理器的软件无线电(GPP-SDR)技术可用于解决该问题。但目前GPP-SDR处理器和射频前端之间的高速数据传输仍是主要的技术瓶颈。本文针对卫星通信终端通用测试平台需求,提出了基于中断机制的PCI-e高速传输方法和流程设计,并通过移植Xenomai操作系统对高速接口传输的实时性进行优化;设计了一系列的测试实验对所设计接口的实际传输速率和中断丢失概率等指标进行测试。实验结果验证了所提方案具备高速率和低时延的传输特性,能够很好地满足当前卫星通信终端通用测试需求。