基于集成时频通道注意力的倒残差神经网络干扰识别

准确识别干扰类型是实施高效抗干扰举措的先决条件。针对低干噪比（Jamming-to-Noise Ratio,JNR）的条件下干扰识别准确率低的问题,本文将信号短时傅里叶变换（Short Time Fourier Transform,STFT）后的时频图像作为卷积神经网络训练输入,提出一种以倒残差结构为主体的神经网络架构,并引入联合时频通道注意力机制模块,同时从时频图像提取时频域和通道域的综合干扰特征,充分利用多维度的干扰特征信息来准确识别干扰类型。仿真结果表明,在JNR=-8 dB时,本文所提算法能够实现对8种类型干扰100%的准确识别,在JNR=-10 dB时所有类型的干扰信号识别准确率都能达到98.3%以上,在JNR=-14 dB准确率也依然可以达到90%以上。同时分析了所提算法的网络复杂度,结果表明所提方案在时间和空间复杂度上得到了较好的折中,验证了模型的性能优越性。     

基于ResNet_NSCS的通信信号调制识别

针对通信信号调制识别的特征提取问题,为进一步提高识别准确率,提出了一种基于嵌套式跳跃连接结构的残差网络(ResNet of Nested Shortcut Connection Structure,ResNet_NSCS)调制识别算法。该算法在残差神经网络(Residual Neural Network,ResNet)基础上,通过借鉴ResNet多通路选择思路,引入嵌套式恒等跳跃连接结构,利用提取的特征实现不同调制方式的分类。仿真结果表明,面向RadioML2016.10a数据集,较卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)算法和卷积神经网络_长短时记忆网络(Convolutional Neural Network_Long Short Term Memory Network,CNN_LSTM)算法,以增加网络复杂度为代价,ResNet_NSCS算法收敛速度快,识别准确率高。     

基于深度学习的常规调制信号与跳频调制信号识别

跳频（Frequency Hopping,FH）调制手段是扩频通信方法中的一类,具有很强的抗干扰性能,被广泛应用在军事通信领域。在战场的强电磁环境中,准确分类识别出跳频信号与常规调制信号,在判断敌我目标属性、实施通信干扰与抗干扰方面具有十分重要的意义。传统基于信号特征提取的跳频信号分类识别手段受信噪比影响大,在低信噪比条件下无法实现有效分类识别。对此,本文利用卷积神经网络实现跳频调制信号与常规调制信号的分类识别。首先通过小波变换得到信号的时频图像,之后将时频图像输入卷积神经网络进行分类识别。实验证明,相比于传统人工特征分类模型,基于卷积神经网络的分类识别模型受信噪比影响小,且分类识别准确率高,在信噪比大于-4 dB条件下,识别成功率达到98%以上。     

基于CNN的金属疲劳裂纹超声红外热像检测与识别方法研究

传统超声红外热像检测与识别金属疲劳裂纹主要是通过图像处理算法提取红外热图像的相关热特征,并与裂纹特征进行匹配,其过程过于繁琐,识别率较低且需要人工筛选有效特征。结合主动红外热成像技术以及卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）在金属结构无损检测与缺陷自动识别中的优势,提出了一种基于CNN的金属疲劳裂纹超声红外热像检测与识别方法。通过超声红外热成像装置对实验对象（文中为金属平板试件）进行检测,获取红外热图像并制作图像数据集。运用设计的卷积神经网络对不同尺寸裂纹的超声红外热图像进行特征提取与识别分类。此外,对所提出的方法与两种常见图像分类网络模型以及支持向量机的分类结果进行对比。实验结果表明,设计的卷积神经网络在该数据集上识别分类准确率为100%,优于其他网络模型和支持向量机的识别分类,可以有效检测与识别金属疲劳裂纹。     

基于动态权重的知识积累与灵巧干扰识别方法

针对低干噪比条件下灵巧干扰识别准确率不高与干扰特征难以积累导致的网络需要重新训练问题，本文将信号的平滑伪Wigner?Ville分布的时频二维图像作为输入，提出了一种基于动态权重的知识积累（Dynamic Weighted Knowledge Accumulation method based on Convolutional Neural Network, DWKA?CNN）灵巧干扰识别方法，利用通道特征注意力机制，提升了低干噪比下模型的干扰识别能力，通过均值最近邻分层屏蔽网络权重，实现了在单一网络中的知识积累，与当前典型基于深度学习的灵巧干扰识别方法相比，无需每次重新训练即可学习多项干扰识别任务。并且仿真实验表明，与现有典型算法相比，该算法模型在7种雷达灵巧干扰分类数据集上的平均识别准确率显著提升，在低干噪比条件下分类性能优秀。     

基于数据增强和特征嵌入的自动调制识别

基于端到端的深度学习模型已经被广泛应用于自动调制识别。现有的深度学习方案大多数依赖于丰富的样本分布,而大批量的标记训练集通常很难获得。提出了一种基于数据驱动和选择性核卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的自动调制识别框架。首先开发深度密集生成式对抗网络增强5种调制信号的原始数据集;其次选择平滑伪Wigner-Ville分布作为信号的时频表示,并将注意力模块用于聚焦时频图像分类中的差异区域;最后将真实信号输入轻量级卷积神经网络进行时间相关性提取,并融合信号的时频特征完成分类。实验结果表明,所提算法提高了在低信噪比情况下的识别精度,表现出较强的鲁棒性。     

基于小波包分解和残差网络的雷达干扰识别

干扰样式识别是雷达抗干扰技术研究中的重要环节,为提高干扰信号分类识别精度,提出了一种基于小波包分解和残差网络相结合的干扰信号分类识别方法。采用小波包变换对干扰信号进行分解与重构,将干扰信号分解成不同频段的小波包系数,融合各频段小波包系数构成系数矩阵得到残差网络的输入,利用多层残差网络自适应提取小波包系数矩阵深度特征,实现干扰信号分类识别。搭建了雷达干扰信号识别试验平台,采集不同调制参数下的6类雷达干扰数据进行试验分析,结果表明,相对于直接利用干扰信号原始时域IQ数据进行卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)识别,所提方法能够有效提高网络输入数据维度和特征提取深度,识别准确率和训练效率有明显提升。     

一种基于R3D网络的人体行为识别算法

现有的行为识别算法不能充分地提取抽象的行为特征,为此提出了基于三维残差卷积神经网络（3D Residual Convolutional Neural Network,R3D）的人体行为识别算法。该网络在三维卷积神经网络（3D Convolutional Neural Network,3D-CNN）基础上加入了残差模块,可以更好地提取时空域的特征,然后通过改变步长大小进行特征图降维,提高网络效率,并加入批量归一化层和Softplus激活函数,提高网络的收敛速度和拟合能力;之后添加Dropout层,降低过拟合风险,并且使用全局平均池化层(Global Average Pooling,GAP)代替全连接层,克服了网络参数量过大的问题;最后,使用Softmax进行分类。实验结果表明,使用R3D网络在HMDB-51数据集上获得了62.3%的识别率。     

基于全卷积神经网络的SAR图像目标分类

近年来,卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像目标分类中取得了较好的分类结果。CNN结构中,前面若干层由交替的卷积层、池化层堆叠而成,后面若干层为全连接层。全卷积神经网络（All Convolutional Neural Network, A-CNN）是对CNN结构的一种改进,其中池化层和全连接层都用卷积层代替,该结构已在计算机视觉领域被应用。针对公布的MSTAR数据集,提出了基于A-CNN的SAR图像目标分类方法,并与基于CNN的SAR图像分类方法进行对比。实验结果表明,基于A-CNN的SAR图像目标分类正确率要高于基于CNN的分类正确率。     

稀疏自动编码器视觉特征融合的多弹分类算法研究

准确识别卫星设备等拍摄到的待发射（或飞行途中）导弹类型,实现及时有效防御,是国内外军事领域研究的热点之一。由于战争状态中导弹具有掩饰色,且因外形差别不显著,现有基于底层特征进行导弹分类识别难度较大甚至无法识别。针对这一问题,提出一种基于稀疏自动编码器（Sparse Auto-Encoder,SAE）高层视觉特征融合底层特征提取的新算法,为了提高分类精度,引入迁移学习,借助STL-10样本库局部特征,并将导弹图像局部特征向量一并送入池化层卷积神经网络（Convolution Neural Network,CNN）提取导弹目标对象图像全局特征,通过Softmax回归模型实现导弹分类识别。实验表明,文中提出SAE融合底层特征的导弹分类识别算法较传统基于底层特征及SAE高层特征分类算法具有更高的准确性及鲁棒性。另外,为了避免因新型导弹目标对象缺乏训练而导致分类性能下降甚至失效,算法引入迁移学习实现局部特征提取,实验验证了算法的可行性和准确性。     

基于神经网络和SVM的GPS干扰类型识别

全球定位系统（GPS）干扰信号类型的识别是采取有效抗干扰手段的先决条件。针对7种典型的GPS干扰信号,提取了包括高阶统计量在内的8个特征,设计了反向传播（BP）神经网络分类器和多项式支持向量机（SVM）分类器,实现了干扰信号类型识别。仿真结果表明,两种分类器均具有较高的正确识别率和较好的热噪声鲁棒性,特别是在干噪比（JNR）为3dB时,平均正确识别率可保持在94％以上。     

基于时频特征的跳频信号调制识别

跳频信号在抗干扰方面具有良好的性能。准确识别跳频信号的调制方式,能够为判断敌我目标属性、干扰敌方信号等军事信息战提供有力支撑,但国内外对于跳频信号的调制识别仍存在很大空缺。本文提出一种基于时频特征的跳频信号调制识别方法,通过平滑伪魏格纳-维利分布(SPWVD)时频变换获取不同调制类型的跳频信号时频图像,将时频图像送入卷积神经网络(CNN)中进行特征提取及分类识别。仿真实验证明,本文CNN在低信噪比下取得了较好的识别效果。     

基于星座图和卷积神经网络的射频指纹识别

基于无线设备物理层的射频指纹识别是保障通信安全的有效途径。传统射频特征提取方法容易受到信道的信噪比变化的干扰,难以适应动态信噪比下的通信场景。因此,本文提出了一种基于卷积神经网络的射频指纹识别方法,实现了动态信噪比下的射频指纹识别,显著改善了低信噪比下的识别准确率。本文通过搭建实验系统对4台不同功放设备进行识别,实验结果表明,在信噪比为0.5～14.5 dB范围内,该方法的综合识别率达89.4%。     

融合残差SENet的毫米波大规模MIMO信道估计

在户外光线追踪场景下,针对毫米波大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系统受户外环境噪声干扰导致估计精度低的问题,提出了一种融合残差挤压激励网络(Squeeze-and-Excitation Network, SENet)的条件生成对抗网络的信道估计方法。该方法采用条件生成对抗网络将低分辨率接收信号重建为高分辨率的原始信号完成信道估计,同时在生成器网络中引入SENet网络模块来抑制户外场景下显著性噪声干扰,提高估计精度;最后将残差网络中的残差块添加到SENet的放缩操作后,提高条件生成对抗网络的收敛速度。仿真结果表明,相较于正交匹配追踪算法、卷积神经网络、去噪卷积神经网络和条件生成对抗网络算法,所提方法在户外噪声环境下估计精度平均提高了约2.2 dB,且在高噪声强度下估计精度的提高更为显著。     

分离通道联合卷积神经网络的自动调制识别

针对通信信号的自动调制识别需要大量特征提取的问题,提出了一种分离通道卷积神经网络自动调制识别算法。该算法通过结合深度学习中卷积神经网络(CNN),分别提取时域信号的多通道和分离通道调制特征,再利用融合特征实现不同信号的分类。仿真结果表明,相比基于CNN的算法,所提算法在高信噪比下针对两个数据集的识别率分别提升7%和18%;此外,相比于基于特征提取的传统识别算法,其高阶调制识别性能平均提升3 dB。     

基于深度学习的探地雷达二维剖面图像结构特征检测方法

该文针对探地雷达(GPR) 2维剖面图像中目标特征提取困难及其识别精度较低等问题,采用深度学习方法来提取2维剖面图像中目标的特征双曲线。根据GPR工作的物理机制,设计了一种级联结构的卷积神经网络(CNN),先检测并去除回波数据中的直达波干扰信号,再利用CNN得到B扫描(B-SCAN)图像的特征图,并对特征信号进行分类识别以提取目标的特征双曲线。同时,为处理各种干扰信号影响目标特征双曲线结构完整性的问题,提出了一种基于方向引导的特征数据补全方法,提高了目标特征双曲线识别的准确率。与方向梯度直方图(HOG)算法、单级式目标检测(YOLOV3)算法和更快速的区域卷积神经网络(Faster RCNN)算法相比,在综合评价指标F上该文方法的检测结果是最优的。     

WavNet — Visual saliency detection using Discrete Wavelet Convolutional Neural Network

In the recent advancements in image and video analysis, the detection of salient regions in the image becomes the initial step. This plays a crucial role in deciding the performance of such algorithms. In this work, a Multi-Resolution Feature Extraction (MRFE) technique that makes use of Discrete Wavelet Convolutional Neural Network (DWCNN) for generating features is employed. An Enhanced Feature Extraction (EFE) module extracts additional features from the high level features of the DWCNN, which are used to frame both channel as well as spatial attention models for yielding contextual attention maps. A new hybrid loss function is also proposed, which is a combination of Balanced Cross Entropy (BCE) loss and Edge based Structural Similarity (ESSIM) loss that effectively identifies and segments the salient regions with clear boundaries. The method is tested exhaustively with five different benchmark datasets and is proved superior to the existing state-of-the-art methods with a minimum Mean Absolute error (MAE) of 0.03 and F-measure of 0.956.     

用于WCDMA上行系统的并行干扰对消算法

为了利用多用户检测和并行干扰对消克服WCOMA系统的多址干扰和远近效应,文中建立了WCDMA系统模型并由此推导了一种用于WCDMA上行系统的并行干扰对消算法,并在E-DPDCH信道验证了算法的性能。将干扰用户发射信噪比固定为14dB,当两个用户到达同一吞吐量时,采用PIC有1．5dB的信噪比增益。最后针对基于CCSS平台的仿真结果提出了几种优化方案。     

基于信噪比分类网络的调制信号分类识别算法

针对传统降噪算法损伤高信噪比(SNR)信号而造成信号识别准确率下降的问题,该文提出基于卷积神经网络的信噪比分类算法,该算法利用卷积神经网络对信号进行特征提取,用固定K均值(FK-means)算法对提取的特征进行聚类处理,准确分类高低信噪比信号。低信噪比信号采用改进的中值滤波算法降噪,改进的中值滤波算法在传统中值滤波的基础上增加了前后采样窗口的关联性机制,来改善传统中值滤波算法处理连续噪声效果不佳的问题。为充分提取信号的空间特征和时间特征,该文提出卷积神经网络和长短时记忆网络并联的卷积长短时(P-CL)网络,利用卷积神经网络和长短时记忆网络分别提取信号的空间特征与时间特征,并进行特征融合与分类。实验表明,该文提出的调制信号分类模型识别准确率为91%,相比于卷积长短时(CNN-LSTM)网络提高了6%。