專家視野
海上信息感知大數據技術
何友周偉
海軍航空大學信息融合研究所 山東煙臺
摘要：首先，探討了海上信息感知大數據的內涵與特點，除具有一般大數據的“4V”特征外，還具有強對抗性、強實時性、高碎片性和高交互性等特點；然后，系統梳理了國內外相關研究及應用進展情況，分析了海上信息感知體系存在的數據不夠用、數據不可用、數據不會用和數據不敢用等問題；最后，提出了海上信息感知大數據在大數據平臺、數據質量管理、目標關聯融合、目標行為規律挖掘和復雜數據可視化等方面的關鍵技術，可為推動海上感知大數據應用提供參考。
關鍵詞：大數據；信息感知；信息融合；數據挖掘；海上目標
作者簡介：何友，男(1956—)，中國工程院院士，教授，博士生導師，，研究方向為信息融合、信號處理、大數據及其應用。
發展綜述
多傳感器探測云下分布式一致性信息融合及其發展
熊朝華 刁聯旺 張永偉 吳蔚
信息系統工程重點實驗室 南京
南京理工大學計算機科學與技術學院 南京
摘要：概述了多傳感器探測云環境下分布式信息融合系統測量數據一致性判定與優化選擇融合處理的基本思想，并指出了Luo方法在數據一致性度量、關聯判定、參與融合處理數據選擇以及方法適應性等方面的不足。闡述了基于穩健統計理論、基于模糊理論、基于特征值和基于統計置信距離等一致性信息融合方法對不同傳感器的測量數據進行一致性測度和判定的思想，不同解決方案均不同程度上改進了Luo方法，但信息源質量影響和融合策略選擇等方面的問題仍未解決，需進一步研究。
關鍵詞：多傳感器信息；探測云；數據一致性；分布式信息融合
信息融合專題
機動目標自適應跟蹤與系統誤差配準
修建娟 王光源 何友
海軍航空大學信息融合研究所 山東煙臺
海軍航空大學3院 山東煙臺
摘要：為了有效解決機動目標自適應跟蹤中系統誤差的實時補償問題，提出了一種基于修正輸入估計的機動目標自適應跟蹤與系統誤差配準算法。該算法將目標機動加速度看作未知輸入向量附加至狀態方程，同時，將未知的系統誤差向量附加至量測方程，推導出狀態方程和量測方程擴維情況下目標濾波算法，在目標跟蹤過程中實時估計機動加速度，并對系統誤差進行配準。仿真結果表明，該算法可解決機動目標的自適應跟蹤和系統誤差實時修正問題。
關鍵詞：機動目標；系統誤差；修正的輸入估計；自適應跟蹤
非均勻地雜波背景下自適應動目標檢測
胡子軍 習云飛 童建文
中國電子科技集團公司第二十八研究所 南京
摘要：針對非均勻地雜波背景，提出了一種基于地雜波強度估計的自適應動目標（MTD）檢測方法。該方法預先設計具有不同地雜波抑制能力的多組濾波器組，實時處理過程中利用零速濾波器輸出數據估計地雜波強度信息，并基于地雜波強度估計值自適應選擇抑制能力合適的濾波器組。與采用單一多普勒濾波器組的傳統MTD方法相比，該方法提升了雷達在非均勻地雜波背景下檢測低頻點目標的能力。最后，通過仿真試驗驗證了該方法的有效性。
關鍵詞：動目標檢測；環境感知；非均勻地雜波；自適應多普勒濾波
基于分形理論的海雜波認知處理方法
徐勇 翟海濤 劉文松
中國電子科技集團公司第二十八研究所 南京
摘要：鑒于海雜波可直接影響對海雷達的情報質量，構建了基于分形理論的海雜波認知處理方法。首先，提取海雜波分維特征，通過聚類標記和多閾值仲裁實現海雜波區感知；然后，分析了對海監視雷達的海雜波幅值特性和相關性，目標在天線掃描間的相關性，以及分布式檢測在“與”和“或”融合準則下的方法特性；最后，針對海雜波區進行精細化處理，利用雷達掃描間海雜波和目標的相關性差異，通過2部雷達掃描間積累相關的方式抑制海雜波。試驗表明，該方法對中海雜波和弱海雜波的虛警抑制率均大于90%，對強海雜波的虛警抑制率大于80%。
關鍵詞：多雷達檢測；海雜波；認知處理；分維特征；掃描間積累相關
基于頻繁項集挖掘的雷達PRI模式提取方法
宗士強 張桂林
信息系統工程重點實驗室 南京
摘要：針對利用雷達偵察信號挖掘雷達脈沖重復間隔（PRI）模式問題，提出了一種基于頻繁項集挖掘的雷達PRI模式提取方法。首先，對PRI值進行離散化聚簇分析，將雜亂的PRI數據變成一組PRI特征值，并按照時間、方位及載頻進行聚類分析，從而將同時偵測到的數據歸為一類；然后，按類分別提取PRI特征值，得到以PRI特征值為元素的頻繁項集；最后，對PRI特征進行關聯提取，挖掘出雷達PRI模式。在Spark集群中仿真分析表明，該方法能夠從海量數據中并行、高效和準確提取雷達輻射源的PRI特征參數模式。
關鍵詞：雷達輻射源識別；脈沖重復間隔模式；頻繁項集挖掘
多維次成分并行提取算法
高迎彬 孔祥玉 崔巧花 申國瑞
火箭軍駐石家莊地區軍事代表室 石家莊
火箭軍工程大學控制工程系 西安
中華通信系統有限責任公司 石家莊
解放軍69250部隊烏魯木齊
摘要：針對目前多維次成分提取算法限制條件多和初始參數難以選擇問題，在研究次子空間算法基礎上，基于加權矩陣法提出了一種新型多維次成分并行提取算法。對該算法的自穩定性和收斂性分析表明：在輸入信號有界和學習因子足夠小時，該算法狀態矩陣的模值總能收斂至一個常數；當且僅當狀態矩陣收斂至需提取的多維次成分時，該算法達到穩定狀態。仿真試驗表明，與現有算法相比，該算法具有參數選取方法簡單、易于實現和收斂速度快的優點。
關鍵詞：次成分分析；次成分提取；算法；加權矩陣；自穩定性
基于指數函數的證據沖突衡量方法
李軍偉 周林
河南大學計算機與信息工程學院 河南開封
摘要：證據間沖突程度的有效衡量是解決高沖突證據融合問題的有效途徑之一。針對沖突系數無法有效衡量證據間的沖突程度問題，在分析現有沖突衡量方法基礎上指揮信息系統概念，提出了一種基于指數函數的證據沖突衡量方法。首先，根據證據間基本概率賦值（BPA）關系將證據分為一致證據和非一致證據2類；然后，根據證據分類結果，綜合利用差異信息和指數函數分別構造沖突衡量系數；最后，用多種沖突衡量方法進行算例分析對比，試驗結果表明本文方法可有效衡量證據間沖突程度。
關鍵詞：證據理論；沖突衡量；證據沖突；基本概率賦值
網絡空間異構網關聯模型及方法
王菁 周光霞 王珩
信息系統工程重點實驗室 南京
摘要：網絡空間偵察分析中，異構網關聯可挖掘有線網、無線電臺網絡、微波通信網絡及傳感器網等異構孤立網絡的信息流向，從而形成多重拓撲關聯關系。構建了網絡空間異構網絡3級關聯模型，從網絡空間目標屬性特征分類、網絡空間目標工作與通信狀態時序數據挖掘及不同類別邊界節點關聯性驗證3個層面進行了信息關聯。仿真試驗表明，該模型可實現網絡空間偵察信息流的識別，有效輔助了網絡空間作戰指揮決策，為作戰部署提供依據。
關鍵詞：網絡空間異構網；網絡關聯；頻繁模式生長
基于模糊集理論的雷達輻射源識別算法
吳璇 侯鑫 黃琦龍 卜卿
中國電子科技集團公司第二十八研究所 南京
中國電子進出口總公司北京
摘要：輻射源信號識別是當前電子情報（ELINT）信號處理中的關鍵環節。無源雷達能夠對探測到的雷達信號進行處理并取得輻射源脈沖信號的特征參數，包括載波頻率（RF）、脈沖重復間隔（PRI）和脈沖寬度（PW）等。以無源雷達分選和采樣后獲得的輻射源特征參數為樣本空間，提出了一種基于模糊集理論的雷達輻射源識別算法，根據已知輻射源識別庫的識別知識可快速有效地識別各類已知特征的輻射源。仿真試驗表明，該算法具有較高的識別可信度。
關鍵詞：輻射源識別；模糊集；格貼近度
基于機載傳感器的海面目標關聯識別方法
何栿 封新民
中國電子科技集團公司第二十八研究所 南京
解放軍31003部隊 北京
摘要：基于機載情報處理系統的探測手段，設計了一種海面目標關聯識別方法。首先，通過海面目標關聯，實現了機載有源和無源傳感器不同信息源對同一艘艦船的探測信息收集；其次，采用D-S證據理論融合識別各信息源上報的關于目標類型的識別結果，獲得目標融合識別結果；然后，基于目標敵我、軍民屬性、艦型和艦載輻射源間類屬關系，對融合識別結果進行綜合研判與驗證，從而識別出目標類型；最后，通過仿真試驗表明該方法有效，可供機載情報處理系統參考應用。
關鍵詞：海面目標識別；目標關聯；D-S證據理論
面向目標綜合識別的證據關聯挖掘方法
王曉璇 謝斌 刁聯旺
信息系統工程重點實驗室 南京
摘要：針對海量異構數據中難以得到目標綜合識別結果問題，提出了一種證據關聯挖掘方法。該方法將證據與待證事實進行關聯性量化分析，提煉出反映目標綜合識別信息不同側面的證據。首先，建立了證據歷史信息分類模型和證據相關強度矩陣；然后,根據新證據信息對模型進行迭代更新，從而將識別信息源包含的數據和信息有效運用于證據理論，并得出目標綜合識別的正確結論；最后，仿真試驗表明該方法的可行性和有效性，可為多源異類信息融合處理提供參考。
關鍵詞：目標綜合識別；證據理論；關聯挖掘
水聲目標識別技術現狀與發展
強超超 王元斌
中國船舶重工集團公司第709研究所武漢
摘要：水聲目標識別是海戰場情報處理的重要組成，是武器分配、反潛和魚雷防御的前提以及現代化海洋作戰的重要保障。首先，分析了多種水聲目標識別方法和特點，針對單一識別方法的局限性給出了常用目標綜合識別算法模型，將多傳感器和多方法的目標識別結合成一個系統，從而更高效和準確地識別水聲目標；然后，介紹水聲目標識別的國內外發展歷程和現狀，分析了科技發展引起水聲目標噪聲弱化、部分特征消失和假目標多樣化等特點；最后，針對傳統識別方式的局限性展望了未來非聲探測、特征挖掘、水下無人航行器圖像識別和人工智能識別等新技術方向。
關鍵詞：水聲目標識別；目標識別算法；特征
基于能量圖的海上紅外圖像目標分割方法
梁恩輝 周安然 裴繼紅 謝維信
深圳大學信息工程學院 廣東深圳
摘要：根據海上紅外圖像的熱紅外特點，利用目標與背景能量差異，設計了針對海上紅外圖像的目標分割方法。比較了窗口能量與平均能量，并進行了目標分割。采用能量圖分割法進行鄰域背景濾波對圖像進行預處理，通過滑動窗口大小取值和調節系數k的自適應優化方法進一步優化了基于能量圖的海上紅外圖像目標分割方法。對比試驗中，將能量圖分割法處理效果分別與大津法(OTSU)、最大熵法和多特征迭代法3種方法處理效果進行對比，仿真結果表明該方法對目標檢測有效。
關鍵詞：目標分割; 能量圖; 紅外圖像
基于特征點篩選的實時視頻拼接算法
盧旻昊 邱文嘉 董小舒
中國電子科技集團公司第二十八研究所 南京
摘要：針對實時視頻采用單一圖像特征的拼接方法難以兼顧速度和質量的問題，提出了一種實時視頻快速拼接算法。綜合運用圖像區域二值化（LBP）紋理特征與加速健壯特征（SURF），優化了特征點提取和匹配過程。在采用加速分塊特征檢測（FAST）算法提取角點基礎上，先采用改進LBP特征對備選特征點進行粗匹配，再提取SURF進行精細匹配。通過2次篩選有效降低了后續特征提取的備選點數量，并減少了匹配計算的次數和維度，從而提高了總體運算速度，可滿足一定分辨率下實時視頻拼接要求。
關鍵詞：實時視頻拼接；特征匹配；加速分塊特征檢測（FAST）；改進區域二值化（LBP）紋理
基于NSCT和SLIP模型的紅外與可見光圖像融合
邱文嘉 石林 秦晅
中國電子科技集團公司第二十八研究所 南京
摘要：針對紅外與可見光圖像融合問題，提出了一種基于非下采樣變換(NSCT)和對數對稱圖像處理(SLIP)模型的圖像融合方法。首先，對源圖像進行NSCT分解，得到1個低頻子帶和若干高頻子帶；然后，基于SLIP模型計算低頻融合系數，從而完整保留目標和背景信息，對于高頻子帶采用基于改進拉普拉斯能量和(SML)的融合策略，并利用貝葉斯準則和SLIP模型抑制噪聲和增強邊緣細節；最后，重構高頻與低頻子帶，得到融合圖像。試驗結果表明，與近年提出的3種融合方法相比，該方法可有效提取源圖像的紅外目標與背景信息指揮信息系統概念，融合圖像邊緣光滑且細節豐富，具有良好的視覺效果。
關鍵詞：圖像融合；非下采樣變換；改進拉普拉斯能量和；紅外圖像；可見光圖像
基于CPLEX的多約束傳感器分配算法
王永坤 鄭世友 謝金華
中航工業雷華電子技術研究所 江蘇無錫
摘要：針對多機編隊協同過程中多傳感器分配問題，提出一種基于CPLEX的多約束條件下傳感器分配算法。首先，建立協同空戰中多傳感器分配數學模型，同時考慮單部傳感器的最大跟蹤效能等約束因素；然后，針對不同傳感器組合采用序貫濾波算法對各目標進行狀態估計，得到估計協方差矩陣；最后，根據狀態估計結果采用CPLEX算法進行多傳感器的分配問題求解。仿真試驗表明，該算法在滿足跟蹤精度需求條件下，可動態、合理和快速地分配傳感器資源。
關鍵詞：傳感器分配；目標跟蹤；濾波；狀態估計；CPLEX
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