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智能化 9

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一种基于两步参数子空间模型的对比度保持彩色图像灰度化算法 Article

Hong-yang LU, Qie-gen LIU, Yu-hao WANG, Xiao-hua DENG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第11期页码 1874-1882 doi: 10.1631/FITEE.1600017

摘要： rgb2gray转换模型是目前最为经典和流行的彩色图像灰度化方法。最新的研究表明，对一阶线性模型的三个加权参数进行自适应离散搜索具有良好的潜力。在本文中，我们提出一种两步法方式，将参数搜索策略扩充到二阶多变量多项式模型。该模型划分为三个子空间的和，本文论证了第一个子空间是最为重要的，并且第二个子空间可以看作为对其进行加细的部分。在模型的第一步，将梯度相似性测度（gradient correlation similarity, Gcs）用于第一个子空间，得到一个初步的灰度化图像。然后，再次使用Gcs对初步灰度图像和第二子空间所引出形成的候选图像进行最优解搜索。通过数值实验，在定量评价、定性视觉评价和算法复杂度方面表明了本方法的有效性。

关键词：彩色图像灰度化；子空间建模；二阶多项式模型；梯度相关相似；离散搜索

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指数多项式均匀样条模型

赵颜利,平萍,刘凤玉

《中国工程科学》 2008年第10卷第7期页码 147-152

摘要：

给出了k（ k ≥ ３）阶指数多项式的均匀样条模型。该类模型具有很多与B 样条模型相同的性质，并且增加了一个可调节的形状参数。由该模型构造的曲线，通过改变形状参数的取值，可以调整曲线接近其控制多边形的程度。应用于CAD/CAM领域，可作为几何造型的一种新的有效模型。

关键词：指数多项式样条函数 B样条函数形状参数

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一种基于离散分数阶混沌系统和DNA序列运算的新型彩色图像加密算法 Research Articles

陈立平1,尹昊1,袁利国2,António M. LOPES3,J. A. Tenreiro MACHADO4,吴然超5

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第6期页码 809-962 doi: 10.1631/FITEE.1900709

摘要：提出一种基于动态DNA编码和混沌的新型彩色图像加密算法。将一个三神经元分数阶离散Hopfield神经网络作为伪随机混沌序列发生器。其初值由外部输入的五位密钥以及明文图像的哈希值计算得来。外部密钥包含分数阶离散Hopfield神经网络的离散步长和阶次。哈希值由SHA-2函数计算得到。在保证较大密钥空间的同时，提高了算法对明文图像的敏感性。在此基础上，提出一种新型三维投影置乱方法，置乱图像红、绿、蓝信号通道中像素位置。DNA编码以及扩散被用于扩散图像信息。使用离散分数阶Hopfield神经网络生成的伪随机数序列确定每个像素的编码规则，用以保证编码方式的多样性。最后，运用置乱II和XOR提升算法的安全性。

关键词：分数阶离散系统；神经网络；DNA加密；彩色图像加密

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高阶高斯积分节点的高精度数值计算

张庆礼,王晓梅,殷绍唐,江海河

《中国工程科学》 2008年第10卷第2期页码 35-40

摘要：研究了高次勒让德、拉盖尔和厄米多项式的零点，即高斯-勒让德、高斯-拉盖尔、高斯-厄米积分的节点的计算方法，给出了一种有效的高精度数值算法——搜索迭代方法（scan-iteration根据勒让德、拉盖尔、厄米多项式的特点，对拉盖尔多项式、厄米多项式的定义稍做变化后，获得了计算多项式值的稳定递推关系。求它们的根时，先在一定范围内以一定的步长搜索根所在的

关键词：高斯积分勒让德多项式拉盖尔多项式厄米多项式求根

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Chebyshev多项式在锚链分析中的应用

滕斌,郝春玲,韩凌

《中国工程科学》 2005年第7卷第1期页码 21-26

摘要：

依据水流作用下锚链的数值分析模型，提出了应用Chebyshev多项式拟合建立锚链张力与锚链顶端位置函数关系的近似方法，该锚链函数多项式可方便地用于波浪与锚泊结构物相互作用的实时模拟中。计算中按静水和有流两种情况，应用二维和三维Chebyshev多项式，建立了锚链顶端水平和垂向拉力与锚链顶端水平、垂向位置，及水流速度的函数关系。锚链分析模型采用分段外推－校正方法计算，在无流、均质锚链情况下，计算结果与解析解完全吻合。

关键词：锚链张力锚链位移 Chebyshev多项式

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利用勒让德多项式同步两种不同的混沌系统及其在安全通信中的应用 None

Saeed KHORASHADIZADEH, Mohammad-Hassan MAJIDI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第9期页码 1180-1190 doi: 10.1631/FITEE.1601814

摘要：提出一种新的由状态反馈控制器和鲁棒控制项组成的混沌同步控制器，采用勒让德多项式补偿不确定性，还考虑截断错误。由于正交函数定理，勒让德多项式可逼近任意小的近似误差的非线性函数。因此，勒让德多项式可取代模糊系统和神经网络来估计和补偿控制系统中的不确定性。勒让德多项式具有比模糊系统和神经网络更少的调整参数，它的调整过程更为简单。

关键词：基于观测器同步；混沌系统；勒让德多项式；安全通信

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基于子空间的离散时滞系统辨识 Article

Qiang LIU,Jia-chen MA

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第6期页码 566-575 doi: 10.1631/FITEE.1500358

摘要：首先利用状态增广方法将时滞系统转化为一个等价的线性时不变系统，然后采用传统的子空间辨识方法来估计增广系统矩阵。本文提出了一种ACS算法，从而得到时滞系统的状态空间模型。最后，基于ACS算法得到的相似变换，重新得到卡尔曼状态序列。采用最小二乘法，利用卡尔曼状态序列和输入输出数据，得出相同状态空间下的时滞系统矩阵。仿真结果表明了这种算法的有效性。

关键词：辨识问题；时滞系统；子空间辨识方法；ACS算法；最小二乘法

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离散分数阶水印技术 Correspondence

汪在荣1,Babak Shiri2,Dumitru Baleanu3,4

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第6期页码 809-962 doi: 10.1631/FITEE.2000133

摘要：分数阶logistic映射具有丰富的动力学行为，用于产生混沌序列。基于分数阶logistic映射进行图像加密，嵌入原始图像，获得水印图像。在图像加密中，分数阶阶数介于0、1之间，被用作加密密码，提升了图像加密时的密码空间，加大了黑客攻击难度。离散分数阶水印技术提供了一种有效保护硬件、图像及其他电子文件的方法。

关键词：离散分数阶微积分；图像加密；水印

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基于对称多项式辅助的中国余数定理的脉冲多普勒雷达多目标距离估计算法 Research Articles

曹成虎1,赵永波1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第2期页码 304-316 doi: 10.1631/FITEE.2000418

摘要：提出基于对称多项式辅助的中国余数定理，能有效从含有误差的量测距离中重建多目标距离。封闭式鲁棒中国余数定理和基于Aitken加速算法的多项式方程求解方法能有效降低所提算法的计算复杂度。

关键词：距离模糊；误差距离；多目标；对称多项式辅助的中国余数定理

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斜阶跃信号激励下耦合RLC互连线时延估计

李鑫,Janet M Wang,唐卫清,吴慧中

《中国工程科学》 2008年第10卷第11期页码 59-64

摘要：

考虑实际电路中激励信号不理想对耦合互连线时延分析的影响，建立了斜阶跃信号激励下的互连线时延模型，提出了一种基于耦合RLC互连线的时延分析方法该方法对已有的解耦算法进行了改进，将斜阶跃信号激励下的耦合互连线模型在线元分析阶段进行解耦，并结合二阶矩模型及改进的一阶模型对互连线的传递函数进行化简，进而给出耦合互连线的时延估计表达式。实验结果表明，互连线时延估计方法可以对耦合RLC互连线模型的时延进行有效评估。

关键词：斜阶跃信号耦合RLC互连线时延估计解耦二阶矩模型改进的一阶模型

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具有领航者的二阶非线性多智能体系统在外部扰动下的同步控制 None

Mao-bin LU, Lu LIU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第1期页码 88-94 doi: 10.1631/FITEE.1800611

摘要：研究了一类异质二阶非线性多智能体系统在外部扰动影响下的同步控制问题。其中，非线性系统允许包含可线性参数化的未知参数。提出一种新颖的分布式控制器，此控制器依赖于系统的相对状态，因此可以在多智能体系统之间没有通讯的情况下应用。通过Barbalat引理，证明此分布式控制器可求解二阶非线性多智能体系统的同步控制问题。

关键词：多智能体系统；同步控制；分布式控制

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间歇通信下基于采样数据的二阶多智能体系统包含控制 Research Articles

王付永1,2,刘忠信1,2,陈增强1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第8期页码 1059-1067 doi: 10.1631/FITEE.2000204

摘要：在间歇通信且智能体间相对速度不可测的情况下，基于采样位置数据研究了二阶多智能体系统的包含控制问题，提出一种基于间歇采样位置测量的二阶分布式包含控制器。通过分析系统控制增益、拉普拉斯矩阵特征值、采样周期和通信宽度之间的关系，得到二阶多智能体系统在间歇通信下实现包含控制的充要条件。最后，通过仿真实例验证了理论结果的正确性和有效性。

关键词：包含控制；二阶多智能体系统；采样位置数据；间歇通信；通信宽度

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Muhammad IMRAN, Bruce A. HARVEY, Muhammad ATIF, Adnan Ali MEMON

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第7期页码 946-963 doi: 10.1631/FITEE.1700667

摘要：提出一种基于多分辨率分解和去相关的模块化安全性与鲁棒性彩色图像水印方案。该方案主要目标是同时满足良好水印的4个要求（鲁棒性、安全性、不可察觉性和容量）。例如，为获得不可察觉性，通过主成分分析去相关3个颜色（红绿蓝）通道，并选择第一个主成分（去相关红色通道）嵌入水印。为取得鲁棒性，采用离散小波变换（DWT）分解去相关信道，将近似带（其余3个带保持不变以保留边缘信息）进一步分解为不同区块。根据随机生成键选择随机区块。随机选取的区块进一步被分解为奇异值和向量。最后，使用Gonzalez和Kodak数据集，从不可察觉性（峰值信噪比和结构相似性指数）、安全性（带多个伪密钥）、鲁棒性（归一化相关和误码率）和容量方面将该方案与已有方案作比。

关键词：版权保护；数据隐藏；多分辨率分解；去相关；安全性

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基于时间分数阶导数的改进ROF去噪模型 Research Articles

廖星冉

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第6期页码 809-962 doi: 10.1631/FITEE.2000067

摘要：本文主要讨论图像去噪和纹理保持问题。时间分数阶导数通常具有可调的分数阶控制扩散过程，应用于图像去噪时，其记忆效果能很好保留图像纹理。因此，在经典Rudin-Osher-Fatemi（ROF）模型基础上，设计一个新的时间分数阶导数ROF模型，空间上的离散化基于整数阶差分格式，时间上的离散化是Caputo导数的近似（即，用类Caputo差分法离散Caputo导数）。详细分析这种显式格式的稳定性和收敛性，证明该模型的数值解以阶数O(τ2−α+h2)收敛于精确解，其中τ，α和h分别为时间步长、分数阶和空间步长。最后，采用信噪比、特征相似度、直方图恢复度评价指标综合评价新模型性能。数值试验结果表明，改进的模型比现有模型具有更强去噪和纹理保持能力。

关键词：改进ROF去噪模型；时间分数阶导数；Caputo导数；图像去噪

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腐蚀油气管线的可靠性分析

徐伟,刘茂

《中国工程科学》 2010年第12卷第9期页码 69-72

摘要：

ASME B31G是国际通用的评价腐蚀管线失效应力的标准，考虑到这种方法的保守性，以修正后的B31G模型作为研究腐蚀管线失效应力的基础，考虑管壁厚度然后，采用一次二阶矩法对腐蚀管线进行可靠性分析，得出管线的失效概率、可靠性指标以及剩余使用寿命。此外，为了更加规范的管理腐蚀管线，参照美国石油组织的相关规定，对不同失效概率的管线进行了等级划分。

关键词：管线腐蚀可靠性分析一次二阶矩失效概率