华南理工大学学报(自然科学版)杂志

华南理工大学学报(自然科学版)杂志2019年第4期

• 基于隐藏主题概率模型的图像结构感知SISR重建方法

  马丽红 王小娥 田菁 张宇

  在基于示例学习的单幅图像超分辨率(SISＲ)重建中，假设从低分辨率 (LR)到 高分辨率 (HR) 图像块的映射关系是一对一的，但同一 LR块会与多个 HR块对应，导致 了 LR与 HR块的匹配误差． 为解决 HR复原块的失配问题，文中首先导出了 LR块主题模 式的概率模型，引入信号的隐藏主题这一种新的观察信息． 然后提出了一种基于块主题差 异和上下文最大概率的结构感知复原机制，通过主题模式与邻域块内容的关联，形成 LR块的流形描述;在重构中通过自适应主题决策树选择和节点回归矩阵映射，从相似的 LR流形信号中准确区分和复原 HR信号． 主题模型优化实验结果表明，文中基于主题约束信 息的算法比未引入隐藏主题的决策树 SISR方法的峰值信噪比(PSNR)值提升了 0． 25dB; 在 5 种算法的对比实验中，相对于稀疏字典 SISR方法，文中方法的 PSNR值平均提升了 0． 92dB，表明引入隐藏的主题信息和主题流形结构辨识是可行的．

• 基于人体骨架序列的手扶电梯乘客异常行为识别

  田联房 吴啟超 杜启亮 黄理广 李淼 张大明

  手扶电梯(简称扶梯)乘客异常行为识别研究具有重要意义． 针对传统行为识别 算法易受环境影响、不能实时并准确对多目标进行识别的问题，提出一种基于人体骨架序 列的扶梯乘客异常行为识别算法． 该算法首先通过结合可变形组件模型特征的支持向量 机检测乘客人脸，并用改进的核相关滤波器对其进行跟踪，从而得到乘客在扶梯中的运动 轨迹;接着利用卷积神经网络提取轨迹中乘客的人体骨架序列，并通过模板匹配从乘客人 体骨架序列中检测异常行为骨架序列;最后利用动态时间规整将其与各类异常行为骨架 序列匹配，基于 k 近邻方法识别异常行为． 对 10 段扶梯视频的实验结果表明，文中所提的 异常行为识别算法处理速度达到 10 帧/秒，识别准确率为 93． 2%，能够实时、准确地识别 多种乘客异常行为．

• 自适应矩估计最大相关熵算法的混沌序列预测

  王世元 王文月 钱国兵

  为了提高非高斯噪声环境下混沌时间序列的预测精度，提出了一种基于自适应 矩估计的最大相关熵算法(AdamMCC)． 在 AdamMCC 中，采用最大相关熵准则作为代价 函数有效地抑制了异常噪声值对预测性能的影响，利用代价函数梯度的一阶矩和二阶矩 估计自适应调整算法的权重参数，在不同阶段为算法提供了更好的最优权重搜索方向，从 而提高了 AdamMCC 的预测性能． 采用 Mackey-Glass 和 Lorenz 两类混沌时间序列进行仿 真实验，验证文中提出的 AdamMCC 的收敛性能和稳态性能． 实验结果表明，在非高斯环 境下的预测过程中，相比于最小均方算法、最大相关熵算法和分数阶最大相关熵算法，文 中提出的基于自适应矩估计的最大相关熵算法在保持鲁棒性的同时，还能以合理的计算 复杂度获得更高的预测精度．

• 单向分布式视频编码中迭代相关性噪声细化方法

  王建鹏 宋娟 刘欢

  针对单向分布式视频编码(UDVC)，文中提出了迭代相关性噪声细化方法． 在迭 代解码过程中，利用上次解码的重构系数对相关性噪声进行细化，提高相关性噪声的估计 精度，并且在细化过程中根据系数的解码可靠性对残差进行分类加权细化来避免错误解 码系数对细化的误导． 实验结果表明，经过相关性噪声细化后，重构帧中由于码率欠估计 导致的质量退化问题得到了明显的改善，不同视频序列重构 WZ 帧的平均峰值信噪比 (PSNＲ)可以提高 0． 32 ～0． 13dB;和未细化的单向 DVC 相比，文中基于相关性噪声细化 的单向 DVC 系统的整体平均 PSNR 也提高了约 0． 21dB．

• 混合蜂窝网络的联合自适应干扰管理

  肖丽媛 李钊 崔莎

  针对宏蜂窝与微微蜂窝共存的混合蜂窝网络下行通信系统，在考虑路径损耗、基 站之间的距离、基站发射功率差异等实际因素的前提下，提出一种基于多维资源的联合自 适应干扰管理机制(JAIM)，对微微蜂窝用户受到的来自宏基站的干扰进行管理． 首先对 干扰管理的效率进行定义，在此基础上给出自适应干扰管理的准则;接着以干扰中和 (IN)和迫零(ZF)为例，进行具体的联合自适应干扰管理的设计． 理论分析与仿真结果表 明，通过综合利用多维资源，所提机制避免了单一的干扰管理方法对特定资源的依赖，并 且能够在不影响宏蜂窝用户通信的前提下显著改善微微蜂窝用户的频谱效率．

• 基于简化可变参数热模型的锂电池内部温度估计

  刘新天 张胜 何耀 郑昕昕 刘兴涛 王守模

  锂电池内部温度的准确估计是实现电池安全可靠热管理的关键，为准确估计锂 电池内部温度，针对现有电池热模型中各热电参数的辨识误差对内部温度估计精度的影 响，文中提出基于简化可变参数热模型的锂电池内部温度估计方法． 通过对不同环境温度 下锂电池内部热容与外部热阻进行辨识，建立可变内部热容与外部热阻估计模型，同时对 模型机理进行分析，详细描述了外部环境对于内部热容和外部热阻的影响，并通过实验验 证了模型的可靠性;最后结合扩展卡尔曼滤波(EKF)算法，实现对内部温度的估计． 不同 温度梯度下的恒流放电实验与仿真结果证明，所建模型适用于不同环境温度下的锂电池 热模型，提高了内部温度估计精度．

• 基于模糊逻辑四元数的平方根 UKF 算法

  王丹丹 谭开拓 高素玲 袁赣南

  针对目标跟踪估计算法中，利用传感器离散观测建模并估计目标连续状态，进行 导航解算时滤波精度低，及传统四元数扩展卡尔曼滤波算法无法满足目标姿态测量精度 要求等问题，文中提出一种基于模糊逻辑四元数的平方根 UKF 姿态估计算法． 该算法将 四元数作为模糊逻辑 UKF 滤波器状态，应用测量的角速率完成滤波器的时间更新及量测 更新，采用模糊逻辑的平方根协方差形式作为更新参数，既降低了算法的计算量和复杂 度，又保证了数值的稳定性． 文中还以近地卫星为例，在 Matlab 和 C + + 软件上进行了仿 真实验． 实验结果表明:文中所提算法可保证对机器人和特征的姿态控制估计精度;可对 目标实时跟踪定位并进行量测更新，抑制了姿态误差发散问题．

• 基于随机系数 Logit 模型的地铁拥挤度影响参数研究

  刘建荣 郝小妮

  出行者对车内拥挤度的评价往往不一致，文中利用随机系数 Logit 模型对拥挤度 影响参数进行研究． 考虑到心理因素对出行者出行选择行为具有影响，文中研究加入了出 行者对出行舒适性要求这一潜在心理因素，并通过问卷调查的方式进行分析． 研究表明: 随机系数 Logit 模型比传统的离散选择模型具有更高的拟合度;随机系数 Logit 模型的效 用函数中，车票价格和车内时间的系数为非随机变量，但车内拥挤度的系数为随机变量， 且受到出行者对出行舒适性要求和车内时间的影响，出行者对出行舒适性的要求越高，车 内拥挤度对效用的影响越大，随着车内时间的延长，车内拥挤度对效用的影响减小．

• 基于潜类混合 Logit 的铁路疏解衔接系统用户细分

  朱海 罗霞 陈欣 刘永红

  铁路疏解衔接系统用户细分是开展枢纽衔接优化的重要环节． 将潜在类别模型 与非集计混合 Logit 模型的似然函数进行融合，构建了一种能同时实现用户分类和行为分 析的潜类混合 Logit 用户细分模型;通过在潜在类别中设置衔接方式属性随机偏好参数， 实现了相同子市场用户间似而不同的属性偏好表达． 依托成都东客站到达旅客的衔接方 式选择 SP(陈述偏好)调查数据，借助 NLogit 软件编程对该模型的测试与标定过程进行了 说明，并结合标定结果对各衔接方式的市场总体时间弹性和费用弹性进行了计算，提出了 相应的管理措施． 结果显示，模型将铁路疏解衔接系统用户细分为“公交偏好型”、“私家 车偏好型”、“出租车偏好型”、“网约车偏好型”4 个子市场，不同子市场间呈现出差异化 的市场占有率、属性敏感性和属性偏好程度，验证了潜类混合 Logit 模型在市场细分中能 兼顾外源、内源性细分变量，并具有经济学解释能力强的特点．

• 基于多目标路径规划的应急资源配置模型

  赵星 吉康 林灏 徐鹏

  面对日益增加的突发事件，应急资源调度对于快速开展救援工作以及降低社会 财产损失具有重要意义． 文中建立了一种基于多目标路径规划的应急资源配置模型，可解 决应急路径搜索与资源配置两个问题． 考虑到突发事件会对道路网络造成较大影响，模型 首先以基于 BPR(美国联邦公路局)路阻函数的路径行程时间与基于大量历史交通量数 据的可靠性为优化目标进行路径规划，综合禁忌搜索与非支配排序获取应急救援路径的 Pareto 解集，并且通过指标权重确定最优路径;然后在获得最优路径的基础上，基于突发 事件级别引入效用系数进行资源配置，最大化总资源利用效益，并基于 Lingo 软件进行求 解;最后在无锡市公路网的历史数据基础上进行了案例分析，验证了所提出模型与解决方 法的有效性．

• 设置纵桥向粘滞阻尼器的斜拉桥的简化动力模型

  徐艳 童川 李建中

  漂浮体系斜拉桥的桥塔和主梁之间通常设置纵桥向粘滞阻尼器来控制梁端位 移，合理的阻尼器参数需通过全桥有限元模型进行反复试算得到． 文中基于此类桥梁的显 著动力响应特点，即主梁纵漂振型的贡献占绝对优势，利用结构动力学基本原理提出了考 虑附加粘滞阻尼器的漂浮体系斜拉桥三质点简化动力模型． 修正了两质点模型在力学模 式上的缺陷，并推导出在近断层脉冲型地震作用下的动力响应计算公式，最后以一实际桥 梁工程为例，通过比较各简化模型与全桥模型的差异，证明了三质点简化模型不仅可以有 效地计算出脉冲型地震作用下斜拉桥的动力响应，还能提供塔梁之间更为精确的相对位 移差和速度差，有利于更合理和准确地设计阻尼器参数，验证了三质点模型的合理性．

• 基于 DMOEA/D-ET 算法的焊接机器人多目标路径规划

  王学武 夏泽龙 顾幸生

  弧焊机器人在实际生产过程中可以提高生产效率． 文中对弧焊机器人焊接过程 中的路径长度与能耗进行优化，由此提出了一种基于事件触发的自适应邻域离散多目标 优化算法(DMOEA/D-ET)． 该算法以更新粒子比率作为事件触发机制，通过事件触发机 制协调全局搜索与局部搜索． 采用网格法进行全局搜索，使用基于分解的多目标进化算法 (MOEA/D)进行局部搜索，并通过采用自适应邻域策略改善 MOEA/D 算法解的分布不均 问题． 通过和其他 5 个算法在 3 个 TSPLIB 问题上进行测试对比，发现所提出的算法具有 较好的性能． 最后对平衡梁模型的焊接过程进行多目标优化，并与其他 5 个多目标算法对 比，结果表明文中提出的算法得到的优化结果更贴近真实前沿面，解的分布更好．