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电子与信息学报
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吴一戎

月刊

1009-5896

jeit@mail.ie.ac.cn

010-58887066

100190

北京市北四环西路19号

电子与信息学报/Journal Journal of Electronics & Information TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是电子科学高级综合性学术刊物。主要刊登有关电子与信息科学方面的具有创新性的、高水平的文章。
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    基于香农熵代表性特征和投票机制的三维模型分类

    高雪瑶闫少康张春祥
    1438-1447页
    查看更多>>摘要：目前基于视图的3维模型分类方法存在单视图视觉信息不充分、多视图信息冗余的问题,且同等对待所有视图会忽略不同投影视角之间的差异性.针对上述问题,该文提出一种基于香农熵代表性特征和投票机制的3维模型分类方法.首先,通过在3维模型周围均匀设置多个视角组来获取表征模型的多组视图集.为了有效提取视图深层特征,在特征提取网络中引入通道注意力机制;然后,针对Softmax函数输出的视图判别性特征,使用香农熵来选择代表性特征,从而避免多视图特征冗余;最后,基于多个视角组的代表性特征利用投票机制来完成3维模型分类.实验表明:该方法在3维模型数据集ModelNet10上的分类准确率达到96.48％,分类性能突出.

    3维模型分类注意力机制香农熵代表性特征投票机制

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    基于多尺度非对称密集网络的高光谱图像分类

    蔡轶珩谭美伶潘建军何楷祺...
    1448-1457页
    查看更多>>摘要：近年来,基于有限标记样本的高光谱图像(HSI)分类方法取得了重大进展.然而,由于高光谱图像的特殊性,冗余的信息和有限的标记样本给提取强判别特征带来了巨大挑战.此外,由于各类别像素分布不均,如何强化中心像素的作用,减弱不同类别的周围像素的负面影响也是提高分类性能的关键.为了克服上述局限性,该文提出一种基于多尺度非对称密集网络(MS-ADNet)的高光谱图像分类方法.首先,提出一个多尺度样本构建模块,通过在每个像素周围提取多个尺度的图像块,并进行反卷积和拼接以构建输入样本,使其既包含详细的结构区域,又包含较大的同质区域;然后,提出一个非对称密集连接结构,在空间和光谱特征联合提取中实现核骨架增强,即增强了方形卷积核的中心十字区域部分提取的特征,有效地促进了特征重用.此外,为了提高光谱特征的鉴别性,提出一种精简的元素光谱注意力机制,并将其置于密集连接网络的前端和后端.在每类仅采用5个样本进行网络训练的情况下,该方法在Indiana Pines,Pavia University和Salinas数据集上的总体准确率分别达到了77.66％,84.54％和92.39％,取得了极具竞争力的分类结果.

    高光谱图像分类多尺度非对称卷积光谱注意力机制

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    长时视觉跟踪中基于双模板Siamese结构的目标漂移判定网络

    侯志强王卓马素刚赵佳鑫...
    1458-1467页
    查看更多>>摘要：在长时视觉跟踪中,大部分目标丢失判定方法需要人为确定阈值,而最优阈值的选取通常较为困难,造成长时跟踪算法的泛化能力较弱.为此,该文提出一种无需人为选取阈值的目标漂移判定网络(DNet).该网络采用Siamese结构,利用静态模板和动态模板共同判定跟踪结果是否丢失,其中,引入动态模板有效提高算法对目标外观变化的适应能力.为了对所提目标漂移判定网络进行训练,建立了样本丰富的数据集.为验证所提网络的有效性,将该网络与基础跟踪器和重检测模块相结合,构建了一个完整的长时跟踪算法.在UAV20L,LaSOT,VOT2018-LT和VOT2020-LT等经典的视觉跟踪数据集上进行了测试,实验结果表明,相比于基础跟踪器,在UAV20L数据集上,跟踪精度和成功率分别提升了10.4％和7.5％.

    长时跟踪深度学习目标漂移判定网络Siamese结构双模板

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    经颅磁刺激对老年大鼠工作记忆相关跨脑区网络协同作用的影响

    郭苗苗翟昊迪吉利辉王田...
    1468-1478页
    查看更多>>摘要：经颅磁刺激(TMS)因其可以非侵入性地探测和调制大脑皮层兴奋性和功能,已被广泛地应用于改善大脑认知功能等临床神经调控领域.工作记忆的功能实现需要多个脑区的同步活动,该文将行为学与电生理学相结合,通过建立跨脑区的因果网络连接,从记忆相关脑区间协同作用的角度探究不同模式的TMS对大脑认知功能的调控机制.首先对老年威斯塔大鼠分别实施重复经颅磁刺激(rTMS)及间歇性θ节律刺激(iTBS),并设置空白对照组,通过在体多通道微电极阵列采集大鼠工作记忆任务中的局部场电位信号(LFPs);之后基于定向传递函数构建LFPs脑因果网络;最后通过对比行为学结果差异、各脑区因果网络参数等,探索不同模式TMS对老年大鼠工作记忆行为学及脑区之间信息协同作用的影响规律.结果表明,rTMS组和iTBS组大鼠执行正确工作记忆任务的平均天数减少,平均正确率高于空白对照组.经过刺激后,rTMS组和iTBS组前额叶和海马双向网络连接明显增强,信息流强度和因果流向性得到显著提升(P<0.05).因此,rTMS和iTBS模式均能促进老年大鼠海马和前额叶脑区间的信息交流,从而使老年大鼠的工作记忆能力得到改善.

    重复经颅磁刺激间歇性θ节律刺激工作记忆脑因果网络

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    结合上下文特征融合的虚拟视点图像空洞填充

    周洋蔡毛毛黄晓峰殷海兵...
    1479-1487页
    查看更多>>摘要：由于参考纹理视图的前景遮挡和不同视点间的视角差异,基于深度图的虚拟视点合成会产生大量空洞,先前的空洞填充方法耗时较长且填充区域与合成图像缺乏纹理一致性.该文首先对深度图进行预处理来减少空洞填充时的前景渗透;然后,针对经3D-warping后输出合成图像中的空洞,设计了一种基于生成对抗网络(GAN)架构的图像生成网络来填充空洞.该网络模型由2级子网络构成,第1级网络生成空洞区域的纹理结构信息,第2级网络采用了一种结合上下文特征融合的注意力模块来提升空洞填充质量.提出的网络模型能有效解决当虚拟视点图像中的前景对象存在快速运动时,空洞填充区易产生伪影的问题.在多视点深度序列上的实验结果表明,提出方法在主客观质量上均优于已有的虚拟视点图像空洞填充方法.

    虚拟视点绘制空洞填充特征融合上下文特征

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    Dice系数前向预测的快速正交正则回溯匹配追踪算法

    陈平平陈家辉王宣达方毅...
    1488-1498页
    查看更多>>摘要：为了提高压缩感知重构算法的成功率与重构精度,该文提出基于Dice前向预测的正交正则回溯匹配追踪算法(DLARBOMP).在该算法中,首先从匹配准则与预选阶段原子选取的角度,利用Dice系数代替原子内积计算相关度,保留原始信号信息的特性,以此选择与残差最匹配的原子,提高算法的重构精度.同时,针对信号重构过程回溯算法的时间过长问题,在每次原子迭代过程中,该文利用正则化选择多个原子而非单个原子,实现重构精度与重构时间的平衡.最后,通过稀疏1维信号与2维图像信号重构的实验结果,显示了所提DLARBOMP算法在1维信号重构时兼顾了性能与效率,在2维压缩图像信号重构时提高其峰值信噪比(PSNR),优于正交匹配追踪(OMP)及其最新改进贪婪类算法.

    信号重构压缩感知Dice系数正则回溯贪婪类算法

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    面向边缘计算的可重构CNN协处理器研究与设计

    李伟陈億陈韬南龙梅...
    1499-1512页
    查看更多>>摘要：随着深度学习技术的发展,卷积神经网络模型的参数量和计算量急剧增加,极大提高了卷积神经网络算法在边缘侧设备的部署成本.因此,为了降低卷积神经网络算法在边缘侧设备上的部署难度,减小推理时延和能耗开销,该文提出一种面向边缘计算的可重构CNN协处理器结构.基于按通道处理的数据流模式,提出的两级分布式存储方案解决了片上大规模的数据搬移和重构运算时PE单元间的大量数据移动导致的功耗开销和性能下降的问题;为了避免加速阵列中复杂的数据互联网络传播机制,降低控制的复杂度,该文提出一种灵活的本地访存机制和基于地址转换的填充机制,使得协处理器能够灵活实现任意规格的常规卷积、深度可分离卷积、池化和全连接运算,提升了硬件架构的灵活性.本文提出的协处理器包含256个PE运算单元和176 kB的片上私有存储器,在55 nm TT Corner(25°C,1.2 V)的CMOS工艺下进行逻辑综合和布局布线,最高时钟频率能够达到328 MHz,实现面积为4.41 mm2.在320 MHz的工作频率下,该协处理器峰值运算性能为163.8 GOPs,面积效率为37.14 GOPs/mm2,完成LeNet-5和MobileNet网络的能效分别为210.7 GOPs/W和340.08 GOPs/W,能够满足边缘智能计算场景下的能效和性能需求.

    硬件加速卷积神经网络可重构ASIC

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    一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片

    彭思敏夏善红刘向明高雅浩...
    1513-1520页
    查看更多>>摘要：为降低激励电压和串扰噪声,实现高灵敏3维电场检测,该文提出一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片.其敏感结构由1组可动屏蔽电极和4组固定感应电极构成,固定感应电极两两对称,在压电驱动结构作用下可动屏蔽电极垂直振动,4组感应电极在待测电场作用下产生周期性的感应电流,通过测量4组感应电极的感应电流,并经过差分求和解耦方法可分别获得x,y,z坐标轴方向的电场分量.该文通过有限元仿真设计了3维电场传感芯片结构,分析了其测量的可行性,对关键结构参数进行优化设计,并设计了敏感芯片加工工艺流程.对研制的芯片进行了实验测试,结果表明,单屏蔽电极3维电场传感芯片在0～50 kV/m电场强度范围内,x,y,z 3轴输出灵敏度分别为0.2214 mV/(kV/m),0.3580 mV/(kV/m),2.1768 mV/(kV/m),3维电场的最大测量误差小于5.3％.

    单屏蔽电极3维电场垂直振动

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    基于磁性传感器的低失调温度补偿接口电路设计

    樊华常伟鹏王策李国...
    1521-1528页
    查看更多>>摘要：面向磁性传感器在物联网(IoT)技术中的广泛应用,该文基于180 nm CMOS工艺设计了一种具有低失调电压,低温度漂移特性的霍尔传感器接口电路.针对霍尔传感器灵敏度的温度漂移特性,该文设计了一种感温电路并与查表法相结合,调节可编程增益放大器(PGA)的增益有效地降低了霍尔传感器的温度系数(TC).在此基础上,通过在信号主通路中使用相关双采样(CDS)技术,极大程度上消除了霍尔传感器的失调电压.仿真结果表明,在–40°C～125°C温度范围内,霍尔传感器的TC从966.4 ppm/°C减小到了58.1 ppm/°C.信号主通路的流片结果表明,霍尔传感器的失调电压从25 mV左右减小到了4 mV左右,霍尔传感器的非线性误差为0.50％.芯片的总面积为0.69 mm2.

    霍尔传感器接口电路温度补偿低失调电压

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