基于自动秩估计的黎曼优化矩阵补全算法及其在图像补全中的应用 被引量：1

1

作者 刘静 刘涵 +1 位作者 黄开宇 苏立玉 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期2787-2794,共8页

矩阵补全(MC)作为压缩感知(CS)的推广,已广泛应用于不同领域。近年来,基于黎曼优化的MC算法因重构精度高、计算速度快的特点,引起了广泛关注。针对基于黎曼优化的MC算法需假设原矩阵秩固定已知,且随机选择迭代起点的特点,该文提出一种... 矩阵补全(MC)作为压缩感知(CS)的推广,已广泛应用于不同领域。近年来,基于黎曼优化的MC算法因重构精度高、计算速度快的特点,引起了广泛关注。针对基于黎曼优化的MC算法需假设原矩阵秩固定已知,且随机选择迭代起点的特点,该文提出一种基于自动秩估计的黎曼优化MC算法。该算法通过优化包含秩正则项的目标函数,迭代获取秩估计值和预重构矩阵。在估计所得秩对应的矩阵空间上以预重构矩阵为迭代起点,利用基于黎曼流形的共轭梯度法进行矩阵补全,从而提高重构精度。实验结果表明,与几种经典的图像补全方法相比,该文算法图像重构精度显著提高。 展开更多

关键词 图像补全(IC) 矩阵补全(MC) 自动秩估计 黎曼优化 卷积神经网络

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IRS辅助的无人机系统安全通信能效优化方案

2

作者 王亚彬 梁彦 李飞 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期68-78,共11页

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助的无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)通信系统结合了UAV的高移动性与IRS被动波束成形的能力,可以有效提升系统的通信性能。然而,UAV与地面用户所构成的广播信道易被窃听,导致UAV... 智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助的无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)通信系统结合了UAV的高移动性与IRS被动波束成形的能力,可以有效提升系统的通信性能。然而,UAV与地面用户所构成的广播信道易被窃听,导致UAV通信的安全面临巨大挑战。同时,UAV机载能量受限的问题也是限制UAV通信系统性能的潜在瓶颈。为了平衡UAV通信系统的安全通信速率和UAV能耗之间的关系,引入了UAV通信系统的安全通信能效理念,进而提出了IRS辅助的UAV系统安全通信能效优化方案。首先,建立了IRS辅助UAV通信系统的优化模型,通过联合优化UAV的飞行轨迹、速度以及IRS的相移,最大化系统的安全通信能效。然后,利用交替迭代优化的思想将优化问题解耦为3个独立的子问题。最后,基于丁克尔巴赫变换、连续凸近似和黎曼流形优化求解子问题,并通过迭代获得联合优化的结果。仿真结果表明,该方案可以有效地提高IRS辅助UAV通信系统的安全通信能效。 展开更多

关键词 无人机 物理层安全 智能反射面 黎曼流形优化

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黎曼几何在计算机视觉中的应用研究进展

3

作者 史泽林 刘天赐 刘云鹏 《飞控与探测》 2020年第6期1-10,共10页

在计算机视觉领域,许多任务相关数据具有非欧结构。近年来,基于黎曼几何的数据表征与应用研究受到了越来越广泛的关注。如何充分利用数据的几何结构,提高目标识别、目标跟踪及目标检测算法的性能,是其中的一些研究热点。主要从三个方面... 在计算机视觉领域,许多任务相关数据具有非欧结构。近年来,基于黎曼几何的数据表征与应用研究受到了越来越广泛的关注。如何充分利用数据的几何结构,提高目标识别、目标跟踪及目标检测算法的性能,是其中的一些研究热点。主要从三个方面介绍了黎曼流形在计算机视觉中的应用进展。首先,从数学基本概念出发,阐述了黎曼流形与图像的关系,以及视觉应用的可行性,并介绍了在计算机视觉中获得重要应用的几种黎曼流形;其次,对黎曼流形在计算机视觉中的若干常见应用进行了概述,重点介绍了其与深度学习相结合的相关进展;最后,对引入黎曼流形的机器学习方法的未来发展进行了分析和讨论。 展开更多

关键词 黎曼几何 深度学习 智能图像识别 黎曼流形 黎曼优化

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基于IRS辅助多用户通信系统的信道容量优化 被引量：3

4

作者 王丹 刘金枝 +1 位作者 梅志强 梁家敏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期3871-3879,共9页

智能反射表面(intelligent reflecting surface,IRS)通过对无线传播环境的智能配置进而获得极好的信道容量增益。在IRS辅助多用户下行链路通信中,本文通过共同优化基站处受功率限制的预编码器和IRS处受单位模量约束的相移器来最大化信... 智能反射表面(intelligent reflecting surface,IRS)通过对无线传播环境的智能配置进而获得极好的信道容量增益。在IRS辅助多用户下行链路通信中,本文通过共同优化基站处受功率限制的预编码器和IRS处受单位模量约束的相移器来最大化信道容量。针对由此产生的非确定性多项式难问题,首先将其转换成等效问题,再利用交替优化算法来求解预编码矩阵和相移向量。当固定相移向量时,优化问题可转换为二阶锥规划问题后直接使用标准优化包获得最优预编码矩阵。当固定预编码矩阵时,单位模量约束是解决问题的难点,本文将其嵌入搜索空间之后提出黎曼信赖域(Riemannian trust-region,RTR)算法来求解。仿真结果表明,与现有方法相比,RTR算法不仅具有性能的提升,还有更快的收敛速度。 展开更多

关键词 智能反射面 多用户 信道容量 单位模量约束 黎曼流形优化

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基于Grassmann流形几何深度网络的图像集识别方法 被引量：5

5

作者 刘天赐 史泽林 +1 位作者 刘云鹏 张英迪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期15-21,共7页

近年来,深度学习以其强大的非线性计算能力在目标检测和识别任务中取得了巨大的突破。现有的深度学习网络几乎都是以数据的欧氏结构为前提,而在计算机视觉中许多数据都具有严格的流形结构,如图像集可表示为Grassmann流形。基于数据的流... 近年来,深度学习以其强大的非线性计算能力在目标检测和识别任务中取得了巨大的突破。现有的深度学习网络几乎都是以数据的欧氏结构为前提,而在计算机视觉中许多数据都具有严格的流形结构,如图像集可表示为Grassmann流形。基于数据的流形几何结构来设计深度学习网络,将微分几何理论与深度学习理论相结合,提出一种基于Grassmann流形的深度图像集识别网络。同时在模型训练过程中,使用基于矩阵链式法则的反向传播算法来更新模型,并将权值的优化过程转换为Grassmann流形上的黎曼优化问题。实验结果表明:该方法不仅在结果上识别准确率得到了提高,同时在训练和测试速度上也有一个数量级的提升。 展开更多

关键词 深度学习 GRASSMANN流形 黎曼优化 图像集识别

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智能反射表面辅助的MISO通信系统的物理层安全设计方案 被引量：7

6

作者 景小荣 宋振远 +2 位作者 高维 雷维嘉 陈前斌 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期117-126,共10页

智能反射表面(IRS)可通过调整反射单元的相位来提升无线通信物理层安全。针对IRS辅助的多输入单输出(MISO)通信系统,提出一种基于交替迭代的物理层安全设计方案。首先基于安全速率最大化原则,构建一个含有非凸约束的非凸目标函数;然后... 智能反射表面(IRS)可通过调整反射单元的相位来提升无线通信物理层安全。针对IRS辅助的多输入单输出(MISO)通信系统,提出一种基于交替迭代的物理层安全设计方案。首先基于安全速率最大化原则,构建一个含有非凸约束的非凸目标函数;然后采用丁克尔巴赫算法和黎曼流形优化算法将非凸问题转化为一系列易于求解的子问题;最后采用交替迭代法实现发送波束成形和IRS相移矩阵的优化设计。仿真结果表明,与现有方案相比,所提方案在计算复杂度与系统安全速率之间取得了更好的折中。 展开更多

关键词 智能反射表面 物理层安全 丁克尔巴赫算法 黎曼流形优化 安全速率

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IRS与人工噪声辅助的MIMO通信系统物理层安全方案设计 被引量：2

7

作者 景小荣 宋振远 +1 位作者 罗悦 马玉丹 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期3266-3274,共9页

针对多输入多输出通信系统信息传输过程中的安全问题,提出一种智能反射表面(intelligent reflecting surface,IRS)与人工噪声辅助的物理层安全设计方案。在该方案中,首先基于系统保密速率最大化准则,构建一非凸优化问题。由于该问题求... 针对多输入多输出通信系统信息传输过程中的安全问题,提出一种智能反射表面(intelligent reflecting surface,IRS)与人工噪声辅助的物理层安全设计方案。在该方案中,首先基于系统保密速率最大化准则,构建一非凸优化问题。由于该问题求解需联合优化设计基站波束赋形矩阵、人工噪声协方差矩阵及IRS相移矩阵,为易于求解,基于均方误差准则,对非凸目标函数进行等价转换。最后,以交替迭代方式分别利用内点法和基于黎曼流形的共轭梯度下降算法,求解波束赋形矩阵和人工噪声协方差矩阵以及IRS相移矩阵。仿真结果表明,所提方案的系统保密速率在发送端具有较高的发送功率时,优于其他几种方案。 展开更多

关键词 物理层安全 智能反射表面 多输入多输出 人工噪声 黎曼流形优化

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基于子空间流形的图像集识别方法

8

作者 赵译文 刘云鹏 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第S01期207-211,共5页

近年来,基于黎曼流形将图像集在线性子空间中进行表征的图像集识别方法已经被证实有良好的效果,针对该领域存在的图像线性子空间大多高维所导致现有黎曼流形的图像集识别方法存在计算成本高、适用性有限的问题,提出一种基于子空间流形... 近年来,基于黎曼流形将图像集在线性子空间中进行表征的图像集识别方法已经被证实有良好的效果,针对该领域存在的图像线性子空间大多高维所导致现有黎曼流形的图像集识别方法存在计算成本高、适用性有限的问题,提出一种基于子空间流形的图像集识别方法。首先,从线性子空间的几何结构出发,利用Grassmann流形对线性子空间进行建模,得到基于Grassmann流形的联合黎曼度量。然后,通过该联合黎曼度量,从高维的Grassmann流形中学习到一个低维的Grassmann流形。最后,对通过学习得到的低维流形上的图像集数据进行图像集识别。实验结果表明,在ETH-80数据集上该方法的识别准确率比投影度量学习(PML)和图嵌入Grassmann判别分析(GGDA)都分别提升了2.5个百分点。证明了在通过提出的度量与方法学习到的低维流形上,图像集数据具有更好的分类结构,从而降低图像集识别计算成本,扩大适用范围,提升识别准确率。 展开更多

关键词 格拉斯曼流形 线性子空间 黎曼优化 图像集识别 流形学习

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秩约束的快速鲁棒主成分分析算法及应用

9

作者 何锐 徐正勤 +1 位作者 伍世虔 贾蒙 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1448-1457,共10页

鲁棒主成分分析被广泛应用于计算机视觉领域,然而现有鲁棒主成分分析方法难以针对各种场景准确分离出低秩信息,而且计算成本高导致算法的实时性不足.针对这两个问题,本文提出了一种新型鲁棒主成分分析算法.一方面基于先验秩信息提出了... 鲁棒主成分分析被广泛应用于计算机视觉领域,然而现有鲁棒主成分分析方法难以针对各种场景准确分离出低秩信息,而且计算成本高导致算法的实时性不足.针对这两个问题,本文提出了一种新型鲁棒主成分分析算法.一方面基于先验秩信息提出了低秩约束改进模型,提高算法在不同场景中的泛化性能;另一方面引入了黎曼优化理论,将目标矩阵投影到低维子空间上求解,减少算法的运算复杂度.各种实验结果表明,与现有算法相比,改进算法在速度上有非常大的优势,同时能够保证稳定的恢复能力. 展开更多

关键词 鲁棒主成分分析 计算机视觉 黎曼优化

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IRS多分区辅助太赫兹多子阵列波束成形设计 被引量：1

10

作者 张祖凡 唐睿 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期78-88,共11页

在智能反射表面(IRS)辅助太赫兹(THz)通信系统中,为突破信道稀疏性对系统空间多路复用增益的限制,提出收发端采用宽间隔多子阵列混合波束成形架构,设计IRS多分区辅助THz多子阵列的传输方案。首先,基于频谱效率最大化原则,构建一个含有... 在智能反射表面(IRS)辅助太赫兹(THz)通信系统中,为突破信道稀疏性对系统空间多路复用增益的限制,提出收发端采用宽间隔多子阵列混合波束成形架构,设计IRS多分区辅助THz多子阵列的传输方案。首先,基于频谱效率最大化原则,构建一个含有多变量耦合和非凸约束的非凸目标函数;然后,将优化问题解耦成2个易于求解的子问题,即IRS反射系数矩阵设计问题和收发端混合波束成形矩阵设计问题;最后,采用黎曼流形优化算法计算IRS反射系数矩阵,并通过数理推导得到混合波束成形矩阵的闭式解。仿真结果表明,与基准方案相比,所提方案可以获得更好的频谱效率。 展开更多

关键词 智能反射表面 两级空间多路复用 混合波束成形 黎曼流形优化

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非负矩阵特征值反问题的研究进展

11

作者 白正简 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1039-1044,共6页

本文简单介绍一下矩阵特征值反问题的应用背景,简要综述自20世纪40年代以来非负矩阵特征值反问题的解的存在性理论和算法方面的一些研究进展,偏重作者在黎曼优化算法方面的一点研究工作.最后,给出这方面今后的发展方向.

关键词 特征值反问题 非负矩阵 解的存在性 黎曼优化算法

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智能反射表面辅助的全双工通信系统的物理层安全设计 被引量：1

12

作者 齐本胜 饶星楠 +1 位作者 邓志祥 苗红霞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1990-1998,共9页

带内全双工技术可以缓解无线通信系统中频谱资源紧张的问题。为有效保障全双工通信系统的信息安全,针对全双工接入点(FD-AP)与上行用户、下行用户同时同频通信的系统模型,该文提出一种智能反射表面(IRS)辅助的物理层安全方案。考虑以最... 带内全双工技术可以缓解无线通信系统中频谱资源紧张的问题。为有效保障全双工通信系统的信息安全,针对全双工接入点(FD-AP)与上行用户、下行用户同时同频通信的系统模型,该文提出一种智能反射表面(IRS)辅助的物理层安全方案。考虑以最大化下行用户的安全速率为目标,在满足AP发射功率、AP信干噪比(SINR)以及IRS反射相移单位模的约束下,构建一个AP发射波束赋型和IRS反射相移联合优化问题。针对该变量耦合的非凸优化问题,该文采用交替优化(AO)算法迭代优化AP发射波束赋型和IRS反射相移,并提出一种基于精确罚函数法的黎曼流形优化算法,将反射相移优化子问题转换成黎曼流形上的无约束最小化问题进行求解。仿真结果表明,所提方案可以明显提升全双工通信系统的安全性能;并且相较于当前常用的半正定松弛(SDR)算法,所提算法有更低的计算复杂度。 展开更多

关键词 智能反射表面 全双工通信 物理层安全 黎曼流形优化 精确罚函数法

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基于用户协作干扰的IRS辅助安全传输方案 被引量：3

13

作者 吴皓威 刘燕 +1 位作者 王柳彬 欧静兰 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期38-46,共9页

针对协作通信网络无线信道高度开放的信息安全问题,提出一种基于智能反射面(IRS)辅助通信与用户协作干扰的下行链路物理层安全传输方案,并给出了一种基于交替迭代的保密容量最大化算法.该方案中智能反射面通过调整反射相位辅助合法用户... 针对协作通信网络无线信道高度开放的信息安全问题,提出一种基于智能反射面(IRS)辅助通信与用户协作干扰的下行链路物理层安全传输方案,并给出了一种基于交替迭代的保密容量最大化算法.该方案中智能反射面通过调整反射相位辅助合法用户进行通信,并且全双工用户在接收有用信号的同时发射人工噪声,从而增强系统信息安全传输.为了求解系统保密容量的非凸优化问题,利用交替迭代算法将其分解为3个子问题,分别对基站波束成形矢量、系统功率分配系数及IRS相移矩阵进行优化.在求解的过程中推导了波束成形矢量和功率分配系数的闭式解,并分别利用连续凸近似和黎曼流形优化两种算法得到了IRS的最佳相移矩阵.分析与仿真结果表明:所提出的方案能够快速收敛,且基于黎曼流形的优化算法具有更低的复杂度.与随机相位或固定功率系数的方案相比,该方案能够显著提高系统安全性能. 展开更多

关键词 智能反射面 物理层安全 人工噪声 连续凸近似 黎曼流形优化

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