以卷积神经网络为模型框架的图像超分辨率重建算法难以提取低分辨率图像内部的多层次特征信息, 导致重建图像缺少丰富细节, 为此提出新的图像超分辨率重建算法. 所提算法通过初始卷积层从低分辨率图像提取浅层特征； 通过多个端对端连接的多级连续编码与解码的注意力残差模块获取低分辨率图像内部不同层级的图像特征, 按照不同的提取难度生成这些特征的权重, 重新校准不同层次的图像特征, 获取图像内部丰富的细节特征；通过上采样模块和重建卷积层将提取到的丰富细节特征和浅层特征重建成高分辨率图像. 在Set5、Set14、BSD100和Urban100测试集上进行的对比测试结果表明，使用所提算法重建的图像在客观评价指标、视觉效果上均优于使用主流算法重建的图像.

为了降低H.266/VVC中二维变换部分的硬件实现面积和功耗，提出统一的硬件结构，支持全尺寸的离散余弦变换(DCT-II, DCT-VIII)和离散正弦变换(DST-VII). 所提结构包括2个并行的一维变换模块和1个转置存储器，其中一维变换模块基于多常量乘法(MCM)设计，针对所有的变换类型和尺寸设计可复用的MCM计算单元. 为了能够支持混合块的流水输入，设计支持流水线处理的转置存储器. 该转置存储器基于静态随机存储器(SRAM)实现，使用对角线存储方案并配合读写指针进行操作，利用先入先出队列(FIFO)进行块信息缓存. 实验结果表明，统一的计算单元可以减小变换结构1.3%的面积和49.5%的功耗，转置存储器能够结合VVC高频置零的特性减少SRAM一半的存储空间.

超窄间隙焊接过程中电弧形态难以在线监测和定量描述，为此提出基于YOLOv5s的轻量化目标检测网络YOLO-SEC. 设计3种轻量化卷积模块AD-Shufflenet、LC3和Conv-Maxpool，应用于基线网络的骨干网络和颈网络；在检测头网络中使用单检测层推理结构，有效降低网络复杂度. 设计并使用k-means+算法聚类数据集的已标注锚框，得到网络训练所需的预设锚框尺寸. 引入EIoU定位损失函数，提升网络的准确率. 将单目线性相机标定算法引入预测框绘制函数，在焊接前通过标定将像素长度转化为实际长度，实现电弧尺寸的定量描述. 实验结果表明，YOLO-SEC的检测精度达到99.2%、测量误差小于0.5%、推理速度为3.1 ms、网络体积为0.6 MB，以上指标均优于YOLOv5s网络和同类型轻量化网络．

针对在需求井喷状态下的物流运力资源不足和物流企业自身与社会闲散资源利用率不高的问题，提出采用企业车辆完成一级配送，社会车辆完成二级配送的具有最优中转站的两级众包物流配送策略. 考虑客户对服务时间的要求，以路径成本与服务延迟惩罚成本总和最小为优化目标，建立带时间窗的两级开闭混合式车辆路径规划数学模型. 根据模型特点构建基于启发式策略的离散麻雀搜索算法，该算法在迭代过程中可以自适应选择操作算子. 通过与GUROBI精确求解器和遗传算法优化算例的结果对比，验证所提算法的有效性. 对比不同配送模式下的各项成本，结果表明所提策略能够有效降低物流运输成本和提高客户满意度.

运用随机系数回归模型对设备的退化过程进行建模，基于加速失效时间模型在退化过程分析中加入协变量的影响，并在模型中考虑产品质量问题. 运用更新回报定理建立状态监测维修和经济生产批量的整合费用模型.优化分析整合费用模型，可以得到决策变量的最优值. 通过数值案例分析，得到设备运行状态最优的预防性维修阈值、最优经济生产批量. 结果表明，随着协变量的逐渐增加，最优生产批量逐渐减小，最优预防性维修阈值没有变化. 通过敏感性分析进一步说明模型相关参数对最优解的影响.

针对架空输电线可见光图像中环境背景复杂、电力线像素占比小，导致电力线检测精度低、断点率高的问题，提出具有强化线型特征提取和减少断点能力的多线型特征增强网络(MLED). 利用双路残差框架提取线型电力线目标的主干和边缘特征，通过多特征融合模块，在不同尺度的层次上实现主干、边缘和高层特征的深度整合，输出检测结果. 在多特征融合模块中嵌入残差、反卷积、多尺度结合等多路运算. 实验结果表明，MLED的检测能力较PSPNet、FCRN、UNet 有明显提高，多特征融合模块优于传统的残差连接块，可视化结果的 F 检验(F-Measure)、IoU 平均值(Mean IoU)分别为78.4%、77.8%，断点率为30.8%.

针对传统方法构建的患者病患部位的3D解剖结构模型与测试样本拟合效果较差的问题，提出基于点分布模型的3D模型拟合方法（3DMFB-PDM）. 对训练样本集进行数据处理，使模板样本与目标样本对齐，减小训练样本由于旋转及尺度变化产生的不利影响；在训练样本间建立对应关系，用正态分布表示患者的点分布模型；计算测试样本中的特征点与点分布模型中对应点间的距离，通过引入Mahalanobis距离和转换非线性方程组，使点间距最小.根据最小间距不断调整点分布模型的形状参数，使点分布模型与测试样本拟合.选取30组左侧股骨作为训练样本集实验验证3DMFB-PDM的有效性，结果表明引入附加项后的拟合误差小于未引入附加项的拟合误差. 将 3DMFB-PDM与其他3种方法进行对比，结果显示3DMFB-PDM的拟合误差最小，表明3DMFB-PDM能够有效地将患者病患部位的3D解剖结构模型与测试样本拟合.

为了提高有源箝位反激(ACF)变换器的转换效率，提出基于自适应死区时间控制(ADTC)的数字控制ACF变换器设计技术. 通过副边采样检测2个原边功率管的零电压开关(ZVS)信息，实现对死区时间的自适应控制和功率管的ZVS，副边采样使采样器件的耐压要求降低. 基于CoolMOS功率管，开发ACF变换器的45 W (20 V/2.25 A)样机验证系统设计，用现场可编程门阵列(FPGA)实现数字控制. 测试结果表明，变换器在300 kHz开关频率下正常工作，在155 V直流电压输入和不同负载条件下自适应控制死区时间，实现原边功率管的ZVS，系统最高和最低效率分别为97.48%和92.86%.

针对传统PID控制算法对共轴反桨无人机的欠驱动、强耦合非线性系统控制效果不理想的问题，提出基于微分跟踪器的串级TD-PID控制算法，以提高无人机飞行稳定性. 设计共轴反桨无人机飞行系统，针对无人机的姿态控制提出基于微分跟踪器的串级TD-PID控制算法：外环为传统PID算法，内环使用2个微分跟踪器，通过串级控制改善系统动态性能. 在Matlab/Simulink中搭建控制系统的仿真模型进行仿真试验. 仿真结果表明：相较于传统串级PID控制算法，所提控制算法超调量更小，系统稳定性有较大提高. 对比串级TD-PID控制算法与串级PID控制算法控制效果的飞行试验结果表明：所提控制算法能有效减少系统超调量，提升系统稳定性和抗干扰能力.

针对在H.264/AVC视频解码系统中子像素插值过程复杂度高的问题,提出一种子像素插值的2层流水线设计方法.第1层流水机制是当8×8分割块内部4个4×4块具有相同的运动信息时,基于4×4分割块参考像素读取和插值运算的两级流水,实现了不同4×4块插值过程的并行操作.第2层流水机制利用插值运算算法中1/2像素值之间的无依赖性以及水平和垂直插值运算过程的对称性,加速了各子像素位置处的像素插值运算过程.核心插值运算单元包括13个6阶滤波器、4个双线性插值滤波器和4个色度插值滤波器.插值运算过程的并行流水机制至少缩减了75%的插值运算时间.实验结果表明,与其他同领域工作相比,该架构设计的硬件开销较小,外部存储器访问量降低了47%,子像素插值性能提高了30%.

针对光纤通信网络的应用,采用Ag+-Na+两步离子交换技术在玻璃基片上制作Y分支级联型1×8集成光功分器,对器件的插入损耗、波长敏感性等关键性能指标进行测试,并对封装好的功分器进行老化实验.研究结果表明,器件的插入损耗典型值为10.3 dB,插入损耗均匀性典型值为0.67 dB；在1 260～1 650 nm波长范围内插入损耗对波长不敏感；在器件老化前后插入损耗变化小于0.1 dB.这些关键性能指标达到Bellcore GR-1209规定的应用标准,与市场上现有的光纤熔融拉锥型光功分器和二氧化硅基集成光功分器的性能指标相当.

为了进一步提升现有的二维最小误差阈值分割快速递推算法的运行速度,提出分别基于混沌粒子群优化（PSO）和分解的2种二维最小误差阈值分割算法.第 1种算法利用混沌粒子群优化算法搜寻二维最小误差法的最佳分割阈值,且在迭代过程的适应度函数计算中引入递推算法,大大减少了冗余计算；第2种算法将二维最小误差法的运算分解成一维最小误差法和一维最小类内对数方差法的运算,计算复杂度由二维递推算法的O(L2) 进一步降为O(L).实验结果表明,提出的2种算法能够在分割效果达到或优于现有的二维最小误差阈值分割法的同时,大大加快运行速度.

针对H.264/AVC主要档次去块效应滤波器的特点,提出一种混合递增的滤波流水线及片上存储架构.采用混合递增的去块效应滤波顺序,通过6级流水线实现像素点的并行滤波.该流水线的存储器架构可以有效支持主要档次的行/列和帧/场数据访问模式,利用滤波数据的相关性提高重用粒度,减少流水线阻塞和片外DRAM的访问.实验结果表明：与其他相关工作比较,流水线架构能够取得较好的性能和资源消耗比,在25.7K门和768Byte SRAM的硬件资源代价下,可以实现3路1080P HDTV的H.264主要档次视频实时去块效应滤波.

通过对典型载波同步环路的分析与比较,提出一种新型的适用于TCM8PSK短包高速跳频接收机的快速载波同步环路.对2种鉴相器（基于逐幸存处理（PSP）的鉴相器、锯齿形鉴相器）与2种环路滤波器（一阶环、二阶三型环）分别组合得到的4种环路结构的误比特率（BER）进行仿真,结果表明在短包传输方式以及AWGN信道条件下,基于PSP的鉴相器结合一阶滤波器的环路结构具有最佳BER性能.利用Monte Carlo算法得到该环路的相位误差统计信息,并对原鉴相器的鉴相特性曲线进行改进,减小了由相位误差产生的环路噪声.改进后的鉴相器结合一阶滤波器的新载波同步环路便于硬件实现,在最大载波频偏为1‰倍符号率以及中频信号通过信噪比为5～15 dB的AWGN信道条件下,BER较理论值损失0.4～1.5 dB,而较原环路提升0.5～1.5 dB.该仿真结果与硬件实际测量结果一致.

在分析循环分支特性的基础上,提出一种基于过期指令回收的高性能低功耗循环分支折合方法.该方法通过复用指令缓冲区硬件资源实现指令回收区.在循环分支折合过程中,循环体指令直接从回收区送入流水线,降低了分支延时,消除了指令高速缓存访问.通过自适应调整回收窗口宽度,可使有限的指令缓冲区硬件资源同时满足指令缓冲与指令回收的双重需求.当投机折合进入预测盲区时关闭分支预测存储器,从而降低投机折合的动态功耗.实验数据表明,与传统循环分支折合技术相比,应用本方法的嵌入式处理器总体性能平均提升5.03%,取指单元动态功耗下降22.10%.

当前的像增强器耦合型CCD（ICCD）模型主要针对微光成像系统,无法直接用于三维成像系统.在三维成像系统中，像增强器不再工作于高增益状态,而且增益非线性对测量结果有很大影响.为此,改进ICCD模型中的噪声模型,采用非线性增益模型.针对光源强度和像增强器增益均随时间变化,对模型进行时间离散化处理.结合光照模型和物体三维数据进行系统仿真和定量分析.结果表明,增加CCD势阱容量、减小微通道板（MCP）增益、增大光源功率,可以提高信噪比,从而提高测量精度,同时需要提高快门速度、光源调制度,并抑制环境光影响.

将实数编码和二进制编码有机结合,形成一种新的混合编码方法,使卫星天线结构与染色体一一对应,简化了天线结构描述以及交叉、变异等遗传操作.以天线性能需求为抗原,以设计过程中天线结构的中间结果为抗体,通过遗传操作优化天线抗体种群,同时引入亲和力、浓度、记忆库等免疫因子,实现了浓度调节机制和抗体记忆功能,保持了天线种群多样性,避免了天线个体的重复计算,使天线抗体种群快速收敛,最终得到符合性能需求的卫星天线结构.通过ST5卫星天线的仿真实例验证了该天线结构设计方法.结果表明,相比传统遗传算法,免疫遗传算法的时间开销减少20%～30%,同时稳定性提高,体现了该设计方法的可行性和高效性.

为了利用多变量统计过程控制在故障检测上的优势以及克服其在故障辨识诊断上的缺陷,提出一套新的用于化工过程的故障检测和自学习辨识算法.应用主元分析（PCA）实施故障检测并对故障数据运用PCA特征提取,提出3种基于主元分析支持向量数据描述（PCASVDD）的模式判别方法来实现故障的自学习辨识：考虑故障辨识时可能出现的类分布重合问题,分析和比较了基于欧氏距离和归一化半径判别这2种方法,提出针对新型未知故障辨识的加权归一化半径判别法.通过对Tennessee Eastman（TE）过程的仿真研究,说明了提出的故障检测和自学习辨识算法的可行性和有效性.

为实现分布式系统高效数据传输和控制实时性要求,提出一种应用于集散控制系统的实时、高效通信架构（控制系统内部扩展总线）,并且具体地给出总线接口的软硬件设计方法及总线协议的设计方法.通信架构主要由可编程逻辑阵列（FPGA）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）及ARM7嵌入式微处理器构成,在保证总线高速传输特性的基础上,实现了目标模块无冲击热插拔.在总线接口上,采用双通道和并行通信设计以提高系统的传输效率,采用通道间热冗余设计以提高总线传输的可靠性；在总线结构上,采用高效的二级缓冲和电气扩展以提高系统的可扩展性和柔性.该架构方案在控制系统原理样机上得到应用验证,结果表明具有良好的实时性和可靠性.

针对超深亚微米集成电路SOC设计中时钟偏差优化设计的难题,提出一种基于粒子群优化（PSO）算法的有用时钟偏差规划方法.在电路中引入有用偏斜,通过惯性权重线性递减的自适应PSO算法对关键路径上时钟输入端的延时进行调整,并采用最差时间违反作为适应函数对有用时钟偏差进行全局搜索寻求最优解,从而减小电路的时钟周期,优化电路的时序性能.与现有的经典图论算法相比,该方法通过优化组合逻辑的延时,可以找到更优解.应用该算法对32位嵌入式CPU进行优化计算,实验结果证明了该方法的正确性和有效性.

为了解决目标跟踪视频传感器网络（VSNs）实时性、有限能量和处理能力的问题,提出基于位置的任务分配算法.采用有向无环图来描述周期的目标跟踪任务,根据跟踪目标、传感器节点和汇聚节点的位置坐标形成合作处理簇,优化簇内节点的任务分配.调节合作处理簇的最大跳数和任务完成时限2个参数进行仿真实验,结果表明,算法能够根据参数动态地组织传感器节点并行计算,提高网络处理能力.在性能上不仅满足任务实时性要求,而且比分布式计算架构节约28%的能量消耗.

为了有效地综合利用目标的多种信息进行融合,以提高重构开算子的滤波能力,提出一种新的基于二代连通掩模的重构开算子.基于不同的通道信息和约束条件得到连通掩模图、重构模板图和标识图,该算子根据二代连通的性质,由连通掩模图重新标识重构模板图中的连通成分,通过分割和聚类重构模板图形成新的连通空间,在该连通空间中标识图中的连通成分,有选择地重构模板图.通过灵活选择连通掩模和重构标识,融合图像多梯度信息、颜色信息和多通道信息,基于连通掩模的重构开算子有效地改善了传统形态重构算子标识图信息受限的问题.

为了提高在不同信道冲激响应长度下无线局域网传输性能,提出一类基于可变抽头长度的MIMOOFDM信道估计方法.该类方法利用训练序列对信道进行估计,动态调整抽头长度及位置,基于最小二乘原理完成一个较大点数的信道估计,估计噪声功率并确定噪声门限.根据IEEE 802.11n无线局域网信道模型中多群集效应,使用消去策略确定需要的抽头长度,在满足门限后对系统进行抽头长度更新后的最小二乘估计.分析及仿真结果表明,该类方法与传统MIMOOFDM信道估计方法相比,节省了系统资源,估计性能有显著提高,尤其适用于较高信噪比及较大星座图调制的MIMOOFDM系统.

针对直升机运动平台获得的地标图像序列高噪声且帧间位移大等难点,提出一种改进的局部二值模式向量,利用集成学习算法训练分类器区分地标模式和背景模式.采用分层粒子滤波算法有效地结合纹理和颜色2种特征,将地标检测与跟踪有机地融为一体.该算法首先选择似然值均值作为观测值,并利用均值漂移算法将粒子移到高似然值区域,然后选择颜色直方图作为观测,逐步将粒子移向高权重区域,最后通过聚类算法估计地标数目与位置.实验验证了该算法的有效性和鲁棒性.

在二进制基带数字信号处理系统中引入随机共振作为非线性处理模块,可以有效地提高系统的输出信噪比.从误码率和输入输出互信息角度对随机共振进行研究,提出一种基于互信息的自适应随机共振信号处理方法,增强了二进制基带数字信号处理系统的鲁棒性.系统运行前先使用一很短的训练序列,随机共振模块根据输入输出互信息按照梯度方向自动调整系统参数,经有限步迭代后自动收敛到最佳共振点,并保持此状态对未知信息序列进行处理,使系统输出端误码率达到最低.仿真结果表明,新算法迅速收敛到最大互信息值,与直接判决方法相比具有更大的信噪比增益.

在谐振式微型光学陀螺（R-MOG）系统中,为了减小由于光学器件受温度、应力等外界环境因素影响产生的各种噪声,提高环路锁频精度,在反馈回路中引入PI控制器取代一阶惯性反馈环节,建立反馈控制模型,对比分析PI控制器和一阶惯性反馈环节2种反馈方式对锁频精度的影响.利用PI控制器设置的反馈回路能够消除环路的阶跃响应稳态误差,从而降低温度等外界因素引起的环形腔互易性噪声的影响,提高环路锁频精度.进一步优化PI控制器参数,将优化设计的PI控制器应用于R-MOG系统,得到锁定环路阈值精度为30 Hz,对应环长为7.9 cm的微型环形腔可检测转动角速度为0.15°/s,并在该芯片构成的系统上观察到20°/s的陀螺响应.

采用最小二乘支持向量回归对Hammerstein系统进行辨识缺乏稀疏性,且模型不易递推.提出一种基于输出预报误差的Hammerstein模型自适应稀疏递推辨识算法.根据分块矩阵对模型进行递推运算,基于系统输出预报误差的结果,自适应调整算法的辨识步骤,可以避免递推时可能出现的误差积累问题,有效提高算法的稀疏性和稳定性.仿真结果表明,与常规的递推算法相比,该自适应算法能够在保证辨识精度的情况下,有效稀疏和简化模型,提高算法的鲁棒性和辨识效率,更加符合系统在线辨识的需要.

为了去除神经细胞外单细胞动作电位（即锋电位）记录信号中的各种噪声,提高幅值很小的单细胞锋电位信号检测的正确性,根据多通道微电极阵列记录信号中各个通道之间噪声空间相关性较强的特点,提出主成分分析（PCA）去噪与小波阈值去噪相结合的联合去噪方法.采用PCA方法提取并去除多通道记录信号中相关噪声的第一主成分,然后将信号进行小波多尺度分解,采用软阈值法去除各尺度下的噪声.仿真数据和测试结果表明,联合去噪方法可以同时去除有色噪声和白噪声,在各通道锋电位序列相互独立而噪声相关性较强的情况下,可以显著提高锋电位信号的信噪比.联合去噪方法的性能明显优于PCA去噪方法和小波阈值去噪方法单独使用时的性能,是一种有效的多通道锋电位信号去噪新方法.

针对多种应用条件下高亮度白光LED的驱动要求,提出一种对于不同应用电路拓扑具有广泛适应性的LED驱动控制器芯片.设计采用峰值电流模式控制策略以适应LED的控制特性.针对不同应用拓扑对宽供电电压适应性的要求,引入高精度线性调压器为系统提供稳定的基准电压与工作电压；针对常用的Buck、Boost和Buck-Boost 3种拓扑分别提供灵活的接入端口；为支持不同拓扑下的电流检测,构造一个兼具高端与低端电流检测功能的运算放大器；应用分段线性补偿解决斜率补偿中补偿不足或过补偿的问题.芯片实现了3 000∶1的高调光比,并给出了整个控制器芯片和模块的电路设计.该芯片在1.5 μm BCD（bipolar-CMOS-DMOS)工艺下设计与流片,样片测试的结果与设计目标基本一致,取得了预期的效果.

提出一种无人机在未知环境中通过D-S证据理论构建目标适航地图,并结合适航地图和贝叶斯非线性滤波方法进行目标跟踪的算法.为解决观测间隔时间可能较长的问题,基于FPKE和适航地图来预测目标位置概率分布的时间演进；在量测更新时充分考虑无人机的观测视野,将未观测到目标应用于目标位置概率分布的量测更新.仿真结果表明,该算法能够有效提高无人机在未知环境中跟踪地面目标的准确性.