2024年, 第53卷, 第06期　
刊出日期：2024-11-30

  

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  “工业软件专栏”开篇词

  唐志共

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 801.

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  <正>工业软件是为提高工业企业研发、制造、生产管理水平和工业装备性能的软件，是工业技术和知识的程序化封装，能够变革生产方式，提升全要素生产率，是现代制造业的“灵魂”，是实现我国发展为“先进制造强国”的关键支撑。2024年7月18日，党的二十届三中全会做出了《中共中央关于进一步全面深化改革推进中国式现代化的决定》，《决定》提出，工业软件作为影响国家安全的七大重点产业链之一，要全链条推进技术攻关和成果应用，实现工业软件产业链和供应链的自主可控。
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  “工业软件专栏”专家个人简介

  Editorial Board of Special Section on Industrial Software

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 802.

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  <正>*李斌，博士，电子科技大学教授、博士生导师、电子科学与工程学院院长，大型电磁工业软件教育部重点实验室主任，四川省工业软件学会会长。大型工业软件国家重大工程项目首席科学家，国家级领军人才，四川省天府杰出科学家。发表高水平学术论文100余篇；已授权发明专利90余项；获计算机软件著作权60余项；获国家科技进步二等奖1项、省部级科学技术一等奖2项。从事微波毫米波太赫兹的理论研究、数值计算、计算机仿真设计、工业软件等研究工作。
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  电磁计算与电磁工业软件

  李斌, 徐立, 王浩, 尹俊辉, 胡权, 胡玉禄, 杨中海

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 803-815+802.

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  概要介绍了电磁计算与电磁工业软件的研究进展。1）介绍了电磁计算方法的研究进展，对解析方法、高频近似方法、全波计算方法、快速计算方法，以及近年发展起来的混合方法进行了阐述；2）概述了基于时域有限差分方法（FDTD）、有限元法（FEM）、矩量法（Mo M）等全波计算方法的3款国际主流商业电磁计算软件的特点和发展历程；3）介绍了我国具有自主知识产权的“摇光”高频电磁工业软件的算法体系、软件功能以及实际应用情况；4）对电磁计算与电磁工业软件的未来发展进行了总结和展望。
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  有限元网格生成方法综述

  雷娜, 冯宇豪, 段君毅, 张萍, 郑晓朋, 顾险峰

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 816-843.

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  有限元网格是链接几何模型和数值仿真的关键纽带，其自动化自适应生成仍是须重点研究的问题。文章综述了三角形网格、四面体网格、四边形网格和六面体网格的研究现状；对非结构化网格生成方法进行了总结，详细介绍了三角形网格和四面体网格生成的主流方法与工程技巧；进一步对结构化网格生成的技术和发展进行了分析，论述了四边形和六面体网格的各种生成方法的原理、优缺点以及研究趋势。
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  数据驱动的KDP晶体加工表面质量分类研究

  张川东, 汪承毅, 王伟

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 844-851.

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  为辅助监控超精密飞切机床对磷酸二氢钾（KDP）精加工过程中偶发的加工误差，结合机床加工过程中的振动数据和温度数据关键特征提取，建立晶体加工表面的预测模型。基于ResNet-18分析振动数据与KDP晶体表面是否合格之间的联系进行二分类预测，最终在测试集上模型准确率达到88.5%。同时，基于XGBoost模型分析温度数据与KDP晶体表面质量低频指标P-V的联系并进行预测，实验结果表明预测模型能较快预测加工元件表面质量，且整体误差在可接受范围内。对加工误差进行溯源分析，构建机床的整机模型，利用有限元分析计算长时间的加工状态下机床的瞬态温度场，仿真结果表明在机床运行8 580 s后机床最高温度达26.9℃，并开展实验证明了仿真结果的准确性，证实了“KDP晶体加工后期质量变差”与“机床主轴系统随加工过程持续升温”有关的推论。
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  MEMS压阻式压力传感器梁-膜-三岛膜结构设计与优化

  郭威, 李辉, 罗登玲, 刘细辉, 邹力, 李绍荣, 郭小伟, 唐普英

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 852-861.

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  传统的压阻式压力传感器虽然灵敏度高但非线性度也高。针对该问题，设计了一种以敏感膜片为梁-膜-三岛结构的新型压阻式压力传感器，通过在敏感膜片上设计3个方岛结构来提高传感器的线性度和抗过载能力；同时，利用敏感膜片上设计的短窄梁结构形成应力集中区，保证压力传感器的高灵敏度。对结构进行仿真分析，建立压力膜尺寸参数与力学性能之间的数学模型，对数学模型参数进行了分析、拟合和求解，最后求解非线性约束条件下的极值，完成尺寸优化，传感器性能得到提升。结果表明：在保证传感器低非线性度的条件下，提高了压力传感器的灵敏度，具有良好的力学性能。
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  基于深度学习的非扩跳频通信体制窄带干扰抑制技术

  马松, 王家豪, 张蔺, 王军

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 862-870.

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  复杂环境下的无线业务在近年来呈现数据密集化发展趋势，对无线通信系统的数据传输能力和干扰对抗能力都提出了更高的要求。现有扩跳频通信体制通过牺牲时频资源利用率换取干扰对抗能力，难以满足复杂环境下的高速数据传输需求。为此，提出了一种基于深度学习的非扩跳频通信体制窄带干扰抑制技术，在非扩跳频通信体制基础上，在接收端级联频域陷波模块和深度神经网络模块有效抑制窄带干扰，同时提升数据传输速率和干扰抑制能力。其中，深度神经网络用于从频域陷波后的失真信号中重构真实信号。实验结果表明，与传统频域陷波算法相比，所提出的算法具有更低的误码率，训练好的深度神经网络能够泛化到不同信号强度、干扰强度、干扰频段、干扰波形等场景。
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  射频微波功率放大器芯片技术研究进展及发展趋势

  李镇兵, 黄峻杰, 张晋荣, 贾世麟, 付佳龙, 吴祥睿, 李钢, 孙浩洋, 文光俊

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 871-882.

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  在对射频微波功率放大器芯片的概念、类型与实现工艺进行全面综述与分类的基础上，聚焦其高频化、线性度改善、能量转换效率提升、带宽扩展以及高集成度封装等关键技术的研究现状与亟待解决的技术问题，深入分析并讨论了各项关键技术的主流实现方式、典型研发案例以及相关应用利弊，旨在为现代无线通信系统射频前端集成的功率放大器芯片研发提供方法总结与设计参考。最后对射频微波功率放大器芯片技术的发展趋势与行业走向作出了展望。
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  网络钓鱼检测研究综述

  谢丽霞, 张浩, 杨宏宇, 胡泽, 成翔, 张良

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 883-899.

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  网络钓鱼作为一种社会工程攻击手段，旨在通过伪装成可信任的实体，如银行、社交媒体平台或政府机构，通过虚假的电子邮件、网站或消息来欺骗受害者。研究者主要通过各种技术手段检测网络钓鱼攻击，但当前检测研究仍面临三方面问题。1）攻击者采用伪装、漏洞利用和规避技术以逃避检测。2）现有的检测方法存在可解释性差、实时性低以及概念漂移等问题。3）由于缺乏足够的可解释性，造成用户对检测结果不信任。该文从应用场景、数据集、检测方法等方面对当前检测研究进行归纳与总结，并提出当前面临的问题以及展望未来可能的研究热点。
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  恶意社交机器人检测方法综述

  张鹏, 秦瑞青, 刘润东, 兰月新, 韦昱妃

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 900-910.

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  对Twitter、Facebook以及新浪微博等大型在线社交平台上不同类型的社交机器人进行特征分析，围绕社交机器人检测框架，对基于机器学习、深度学习以及其他新兴检测方法的社交机器人检测模型的优缺点和适用性进行总结和分析。研究发现对于不同平台和攻击目标的社交机器人需要提取多种维度的特征并设计相应的检测方法。最后，对如何减少社交机器人的危害以及应对人类与社交机器人共存挑战的措施进行深层次挖掘和分析，并对如何提高识别精度以及热点技术的发展进行了讨论和展望。
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  语音驱动说话数字人视频生成方法综述

  刘颖, 李济廷, 柴瑞坤, 位纪伟, 杨阳

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 911-921.

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  近年来，深度学习技术的飞速发展极大地推动了虚拟数字人技术的进步，尤其是在说话数字人视频生成方面。该领域的研究在视频翻译、电影制作和虚拟助手等多个场景中展现出广阔的应用前景。该文对当前语音驱动说话数字人视频生成方法及研究现状进行了梳理与总结，并深入探讨了关键技术、数据集以及评估策略。在关键技术方面，生成对抗模型、扩散模型和神经辐射场等人工智能技术均发挥了重要作用。数据集的规模和多样性对于模型训练至关重要，而评估策略的完善则有助于更加客观地评价生成效果。说话数字人视频生成技术将继续面临众多挑战与机遇，期待该领域能够持续创新与发展，为人类社会带来更多便捷与乐趣。
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  基于多阶有源带通滤波器和在线相关系数的负载在线智能识别

  赵仕良, 李宇琪, 汪琴, 纪飞虎, 黎帅, 熊有志

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 922-929.

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  从时域建立了负载在线识别的数学模型，识别任务由硬件和算法共同承担。采用多阶有源带通滤波器进行硬件预处理，从而将功率相差很大的负载信号转换成可以在同一个条件下采集的电压信号。从皮尔逊相关系数出发定义了在线相关系数，将其作为唯一的时域特征参量，并提出“在线相关系数逐渐增大并最终等于1”的判决准则。利用最大值首位对齐法和均值法进行数据处理，采用逐次比较法和筛选法相结合进行识别。实验数据表明：基于带宽为340～900 Hz的五阶有源带通滤波器和STM32处理器中的在线相关算法很好完成了功率相差1 500多倍的电磁炉、电饭煲、笔记本电脑、小灯泡等4种负载的任意在线组合的智能识别。
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  复杂运动场景下的多人姿态估计研究

  柳长源, 臧彦丞, 兰朝凤

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 930-939.

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  针对运动场景中运动员之间的相互遮挡、自身部位遮挡、运动器械遮挡及复杂背景干扰问题，提出一种高分辨特征生成复原网络，引入融合注意力机制筛选有用特征信息通道，加入反卷积和多尺度特征融合模块分层处理小目标人像与大中型目标人像的姿态估计任务。设计生成对抗模块，对缺失部分进行补全和预测得到关节点热图，经过姿态骨架和最优匹配算法确定出关节点连接方式，并输出可视化姿态估计结果。在MSCOCO和Crowd Pose数据集上的实验结果表明该姿态估计方法在复杂运动场景下效果更优。
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  基于扩散模型的心电信号去噪方法

  罗成思, 张凯旋, Abduljabbar Salem Ba-Mahel, 饶妮妮

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 940-951.

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  传统和深度学习的去噪技术在处理心电（Electrocardiogram, ECG）信号特定类型的噪声和数据泛化的验证方面存在不足。为此，提出一种基于扩散模型的生成式ECG去噪模型，该模型利用模拟数据学习干净ECG分布的得分函数，基于欧拉法求解常微分方程（ODE）生成和分离出ECG和噪声。该模型在模拟数据上进行了训练，并在独立的真实数据集上进行了验证。研究结果表明，与其他相关方法比较，该模型在去除多样性噪声以及保持ECG中不同振幅特征波形的一致性方面具有显著优势。
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  基于GAF和混合模型的运动想象分类研究

  吕仁杰, 常文文, 闫光辉, 聂文超, 郑磊, 郭斌

  电子科技大学学报. 2024, 53(06): 952-960.

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  针对运动想象脑-机接口的分类识别问题，提出了一种结合格拉姆角场理论、卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）和长短期记忆网络（Long Short-Term Memory, LSTM）的新模型。首先，分别使用格拉姆角场中的格拉姆角和场与格拉姆角差场算法将一维运动想象脑电信号表示为二维图像；然后，设计针对性的浅层CNN和LSTM相结合的模型来识别该图像特征，从而完成运动想象分类。在BCI Competition IV 2a公开数据集上就运动想象任务进行了四分类验证。实验结果表明，在单被试和多被试的情况下，GASF-CNN-LSTM模型和GADF-CNN-LSTM模型相比其他模型性能提升显著，准确率均达87.66%以上，最高准确率可达99.09%。且针对运动功能障碍患者数据也能表现出良好的性能。对运动想象脑电信号的时间依赖性和对应特征的图像生成表征方法进行了探讨，为运动想象脑电信号特征挖掘提供了新思路。