新进展！南信大近期科研成果速览（2）
往期精彩
在学校各部门、学院，广大教师的共同努力下，2023年我校科研成果产出持续取得良好成效，我们继续选登1-3月部分科研成果与大家分享。
计算机学院数字取证研究团队陈北京最新成果在IEEE TCSVT期刊发表
自动化学院葛泉波团队最新成果在IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica期刊发表
03电子与信息工程学院电磁兼容团队万发雨最新成果在IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement期刊发表
04物理与光电工程学院吴翔宇团队最新成果在Optics Express期刊发表
数学与统计学院偏微分方程、理论与反问题研究团队束亚东最新成果在Automatica期刊发表
06化学与材料学院微纳结构与先进能源研究团队李敬发最新成果在ACS Nano期刊发表
环境科学与工程学院卢千团队最新成果在Energy Storage Materials期刊发表
01 计算机学院数字取证研究团队陈北京最新成果在IEEE TCSVT期刊发表
近日，计算机学院陈北京教授团队在IEEE TCSVT期刊发表题为"A Local Perturbation Generation Method for GAN-generated Face Anti-forensics"的论文。
人脸已广泛用于面部识别和生物特征认证，假脸的广泛传播可能会引发道德、社会和安全问题。因此，研究人员提出了各种取证方法以检测人脸图像的真实性。而反取证研究则通过暴露当前取证检测器的脆弱性促使研发更先进的取证方法。
该研究为了平衡反取证人脸的视觉质量和迁移性，提出一种局部扰动生成方法。具体来说，在AdvGAN的基础上，设计一个双mask引导的局部攻击框架和三部分损失函数（GAN训练损失、对抗损失和正则化损失）。整个框架由两部分组成：关键区域预测和局部扰动生成。前者通过Grad-CAM预测人脸图像的局部关键区域获取软掩模和硬掩模。硬掩模用于限制扰动区域，而软掩模用于限制扰动程度。后者通过对生成器G和判别器D的对抗训练，使生成的扰动具有反取证能力。在StyleGAN生成人脸数据集上的实验表明所提方案在保证视觉质量的同时对白盒和黑盒检测器取得了比现有方案更好的反取证性能。
算法总体框架
文章链接：
https://ieeexplore.ieee.org/document/9893860
02 自动化学院葛泉波团队最新成果在IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica期刊发表
现有自适应Kalman滤波基本上都是利用滤波新息或残差来构建关于过程噪声和测量噪声协方差的递推估计策略或者设计自适应渐消因子来调整增益阵的计算过程，不管在该结构下如何改进滤波器设计方法，摆在工程技术人员面前的Kalman滤波输出结果可信度（或可用性）问题依然未能得到很好的解决。
针对上述问题，葛泉波教授研究团队提出一种具有滤波估计可信度度量能力的自适应滤波器结构，主要创新性工作包括：设计一种基于欧式距离表征的可信度定义框架，提出一种可信度自适应滤波最优性的等价表示方式，建立一种能实现两个协方差和可信度联合估计的自适应优化模型。该工作可实现模型参数、状态和信任因子的动态最优联合估计，为突破传统自适应滤波方法的性能约束瓶颈提供了一种新的方案。
该工作是葛泉波教授与瑞典皇家理工学院胡晓明教授、中国飞行试验研究院李宏研究员合作的成果，目前已在国内自动化领域顶级期刊IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica上正式发表题为“A Novel Adaptive Kalman Filter Based on Credibility Measure”论文。
文章链接：
https://ieeexplore.ieee.org/document/1000788303 电子与信息工程学院电磁兼容团队万发雨最新成果在IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement期刊发表
近日，电子与信息工程学院电磁兼容团队万发雨教授在仪器和测量领域权威期刊IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement发表题为" Human Dynamic Potentiometer Design and Its Application in an Electrostatic Protected Area "的论文。
随着集成电路产业的快速发展，电子器件的集成密度显著提高，抗静电能力变差，电子器件对静电放电(ESD)的敏感度要求也更苛刻。
因此，为了研究人体活动引起的静电放电的风险，自主设计了一款精度高、动态性好的人体动态电位仪。人体动态电位仪电压量程为0~±6000V，1kV以下测量误差优于2%，系统响应时间小于1ms，通频带大于1kHz。利用人体动态电位仪研究了静电保护区中人体不同动作模式产生的电压。通过实验分析，与固定模式行走相比，随机行走使电压增大1.5-2倍。湿度从45%下降到30%时，行走使电压增大了2到3倍。该结果可以用来支撑EPA中静电电压标准。
文章链接：
https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9999381&isnumber=1001212404 物理与光电工程学院吴翔宇团队最新成果在Optics Express期刊发表
近日，物理与光电工程学院信息光子学与光通信实验室吴翔宇助理研究员在Optics Express期刊发表题为“4-D constellation construction and encryption scheme based on bit-level dimension dissecting and reorganization”的论文。
文章提出了一种简化的基于比特级维度切割重组的4维星座构造与加密方案。通信中，4维等高维星座图难以用直观的方式去设计，规划和想象，方案通过维度切割的高维星座构造方式，将高维星座进行维度切割，分成多个维度的选择叠加，构造星座。为了直观地表示星座图，我们用颜色来表示第四维度的星座点，象征信号在三维空间的具体位置的密度，运用该方案实现了4维的16点星座图构造。而且，该方案可以通过对低维星座的逐步分解和叠加，构造高维星座，对信号的映射维数、相位和排列顺序进行置乱，实现加密。该方案利用低维向高维的演进，降低了构建高维加密的难度，维度间的混淆有利于高维信息的加密。
星座建设方案的总体示意图
文章链接：
https://doi.org/10.1364/OE.479582
05 数学与统计学院偏微分方程、理论与反问题研究团队束亚东最新成果在Automatica期刊发表
近日，数学与统计学院偏微分方程、理论与反问题团队束亚东老师在Automatica期刊发表了题为“Existence and Uniqueness of Solutions for Uncertain Nonlinear Switched Systems”的论文。
切换系统在实际生产生活中大量存在，比如电力运输网络、无人驾驶技术和机器人控制等等，是一类常见的动态混杂系统。该论文以非线性切换系统为研究对象，并考虑在现实世界中无孔不入的主观不确定扰动，得到了关于其状态解的重要结论。首先，构造了一个与状态解有关的特殊映射，并借助不确定切换系统的特点证明出此映射属于连续向量函数空间；在此基础上，假设切换系统的每个子系统都满足线性增长条件和Lipschitz条件，结合不确定理论的相关内容以及Banach不动点定理，给出了状态解的存在唯一性定理。最后，依据所得结论针对股票价格模型进行了改进，使其可以更为准确地描述股价波动趋势。这项研究将为复杂动态系统的性质分析与优化控制提供颇有助益的借鉴和启发。
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.automatica.2022.110803
06 化学与材料学院微纳结构与先进能源研究团队李敬发最新成果在ACS Nano期刊发表
近日，化学与材料学院微纳结构与先进能源研究团队李敬发教授在ACS Nano期刊发表题为"A Photorechargeable Aqueous Zinc−Tellurium Battery Enabled by the Janus-Jointed Perovskite/Te Photocathode "的论文。
该研究为有效提高光充电水系锌碲电池的光电转换效率，设计了一种由Janus双面连接的集成电极材料。具体来说，Janus双面连接的光电正极结构由Te作为存储正极、卤化物钙钛矿（CH3NH3PbI3）作为光吸附剂、并通过处理过的疏水碳纸分离，构建集成的Te/CH3NH3PbI3/TiO2复合材料，继而构筑高质量光生电荷传输界面，用于实现高效的光生电荷分离和转移。光充电水系锌碲电池显示出优异的电化学性能，远远优于传统钙钛矿太阳能电池或水系锌碲电池的性能：表现出快速光充电和高容量。这项研究工作也为进一步开发高效稳定的光充电电池体系提供了研究思路。
（a） 集成光可充电水性锌-碲电池的示意图，（b）相应的能量，（c）双功能光电极直接光充电过程
文章链接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10762
07 环境科学与工程学院卢千团队最新成果在Energy Storage Materials期刊发表
近日，环境科学与工程学院UNNU中韩能源与环境联合实验室卢千副教授在国际著名期刊Energy Storage Materials发表研究论文。
Energy Storage Materials一文阐述了基于碳材料和过渡金属化合物载体的负载型电催化剂的结构设计准则，同时汇总了负载型电催化剂的合成策略。基于对负载型电催化剂结构设计的讨论，本文还为未来开发更高效双功能电催化剂提供了研究方向。
不同类型载体的设计、载体的功能以及双功能负载电催化剂的合成策略
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.11.046
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来源：科学技术处
编辑：俞文博
责编：张静
审核：林雯