互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下語(yǔ)境分類(lèi)目標(biāo)信息分布式傳播方法

（寧夏廣播電視臺(tái) 新媒體發(fā)展中心，銀川 750002）

0 引言

在21世紀(jì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的今天，越來(lái)越多的信息需要依靠互聯(lián)網(wǎng)完成，如何更快更便捷的獲取信息并傳遞信息成為業(yè)界共同關(guān)注的問(wèn)題。

目標(biāo)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)指的是關(guān)聯(lián)系統(tǒng)中的目標(biāo)信源報(bào)告，再將關(guān)聯(lián)后的信息進(jìn)行傳遞，將目標(biāo)信源進(jìn)行綜合識(shí)別，達(dá)到將有關(guān)同一目標(biāo)的信息相融合的目的。作為在目標(biāo)識(shí)別融合系統(tǒng)中的重要組成部分，能夠?yàn)槟繕?biāo)信息變化的檢測(cè)識(shí)別跟蹤技術(shù)、信息融合技術(shù)等奠定基礎(chǔ)。信息融合是以采用多個(gè)傳感器進(jìn)行有效處理信息為目的，與單一傳感器相比，能夠得到更加精確可靠的結(jié)果。在進(jìn)行數(shù)據(jù)層、特征層和決策層信息融合處理前，首先要將目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，目標(biāo)關(guān)聯(lián)技術(shù)受到眾多因素的影響，例如傳感器性能、目標(biāo)檢測(cè)手段、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)、目標(biāo)環(huán)境等，它直接影響信息后續(xù)處理的準(zhǔn)確性。

本文基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境對(duì)目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播技術(shù)進(jìn)行研究，將目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)所設(shè)計(jì)框架將基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行闡述，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播技術(shù)的可行性。

1 互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境下目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播技術(shù)設(shè)計(jì)

互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境指的是在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)的外部社會(huì)、內(nèi)部語(yǔ)言環(huán)境和信息交流時(shí)的真實(shí)語(yǔ)言意境，他的產(chǎn)生是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代特征完全顯露后的必然現(xiàn)象。其中，互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境中的外部社會(huì)語(yǔ)言環(huán)境指的是沒(méi)有完全嵌入互聯(lián)網(wǎng)的原社會(huì)語(yǔ)言環(huán)境，受當(dāng)前人類(lèi)社會(huì)的思想、意識(shí)、術(shù)語(yǔ)的影響，可以說(shuō)是以人為中心，尊重個(gè)體獨(dú)立性，但其具有無(wú)法掌握互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代脈搏、容易忽略整體觀照的缺陷。將目標(biāo)關(guān)聯(lián)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域相結(jié)合，在互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境下尋找關(guān)聯(lián)因子，將目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)整理，運(yùn)用多傳感器進(jìn)行分布式傳播，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播的高效率、低成本完成。

1.1 互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境下信息分類(lèi)及融合

互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的出現(xiàn)標(biāo)志著互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)逐漸走向成熟。如圖1所示，根據(jù)目標(biāo)信息的性質(zhì)不同，將信息分為位置信息、屬性信息、偵查信息等。偵查信息分為信號(hào)偵查信息和成像偵查信息，針對(duì)不同的信息采取不同的關(guān)聯(lián)方式。

圖1 互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境下信息分類(lèi)及融合

圖2 位置信息分類(lèi)及關(guān)聯(lián)

如圖2所示，基于位置信息，采用的是一種很基礎(chǔ)很成熟的目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法。而這種方法根據(jù)不同的情況分為兩類(lèi)。一種是基于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息的目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法，它將目標(biāo)視為時(shí)間觀測(cè)密集的點(diǎn)對(duì)象，通過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)得到目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性，將目標(biāo)運(yùn)動(dòng)過(guò)程建立成適當(dāng)?shù)哪Ｐ停鶕?jù)模型計(jì)算得到目標(biāo)的速度、加速度等運(yùn)動(dòng)參量，作為基本的關(guān)聯(lián)量，從而得到航跡之間的匹配度，與先驗(yàn)只是相結(jié)合，得到最終的目標(biāo)關(guān)聯(lián)結(jié)果。

另一種是基于點(diǎn)模式匹配的目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法，這種方法常用于當(dāng)目標(biāo)之間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各個(gè)目標(biāo)的大小的情況下。將各個(gè)目標(biāo)抽象為點(diǎn)目標(biāo)，將陣群中所有成員的位置信息構(gòu)建成一個(gè)集合，將這個(gè)集合視為一個(gè)點(diǎn)模式，基于點(diǎn)模式匹配實(shí)現(xiàn)目標(biāo)關(guān)聯(lián)。基于點(diǎn)模式匹配的算法有變換參數(shù)估計(jì)算法、迭代最近點(diǎn)算法、薄板樣條差值變換算法等。

圖3 屬性信息分類(lèi)及關(guān)聯(lián)

如圖3所示，基于屬性信息，進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)的方法對(duì)解決運(yùn)動(dòng)信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)中的不確定性問(wèn)題十分有利。根據(jù)信息抽象程度的不同，將基于屬性信息的目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法分為特征層和身份層關(guān)聯(lián)兩類(lèi)。特征層關(guān)聯(lián)是直接利用目標(biāo)特征信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，包括目標(biāo)的空間分布特征、外形特征、電磁輻射特征等。身份層關(guān)聯(lián)受到身份識(shí)別的影響嚴(yán)重，直接關(guān)系到后續(xù)關(guān)聯(lián)結(jié)果的可靠性。當(dāng)信息源同時(shí)提供目標(biāo)的位置信息和屬性信息時(shí)，可以綜合位置信息和屬性信息，將兩者互補(bǔ)，得到更準(zhǔn)確數(shù)據(jù)目標(biāo)關(guān)聯(lián)，但是相關(guān)方法仍不夠成熟，有待進(jìn)一步研究。

圖4 偵察信息分類(lèi)及關(guān)聯(lián)

如圖4所示，基于偵察信息的目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法可以分為三類(lèi)，其中最早提出的是基于信號(hào)偵察信息的目標(biāo)關(guān)聯(lián)，它是在采集觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間較密為前提，借鑒傳統(tǒng)濾波數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與跟蹤的方法，先將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)狀態(tài)信息和點(diǎn)陣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行粗關(guān)聯(lián)，將結(jié)果融合后進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精細(xì)關(guān)聯(lián)。基于成像偵察信息的目標(biāo)關(guān)聯(lián)是成像傳感器發(fā)展起來(lái)后逐漸被重視的。它首先從成像傳感器獲取的圖像信息進(jìn)行分析，獲得目標(biāo)的特征，再將目標(biāo)進(jìn)行匹配和定位，利用目標(biāo)圖像的特征結(jié)構(gòu)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。基于信號(hào)與成像偵察信息的目標(biāo)關(guān)聯(lián)是利用目標(biāo)的空間位置和屬性信息，通過(guò)時(shí)空校準(zhǔn)獲得的目標(biāo)群隊(duì)形拓?fù)涮卣鳎賹?duì)信號(hào)偵察設(shè)備偵察的雷達(dá)參數(shù)識(shí)別輻射源類(lèi)型，最后根據(jù)群目標(biāo)屬性和隊(duì)形拓?fù)涮卣鲗?shí)現(xiàn)平臺(tái)目標(biāo)身份級(jí)的關(guān)聯(lián)。

1.2 互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境下目標(biāo)信息分布式傳播預(yù)處理

信息分類(lèi)、關(guān)聯(lián)、融合都是為目標(biāo)信息的分布式傳播進(jìn)行預(yù)處理，它需要一些算法將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在提高傳播效率的同時(shí)，保證傳播過(guò)程中信息的準(zhǔn)確性和完整性。將圖像信息根據(jù)其位置信息和像素本身的特征進(jìn)行劃分，通過(guò)超像素將圖像簡(jiǎn)化，去除大量冗余信息，減輕后續(xù)傳播的負(fù)擔(dān)。互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境下目標(biāo)信息分布式傳播預(yù)處理模型如圖5所示。

圖5 分布式傳播預(yù)處理模型

根據(jù)預(yù)先設(shè)定的超像素?cái)?shù)據(jù)，初步計(jì)算聚類(lèi)中心點(diǎn)，每一個(gè)聚類(lèi)中心點(diǎn)都會(huì)形成一個(gè)相關(guān)覆蓋范圍，該覆蓋面積大于平均覆蓋范圍，保證信息的完整性。

在式(1)中，ωi，j為兩個(gè)超像素聚類(lèi)中心點(diǎn)之間的權(quán)重，λ為第一層和第二層控制環(huán)繞超像素邊權(quán)重的系數(shù)，ci和cj分別為第i，j個(gè)超像素對(duì)應(yīng)空間中的特征值，σ為控制邊權(quán)重大小常數(shù)。系數(shù)λ的引入能夠更好地區(qū)分環(huán)繞超像素的兩層空間的差異信息。

在式(2)中，α為控制邊權(quán)重大小常數(shù)σ的相關(guān)函數(shù)，用于表征擬合限制條件的符合程度。

在式(3)中，yi為第i個(gè)特像素對(duì)應(yīng)的初始顯著性值，D為超像素模型的度量，w為控制平滑限制條件參數(shù)，s0,i為第i個(gè)超像素初始顯著性值的常數(shù)值。

1.3 目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播

在將目標(biāo)信息分類(lèi)、關(guān)聯(lián)、融合后，為目標(biāo)信息的分布式傳播做好準(zhǔn)備。分多層次進(jìn)行信息傳播是利用不同的傳感器對(duì)信息中的特定目標(biāo)進(jìn)行傳播，目標(biāo)信息可以分為圖像信息層次、特征信息層次和關(guān)聯(lián)信息層次。

圖6 目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播模型

如圖6所示，在圖像信息層次的傳播時(shí)，首先要將圖像進(jìn)行分割，減少系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，加快傳播速率，然后針對(duì)嵌入式環(huán)境，將采集到的圖像信息進(jìn)行壓縮實(shí)現(xiàn)加工處理，以保證傳播過(guò)程中圖像的清晰度和效果。

在特征信息層次的傳播時(shí)，不同的特征信息的傳播復(fù)雜度不同，將特征信息根據(jù)其復(fù)雜度不同分為兩類(lèi)。相對(duì)簡(jiǎn)單、易于計(jì)算的如影像數(shù)據(jù)中目標(biāo)空間分布特征、目標(biāo)外形尺寸特征、不變特征等特征信息在傳播時(shí)，同圖像信息的傳播相似，需要進(jìn)行壓縮后傳播。較為復(fù)雜的如電子偵察數(shù)據(jù)中電磁輻射源目標(biāo)載波頻率、脈沖重復(fù)頻率、脈沖寬度等電磁輻射特征信息在傳播時(shí)，會(huì)將特征信息的相似程度進(jìn)行比較，將以及根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，轉(zhuǎn)化為關(guān)聯(lián)信息，在關(guān)聯(lián)信息層次上完成傳播。目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播過(guò)程如圖7所示。

圖7 目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播過(guò)程

在關(guān)聯(lián)信息層次的傳播時(shí)，將目標(biāo)關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)化為點(diǎn)模式匹配，對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行識(shí)別、定位，將關(guān)聯(lián)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，提高信息傳播的適用性。

如圖8所示，當(dāng)系統(tǒng)受到外界干擾時(shí)，系統(tǒng)工作效率以及信息完整性都會(huì)造成影響，圖6中用電壓的波動(dòng)值表征信號(hào)的變化幅度。

圖8 系統(tǒng)受干擾變化幅度

將目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播的信息進(jìn)行抽樣，統(tǒng)計(jì)信息的完整性，按百分制將信息完整性進(jìn)行評(píng)分，從而得到表1和表2所示。

表1 本文系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性抽樣統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表1 （續(xù)）

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，發(fā)現(xiàn)抽樣統(tǒng)計(jì)結(jié)果基本呈正態(tài)分布，規(guī)定60分以下為不及格，60～85為及格，85分以上為良好。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，不及格幾率為1.19%，良好為35.12%，在本文系統(tǒng)中，不及格幾率為0.82%，良好為44.51%。由此可見(jiàn)，本文中互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的應(yīng)用，提高了系統(tǒng)的精密度。

表2 線性擬合實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 （續(xù)）

2 目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播技術(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

為了檢測(cè)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播技術(shù)實(shí)際效果，與傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，在互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境下對(duì)目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播速度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

2.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表3所示。

表3 目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播實(shí)驗(yàn)參數(shù)

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)上述設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將傳統(tǒng)的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播技術(shù)和本文基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播技術(shù)進(jìn)行比較，分別記錄相應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)維成本、使用壽命和系統(tǒng)工作效率，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所示。

1）系統(tǒng)運(yùn)維成本實(shí)驗(yàn)

圖9 系統(tǒng)運(yùn)維成本實(shí)驗(yàn)

觀察圖9可知，隨著系統(tǒng)傳播信息量的增多，系統(tǒng)的運(yùn)維成本會(huì)不斷增加。但是，本文基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)的運(yùn)維成本明顯低于傳統(tǒng)的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)。例如，當(dāng)系統(tǒng)傳播信息量為400萬(wàn)項(xiàng)時(shí)，傳統(tǒng)系統(tǒng)的運(yùn)維成本為1.81萬(wàn)元，本文系統(tǒng)的運(yùn)維成本為1.52萬(wàn)元。因此，基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境將系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以有效的降低目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)的運(yùn)維成本。

2）系統(tǒng)使用壽命實(shí)驗(yàn)

圖10 系統(tǒng)使用壽命實(shí)驗(yàn)

如圖10所示，將系統(tǒng)7個(gè)月內(nèi)的使用情況以及4個(gè)故障位置進(jìn)行記錄，比較本文基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)和傳統(tǒng)的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)的故障情況，發(fā)現(xiàn)在不同的故障位置，傳統(tǒng)系統(tǒng)的使用壽命最長(zhǎng)為4個(gè)月，而本文的使用壽命最長(zhǎng)可達(dá)7個(gè)月，傳統(tǒng)系統(tǒng)的使用壽命都低于本文系統(tǒng)。因此，基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境將系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以有效的提高目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)的使用壽命。

3）系統(tǒng)工作效率實(shí)驗(yàn)

圖11 系統(tǒng)工作效率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖11可知，傳播相同的信息量，本文基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)傳播消耗的時(shí)間明顯低于傳統(tǒng)的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)，因此可以判斷，互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的應(yīng)用可以提高系統(tǒng)的工作效率。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析，得到如下實(shí)驗(yàn)結(jié)論：傳統(tǒng)的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)和本文基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)在傳播信息時(shí)都能夠保證信息的完整性，但是本文系統(tǒng)的運(yùn)維成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)，同時(shí)使用壽命和工作效率有著明顯提升。

綜上所述，本文基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境建設(shè)的目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)具有成本低、耗時(shí)短、效率高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，具有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3 結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)的誕生是人類(lèi)社會(huì)的一大文明成果，打破了時(shí)間與空間的限制，將信息的流通變得更加自由。互聯(lián)網(wǎng)改變了人們獲取信息的方式，將商務(wù)的電子化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化變?yōu)榭赡埽S富了人們的交流渠道，改變了人們的娛樂(lè)方式，總之，互聯(lián)網(wǎng)廣泛影響著人們的生產(chǎn)、生活、工作等各個(gè)領(lǐng)域。

在互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境中尋找關(guān)聯(lián)因子，利用目標(biāo)關(guān)聯(lián)進(jìn)行目標(biāo)分類(lèi)信息分布式傳播，互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境與真實(shí)語(yǔ)境具有很大區(qū)別，因此基于互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)境能夠?qū)δ繕?biāo)分類(lèi)信息分布式傳播系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。但是本文系統(tǒng)仍然缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可能會(huì)發(fā)生一些潛在問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究和探討。