利用物理信息雷达数字孪生技术实现的紧凑型量子-经典混合模型进行室内人员占用分类
室内人员分类技术可在远程养老监护等场景中实现隐私保护式监测,通过非摄像头或可穿戴设备的存在感知信息实现警报分级。雷达凭借穿透遮挡物和黑暗环境下的运动感知能力成为理想选择。现代深度学习流程是解析雷达回波的标准方法,但其参数量庞大且在低信噪比(SNR)下表现敏感,这促使混合量子神经网络(HQNN)等精简方案应运而生。研究团队在匹配训练协议下,采用基于物理建模的60GHz数字孪生和真实雷达数据,将双量子比特HQNN与卷积神经网络(CNN)进行对比测试。在理想条件下,HQNN以最高170倍的参数精简量(0.066M)实现了高准确率(合成数据99.7%;真实数据97.0%)。参数化量子电路(PQC)的消融实验证明其高效性源于结构优势——移除PQC会导致真实数据性能骤降(控制头准确率降至68.5%和31.5%)。加噪评估揭示了领域依赖性敏感特征:HQNN在合成数据中更早开始恢复,而CNN在真实测量数据中呈现更陡峭的恢复曲线和更高峰值。标签比例消融实验表明,CNN在真实距离-多普勒图(RDM)上更具样本效率(50%标签时平衡准确率0.89-0.99 vs HQNN 0.75),但在合成数据上差距显著缩小,至50%标签时基本消失。该工作证实HQNN的核心价值在于参数效率及塑造其独特敏感特征的紧凑归纳偏置,为隐私保护雷达 occupancy 感知领域的混合量子模型建立了严谨基准。
量科快讯
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