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生物侧抑制机制及应用研究

生物侧抑制机制及应用研究

作者：杜红伟南京航空航天大学

学位级别：硕士

侧抑制是神经系统信息处理的基本原则之一。从鲎这样原始的节肢动物到人,从外围神经系统直至中枢的各级水平,从触觉到视觉的各种感觉系统中都存在侧抑制作用。侧抑制在图像处理、模式识别、人工智能、成像制导等领域都具有广阔的应用前... 详细信息

侧抑制是神经系统信息处理的基本原则之一。从鲎这样原始的节肢动物到人,从外围神经系统直至中枢的各级水平,从触觉到视觉的各种感觉系统中都存在侧抑制作用。侧抑制在图像处理、模式识别、人工智能、成像制导等领域都具有广阔的应用前景。本文对侧抑制机制的前沿神经科学理论进行探索,并着重对侧抑制机制的应用进行深入研究。首先,在图像处理方面,将常见的数字式非循环侧抑制网络、双峰高斯分布的非循环侧抑制网络应用于图像增强,处理后的图像“勾边”效果明显;引入可能性度量因子,对基于分流型抑制机制的边缘检测算法进行改进,边缘提取效果明显优于常规算法;此外,将侧抑制机制与脉冲耦合神经网络进行结合,提出了一种基于侧抑制机制的脉冲耦合神经网络的图像分割方法,所分割图像具有很好的连通性。随后,研究了一种新的基于时空信息的运动目标检测方法。该方法引入了演算侧抑制(Algorithmic Lateral Inhibition,简称ALI)模型和多通道的概念,将视频图像分别在各通道上进行时域ALI、时空域ALI运算获取运动信息,并用时空域ALI消除噪声。仿真实验表明,该方法在复杂背景下可以精确获取运动目标的轮廓。接着,建立一种基于皮层柱侧抑制机制的神经网络群,模拟大脑皮层柱的脉冲发放现象,并利用该神经网络群进行位置跟踪。先后采用Stein神经元和改进的Hodgkin-Huxley神经元构建神经网络群,分别将皮层柱内及皮层柱间的侧抑制机制应用于神经网络群编码、解码,实现神经网络群的负相关点火。皮层柱侧抑制机制的应用大大提高了位置跟踪精度以及系统稳定性。最后,着重对循环侧抑制网络的WTA竞争特性进行理论分析,实现“胜者为王”功能;同时,对皮层柱侧抑制机制的应用做进一步探索,提出了一种基于皮层柱侧抑制机制的WTA神经网络群。

关键词：侧抑制网络演算侧抑制模型目标检测皮层柱侧抑制机制神经网络群位置跟踪

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三维打印在小学美术课堂中开发与应用研究

三维打印在小学美术课堂中开发与应用研究

作者：杜红伟西南大学

学位级别：硕士

科学技术的发展持续推动着教育改革进程。在网络信息技术、电子计算机技术、数字技术、模型技术等新技术的推进与运用下,教育向着信息化、数字化的方向迈进。在众多新的科学技术中,3D打印技术作为一种高端的新兴技术,不但为制造业、医... 详细信息

科学技术的发展持续推动着教育改革进程。在网络信息技术、电子计算机技术、数字技术、模型技术等新技术的推进与运用下,教育向着信息化、数字化的方向迈进。在众多新的科学技术中,3D打印技术作为一种高端的新兴技术,不但为制造业、医疗等领域的发展发挥了积极作用,还成为了数字教学、模型教学的辅助技术。将3D打印技术运用于学校美术教学之中具有积极价值。一方面,3D打印技术以其技术内涵激发学生创作参与美术课程及创作的兴趣,有效调动学生自主探究行为;另一方面,将3D打印技术运用于小学美术教学之中,则能够让学生在学习的过程中感受3D打印技术的魅力,发散想象思维与联想思维展开创意性的探索设计,从而提升实践能力与全面素养。但需要指出的是,3D打印技术是一种较为高端的科学技术,将其应用于小学美术教学中则既需要相对完善的教学条件,也需要小学美术教师对3D打印技术具有较好地掌握并能够将这种技术有效应用于小学美术教学之中。因此,当前国内关于小学美术3D打印教学的研究较少,需要在明确小学美术教育背景,相关教学理论以及3D打印技术、技术与教学的融合的基础上,借鉴已有实践经验与作者的教学实践经验展开理论与实践相结合的研究。由此,本文在梳理研究背景的基础上,通过分析国内外文献与相关的概念、理论,明确研究的意义、方法、思路及内容等,而后在此基础上研究3D打印技术在小学美术教学中的应用现状,并通过问卷调查、访谈及观察等研究方法梳理当前3D打印技术在小学美术中的开发与运用现状,找出其中存在问题,探讨3D打印技术在小学美术课堂中的开发与应用方法;再通过实际的教学课例验证优化方法的有效性并进一步探讨将3D打印技术运用于小学美术教学中的有效策略。由此为3D打印技术与小学美术教学的有机融合提供一些理论与实践经验。

关键词： 3D打印技术小学美术教学开发与运用

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蓝牙耳机外壳产品分析及模具设计

蓝牙耳机外壳产品分析及模具设计

作者：杜红伟山东大学

学位级别：硕士

模具,是工业生产的基础工艺装备。模具的形状决定了产品的外形,其加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。一个国家的模具技术水平,已成为衡量国家制造业水平的一个重要标志之一。近年来塑料模具工业迅速发展,塑料模的比例将不断提高... 详细信息

模具,是工业生产的基础工艺装备。模具的形状决定了产品的外形,其加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。一个国家的模具技术水平,已成为衡量国家制造业水平的一个重要标志之一。近年来塑料模具工业迅速发展,塑料模的比例将不断提高,其精度和复杂程度也将随着相应提高论文结合目前国内外模具行业的现状,分析了注塑模具今后的发展趋势。模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展。伴随着产品技术含量的不断提高,模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展;模具企业向着技术集成化、设备精良化、管理信息化、经营国际化方向发展。产品对模具的要求越来越高,传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。消费类电子产品的生命周期决定了配套企业需追踪终端厂商的技术发展趋势。作为配套产业,电声器件类企业需要在客户设计阶段时便与客户同步开发,协助客户进行设计、以达到最佳效果,提高与客户产品的配合度,缩短开发时间,模具设计的ESI工作必须有效的开展,ESI工作的好坏将直接决定了模具制作的成功与否。近年来,CAE技术在注塑成型领域中的重要性日益增大,采用CAE技术可以全面解决注塑成型过程中出现的问题。利用CAE技术可以在模具加工前,在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析,准确预测熔体填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不是等到试模以后再返修具。现在随着模具行业的发展,对加工精度要求也越来越高,并且对模具材质、成形工艺都有严格要求。模具中的各个系统组成不是独立的,都是相互作用相互影响的,因此要综合考虑浇口、排气、顶出、导向等系统的结构设计,这样才能保证模具的品质。有些零件由于成型时有特殊要求,模具还需使用热流道、无痕注塑、气辅成型及氮气缸等先进的工艺。

关键词： ESI CAE分析系统设计

传感网中基于移动sink的数据收集方法研究

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传感网中基于移动sink的数据收集方法研究

作者：杜红伟黑龙江大学

学位级别：硕士

随着传感器网络的发展,越来越多的学者开始关注无线传感网的研究。在之前的许多研究中,人们对无线传感器网络中数据收集问题进行了深入的研究与讨论,但忽略了数据价值、数据时效性、传感器节点能耗不均匀等问题。本文在现有研究的基础上... 详细信息

随着传感器网络的发展,越来越多的学者开始关注无线传感网的研究。在之前的许多研究中,人们对无线传感器网络中数据收集问题进行了深入的研究与讨论,但忽略了数据价值、数据时效性、传感器节点能耗不均匀等问题。本文在现有研究的基础上,对无线传感器网络中基于移动sink的数据收集问题进行了重点研究,主要包括以下三个方面:首先,考虑节点自身的能量限制、数据收集的时延以及移动sink的路径规划问题,研究了无线传感器网络中基于网格分区的移动sink数据收集问题。将网络划分成若干相同大小的区域然后移动sink移动到某个网格中后固定不动,所有单元格头结点将数据转发给移动sink,然后移动sink返回基站交付数据,在每一轮每个网格都要根据节点剩余能量更新网格头结点(CH,Cell-Head)。移动sink每一轮都移动到距离最近或剩余能量最低的单元格头结点所在的网格中。每个区域内的非头节点通过多跳转发的方式将数据转发到头结点。采用移动sink收集数据减少了节点的多跳转发传输数据过程,从而降低了能量消耗,延长了网络生命周期。其次,考虑到无线传感器网络中传感器收集到的数据通常具有时效性,数据本身的价值通常会随着时间推移而降低,对无线传感器网络中基于数据价值的数据收集问题进行研究。通过数据价值对数据收集问题进行建模,利用整数线性规划计算理论最大化数据价值,根据数据价值信息同时考虑移动sink的速度使用移动sink访问节点收集数据,以达到数据价值信息最大化的目的。同时对比理论最大数据价值模型OPT,本文方法能到达到理论值的至少85%。最后,本文采用了聚簇和移动sink相结合的方法研究了传感器网络中的数据收集问题。在无线传感网中,由于环境因素节点的部署可能是均匀的也可能是不均匀的,而对于非均匀部署的传感器网络,如果采用网络分区可能就会导致有的分区中节点过多有的分区中节点过少的现象从而引起节点能耗不均匀网络过早消亡。因此本部分先采用基于节点密度聚簇的方法将整个网络的节点先聚簇,簇内的静态传感器节点使用多跳转发机制将数据转发给簇头节点,使用遗传算法和蚁群优化算法规划移动sink的在网络中访问簇头节点收集数据的路径。

关键词：无线传感器网络移动sink 网络分区数据价值聚簇

基于等维新息GM(1,1)的郑州市需水量预测

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人民黄河 2009年第1期31卷 53-54页

作者：杜红伟郑笑平陈兵南阳理工学院河南南阳473004 河南农业大学河南郑州450002 邓州市水利局河南邓州474150

针对传统GM(1,1)模型当系统增长速度较快时可能出现较大误差的弱点,提出了等维新息GM(1,1)模型,对郑州市2010年、2015年、2020年的需水量进行了预测,得出需水量分别为66560万、76380万、90561万m3。

关键词：等维新息 GM(1,1)模型需水量预测灰平面郑州市

FoxO1在胰岛β细胞代谢灵活性受损及失代偿进程中的作用

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中国生物工程杂志 2018年第6期38卷 70-76页

作者：冯琳晶于洋杜红伟吉林大学基础医学院长春130021 吉林大学第一医院长春130021

葡萄糖及脂肪酸是胰岛β细胞的关键代谢底物,葡萄糖刺激胰岛β细胞分泌胰岛素是维持机体血糖稳态平衡的关键。胰岛素抵抗发生时,β细胞对能量代谢底物的选择失调,加速胰岛β细胞由代偿到胰岛β细胞失代偿的进程,是肥胖胰岛素抵抗最终发... 详细信息

葡萄糖及脂肪酸是胰岛β细胞的关键代谢底物,葡萄糖刺激胰岛β细胞分泌胰岛素是维持机体血糖稳态平衡的关键。胰岛素抵抗发生时,β细胞对能量代谢底物的选择失调,加速胰岛β细胞由代偿到胰岛β细胞失代偿的进程,是肥胖胰岛素抵抗最终发展为2型糖尿病的始动因素。核转录因子FoxO1属于Fox家族成员,在胰腺内广泛表达,在β细胞的代谢,发育,增殖过程中发挥着重要的调节作用。鉴于FoxO1在维持胰岛β细胞功能中的关键作用,现着重对FoxO1在胰岛β细胞代谢灵活性受损及失代偿过程发生中的作用调节进行阐述。为其作为调控胰岛β细胞功能的关键靶点提供参考。

关键词：胰岛β细胞 FoxO1 代谢灵活性失代偿肥胖 2型糖尿病

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南阳地区回填膨胀土的试验研究

人民长江 2009年第15期40卷 41-43,63页

作者：谭征杜红伟高喜永南阳理工学院建筑系河南南阳473004 南阳理工学院土木工程系河南南阳473004 河南信禹水利水电监理公司河南南阳473000

膨胀土在南阳地区分布较广,从西到东,呈阶梯状。由于膨胀土具有吸水膨胀,失水收缩的特性,常常引起建于其上的建筑发生事故。因此,对膨胀土的性质进行研究十分必要。通过实地取样,对南阳地区的膨胀土的各种性质进行了室内试验。试验内容... 详细信息

膨胀土在南阳地区分布较广,从西到东,呈阶梯状。由于膨胀土具有吸水膨胀,失水收缩的特性,常常引起建于其上的建筑发生事故。因此,对膨胀土的性质进行研究十分必要。通过实地取样,对南阳地区的膨胀土的各种性质进行了室内试验。试验内容包括:试样含水率、密度、界限含水率、固结、击实、剪切、渗透以及特殊性质如膨胀率、膨胀力、收缩等。试验研究结果反映了南阳地区膨胀土的一些典型特征。

关键词：膨胀土试验研究特性南阳地区

基于竖向支座反力指标的连续梁桥损伤识别方法

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铁道建筑 2011年第2期51卷 39-42页

作者：马中军杜红伟张冉南阳理工学院土木工程系河南南阳473004 南阳理工学院建筑设计院河南南阳473004

本文的研究目的是为连续梁桥提供一种新的损伤识别方法。损伤引起的结构局部刚度变化与竖向反力变化之间的具体关系被建立了起来,成为新损伤识别方法的实施基础。利用两种加载工况下的测试结果,可以得到以小区间表示的损伤位置结果,进... 详细信息

本文的研究目的是为连续梁桥提供一种新的损伤识别方法。损伤引起的结构局部刚度变化与竖向反力变化之间的具体关系被建立了起来,成为新损伤识别方法的实施基础。利用两种加载工况下的测试结果,可以得到以小区间表示的损伤位置结果,进而利用检测设备的配合可确认真实损伤情形。方法的有效性得到了数值模拟算例和模型实验的验证。

关键词：支座反力损伤识别区间

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多沙河流急弯下口拦河闸水力学模型试验

人民长江 2008年第18期39卷 67-68,78页

作者：马中军杜红伟杨伟南阳理工学院土木工程系河南南阳473000 长江水利委员会长江科学院湖北宜昌443002

川西河流多沙。位于涪江上某枢纽在一急弯下口修建拦河闸及电站取水口,须对泄水建筑物的泄流能力、拉沙效果、冲沙效果进行模型试验,以验证首部枢纽布置及泄水建筑物设计的合理性。模型试验结果表明:原枢纽布置满足泄洪要求,但排沙效果... 详细信息

川西河流多沙。位于涪江上某枢纽在一急弯下口修建拦河闸及电站取水口,须对泄水建筑物的泄流能力、拉沙效果、冲沙效果进行模型试验,以验证首部枢纽布置及泄水建筑物设计的合理性。模型试验结果表明:原枢纽布置满足泄洪要求,但排沙效果不佳。根据试验结果,对枢纽布置进行了优化调整,重新进行排沙模型试验。证明排沙效果良好。

关键词：多沙河流急弯下口拦河闸电站取水口模型试验