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基于深度迁移学习的池沸腾瞬时状态快速识别方法

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中国科学：技术科学 2024年第6期54卷 1057-1068页

作者：张轩洪敏古江杭莫冬传衡益中山大学计算机学院广州510006 中山大学国家超级计算广州中心广州510006 中山大学广东省计算科学重点实验室广州510006 中山大学材料学院深圳518107 广东省先进热控材料及系统集成工程技术研究中心广州510275

沸腾过程高效传热的同时也面临着沸腾危机,而沸腾状态的瞬时识别与预测是维持“高功率密度电子器件”高效散热与延长生命周期的关键问题之一.得益于人工智能的快速发展,智能监测与快速识别技术逐渐被用于开发高效的沸腾状态检测器.传统... 详细信息

沸腾过程高效传热的同时也面临着沸腾危机,而沸腾状态的瞬时识别与预测是维持“高功率密度电子器件”高效散热与延长生命周期的关键问题之一.得益于人工智能的快速发展,智能监测与快速识别技术逐渐被用于开发高效的沸腾状态检测器.传统机器学习方法作为纯数据驱动方法难以摆脱对数据的过度依赖,而在实际沸腾应用场景下,模型会因为工况改变与数据稀缺面临泛化瓶颈.基于此,本文提出了一种基于深度迁移学习的池沸腾瞬时状态快速识别方法.首先基于卷积神经网络构建状态识别器OrigCNN,并利用自行开展的池沸腾实验获取沸腾瞬时状态数据集Dataset A训练源模型,测试准确率为100%;针对源模型的泛化瓶颈,本文以自有数据集Dataset A为源域,公开数据集Dataset B和Dataset C为目标域,在源模型OrigCNN中引入迁移学习技术构建深度迁移模型TLCNN,并分别使用目标域数据集的10%,5%,2.5%和1%构建小样本数据集用于迁移训练.测试结果表明,迁移训练样本数据量越多,TLCNN的测试准确率越高,以使用5%Dataset B(132张)进行迁移训练为例,TLCNN测试准确率达99.83%,临界状态检测假阴性率(false negative rate,FNR)为0.38%,证明该模型在实际场景切换时迁移应用的有效性与可靠性.此外,本文提出的深度迁移学习模型的识别效率在单机设备上即可达到毫秒级,对开发实时沸腾瞬态状态识别器及相应的数字孪生工具软件有重要的意义.

关键词：沸腾危机状态识别实时检测卷积神经网络迁移学习

广西自贸试验区片区对所在城市的经济增长效应研究

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广西自贸试验区片区对所在城市的经济增长效应研究

作者：隆杭商务部国际贸易经济合作研究院

学位级别：硕士

肌内效贴与护膝对男子专项羽毛球运动员蹬跨步膝关节的生物力学特征对比研究

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肌内效贴与护膝对男子专项羽毛球运动员蹬跨步膝关节的生物力学特...

作者：曹琳杭武汉体育学院

学位级别：硕士

目的:本研究通过对比肌内效贴与护膝对男子羽毛球专项运动员蹬跨步膝关节的生物力学数据的异同,旨在为羽毛球专项运动员以及羽毛球爱好者进行膝关节防护工具选择时提供依据,以达到降低膝关节运动损伤风险,增加膝关节稳定性的效果。方法... 详细信息

目的:本研究通过对比肌内效贴与护膝对男子羽毛球专项运动员蹬跨步膝关节的生物力学数据的异同,旨在为羽毛球专项运动员以及羽毛球爱好者进行膝关节防护工具选择时提供依据,以达到降低膝关节运动损伤风险,增加膝关节稳定性的效果。方法:本研究选取武汉体育学院体育教育与运动训练羽毛球专业男子运动员15名,于2023年3月-2023年6月在武汉体育学院国家体育总局体育工程重点实验室完成干预实验。每位受试者均在无干预、肌内效贴干预以及护膝干预三种干预条件下完成至少3次成功的蹬跨步动作。肌内效贴干预中采用稳定膝关节及支持韧带的贴扎方式,护膝干预中选用氯丁橡胶材质的弹性护膝。采集动作过程中的人体下肢膝关节运动学、动力学以及表面肌电数据,采用SPSS26.0统计软件对数据进行处理,组间比较使用单因素方差分析,并用(x±s)形式表示,p≤0.05视为差异具有统计学意义;采用Graphpad9.5进行绘图。结果:(1)比较发现三组在时间特征上均无显著性差异,单因素方差分析显示组间无统计学差异(P>0.05)。(2)对比三组在蹬跨步特征时刻膝关节三维角度发现,与无干预组相比,肌内效贴组在触地时刻、v GRFmax时刻、缓冲结束时刻的膝关节屈曲角度,v GRFmax时刻、缓冲结束时刻的膝关节内翻角度,v GRFmax时刻、缓冲结束时刻的膝关节外旋角度均存在显著性差异(P0.05)。(3)对比三组在蹬跨步着地过程中膝关节三维角度峰值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的膝关节屈曲角度、内翻角度、外旋角度均有显著性差异(P0.05)。(4)对比三组在蹬跨步着地过程中地面反作用力峰值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的缓冲阶段左右向、垂直向地面反作用力峰值均有显著性差异(P0.05)。(5)对比三组在蹬跨步着地过程中关节力矩峰值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的缓冲阶段膝关节屈伸力矩、内外旋力矩均有显著性差异(P0.05)。(6)对比三组在蹬跨步着地过程中下肢各肌肉均方根振幅值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的股外侧肌、股内侧肌均存在显著性差异(P0.05)。(7)对比三组在蹬跨步着地过程中下肢各肌肉积分肌电值发现,与无干预组相比,肌内效贴组的股外侧肌存在显著性差异(P0.05)。结论:(1)肌内效贴干预可以使运动员主动增加膝关节矢状面的活动范围,以此来缓冲蹬跨步着地过程中的地面反作用力,减小膝关节屈伸力矩及内外旋力矩,从而减轻膝关节负荷,提高膝关节稳定性。(2)护膝干预是通过被动限制膝关节矢状面与冠状面活动范围,减小膝关节屈伸力矩与内外翻力矩,从而降低膝关节损伤风险,支持保护膝关节。

关键词：羽毛球蹬跨步肌内效贴护膝膝关节生物力学

基于自监督预训练网络的遮挡目标检测算法研究

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基于自监督预训练网络的遮挡目标检测算法研究

作者：胡成杭重庆理工大学

学位级别：硕士

在计算机视觉这一关键领域中,目标检测扮演着至关重要的角色,其应用涵盖了诸如安防监控、智能交通、无人驾驶等诸多实际应用场景。尽管深度学习技术的快速发展极大地推动了目标检测算法性能的进步,但在目标被遮挡这种复杂场景下,仍对现... 详细信息

在计算机视觉这一关键领域中,目标检测扮演着至关重要的角色,其应用涵盖了诸如安防监控、智能交通、无人驾驶等诸多实际应用场景。尽管深度学习技术的快速发展极大地推动了目标检测算法性能的进步,但在目标被遮挡这种复杂场景下,仍对现有的目标检测算法构成了显著挑战。当目标发生部分或严重遮挡时,遮挡物所带来的信息干扰往往使检测算法难以充分捕获被遮挡目标的关键特征信息,这不仅导致检测器的性能严重下降,同时也影响了其在后续现实场景中的实际应用。为克服遮挡目标检测所面临的挑战,并提高算法在复杂环境中的鲁棒性,论文依托自监督学习理论,提出了一种基于自监督预训练的遮挡目标检测新框架。该框架的独特之处在于采用视觉Transformer架构作为核心的特征编码器和解码器,并创新性地应用了局部随机掩码策略进行自监督预训练。不同于先前的全局随机掩码方法,局部随机掩码策略专注于图像中目标区域的局部特征,引导编码器聚焦于目标可见部分的特征提取,从而显著增强了对被遮挡目标特征的学习能力。进入微调阶段,为应对目标尺度多样性的挑战,本文设计了一种基于视觉Transformer的特征金字塔网络结构（Vi T-FPN）,通过对不同层次特征图的深度融合,增强了检测器对各种尺寸遮挡目标的识别与定位能力。考虑到复杂遮挡环境下基于查询的检测器可能因遮挡物引入的噪声而降低性能,论文创新性地提出了解耦交叉注意力头机制。该机制通过对采样点范围的调整,并将置信度预测与边界框预测两者解耦,有效抑制了遮挡物对置信度预测的不利影响,从而显著降低了遮挡目标检测中漏检与误检的发生概率。此外,针对公开遮挡目标数据集中普遍存在的遮挡程度分布不均衡问题,本研究引入了一种基于Intersection over Union（Io U）的引导因子策略。该策略可根据预测边界框与实际边界框之间的Io U值,适时调整容易和困难回归样本在损失函数中的权重分配,促使模型在训练迭代过程中更多关注对低质量预测边界框的优化,从而全面提升遮挡目标检测的整体性能。论文在两个具有代表性的公开遮挡目标检测数据集上进行了对比实验验证。实验结果显示,所提出的自监督学习算法相较于其他同类算法,在各项关键评价指标上均取得了显著改进。当将该算法与基于查询的目标检测算法相结合时,在Crowd Human数据集上AP、MR和Recall三项指标分别较基线方法提升了0.7、1.6和1.7。这有力地证实了该方法在处理遮挡目标检测任务时的有效性,为提升复杂场景下目标检测算法的性能提供了新的思路和解决方案。

关键词：遮挡目标检测自监督学习视觉Transformer 局部随机掩码

基于对抗网络的半监督颈动脉斑块超声图像识别研究

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基于对抗网络的半监督颈动脉斑块超声图像识别研究

作者：陈泽杭东莞理工学院

学位级别：硕士

颈动脉粥样硬化是引发冠心病、脑卒中等心血管疾病的重要病因之一,发现颈动脉内粥样物质沉积形成的易损斑块,有助于准确评估患者的心血管健康状况。医生需要通过观察超声影像对病灶进行分析和诊断,但大量影像数据的解读给医生带来了巨... 详细信息

颈动脉粥样硬化是引发冠心病、脑卒中等心血管疾病的重要病因之一,发现颈动脉内粥样物质沉积形成的易损斑块,有助于准确评估患者的心血管健康状况。医生需要通过观察超声影像对病灶进行分析和诊断,但大量影像数据的解读给医生带来了巨大挑战,经验不足和疲劳都会导致病情判断出现误差。因此,运用深度学习技术对超声影像中的斑块进行精确识别,对辅助医疗诊断意义重大。近年来,基于深度学习的有监督学习方法在斑块识别领域已经取得显著进展并实现了较高的识别精度,但这些方法的应用仍受限于对大量标注数据和人工参与的依赖。本研究提出一种新的基于生成对抗网络的半监督学习方法来进行粥样斑块的分割,该模型采用两个生成器和一个判别器的对抗网络结构。本文主要研究内容如下:针对超声图像标注数据稀少且标注成本高的问题。本研究对生成器进行改进。由两种生成器组成,分别是CNN模型和VIT模型。通过结合CNN模型与VIT模型的不同优势,有效利用了未标记图像,实现了模型在训练过程中的相互学习与监督,显著提高了粥样斑块识别的精度和效率。针对置信图二值化的像素阈值设置不当可能导致误判的问题。本研究对模型中的判别器进行了创新性改进,引入基于三个残差基础块的特征提取模块,并设计了两个输出分支,生成图像级概率和像素级置信图,将图像级概率作为像素级置信图的动态阈值,对像素级置信度图进行二值化处理,从而生成精确的置信掩膜,以提升分割任务的表现。此外,本研究还构建了一套基于分割结果的量化分析模型,使得分割结果得以数据化,并实现了分割与量化分析的有效结合。通过对生成器与判别器进行改进,基于对抗网络的半监督模型在自制的颈动脉超声图像数据集上进行实验,结果表明本文方法优于现有流行的半监督和全监督方法,并且本文方法在只用84张有标注图片训练的情况下达到基线模型用845张有标签图片训练情况下效果的94%。本文方法还在公开数据集乳腺超声数据集进行测试,取得了相似的结果。此方法减少了对大量标注数据的依赖,降低了时间和金钱成本。为了实现颈动脉粥样斑块的辅助诊断,本研究与医疗单位合作,收集并标注了大量颈动脉超声图像,为模型训练提供了宝贵的数据资源。基于半监督学习方法研发了一套颈动脉辅助诊断系统,集成了自动扫描装置、分割模型、测算模型及用户交互界面,显著提高了诊断的准确性和效率。

关键词：颈动脉斑块分割超声图像对抗网络半监督学习辅助诊断系统

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X建筑公司员工职业高原问题及应对策略研究

X建筑公司员工职业高原问题及应对策略研究

作者：杭琴重庆交通大学

学位级别：硕士

基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类的VSP波场分离方法

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地球物理学报 2024年第1期67卷 289-307页

作者：赵亮高静怀李振张伟田亚军西安交通大学信息与通信工程学院西安710049 海洋油气勘探国家工程研究中心西安710049

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)蕴含大量的地层地质信息,是连接地震反射数据与测井资料之间的桥梁.VSP数据分辨率高,资料丰富,包括上行波、下行波、转换波等多种类型的波场,常被用于地层反射界面标定、介质衰减参数反演... 详细信息

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)蕴含大量的地层地质信息,是连接地震反射数据与测井资料之间的桥梁.VSP数据分辨率高,资料丰富,包括上行波、下行波、转换波等多种类型的波场,常被用于地层反射界面标定、介质衰减参数反演等.其中,如何有效地分离波场是将VSP资料应用于油气勘探的关键之一.广义Curvelet变换是一种具有多尺度、多角度的相空间变换,能够进行相空间域波场特性的提取.本文聚焦于VSP波场的上下行波分离问题,提出一种基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类方法.首先,采用广义Curvelet变换对VSP波场进行特征提取,构造融入相空间角度信息的特征数据集;然后,利用K-means聚类算法在相空间对波场特征进行分类;最后,对分类结果进行反变换,完成VSP上下行波波场的自适应分离.为了验证方法的有效性,本文将所提出的方法用于合成数据和实际VSP数据的波场分离,并与常用的基于F-K变换的波场分离方法进行对比.处理结果表明,本文方法角度分辨率高、抗噪能力强,波场分离结果的保真保幅性好,这为后续的成像与地层的特征分析提供了重要基础资料.

关键词：垂直地震剖面(VSP) 波场分离 Curvelet变换广义Curvelet变换 K-means聚类

基于平衡计分卡的中国建材并购中材绩效评价研究

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基于平衡计分卡的中国建材并购中材绩效评价研究

作者：杭武华延安大学

学位级别：硕士

随着我国供给侧改革的不断推进和经济结构的转型升级,大型国有企业改革不断深化。水泥、钢铁等建材行业产能过剩,产业结构亟待深化调整,建材企业选择并购重组对资产结构进行优化、产业再布局是市场大环境推动下的高效解决方法。中国建... 详细信息

随着我国供给侧改革的不断推进和经济结构的转型升级,大型国有企业改革不断深化。水泥、钢铁等建材行业产能过剩,产业结构亟待深化调整,建材企业选择并购重组对资产结构进行优化、产业再布局是市场大环境推动下的高效解决方法。中国建材股份与中材股份在业务板块上有高度的重叠,涉及水泥、钢铁、玻璃等多类型业务,双方均是我国建材行业中的龙头企业。双方通过换股合并,以期达到缓解产能过剩、调整产业结构、扩大市场规模的目的,进而推进国有企业高质量发展。本文以中国建材并购中国中材为研究对象,基于平衡计分卡绩效评价基本理论,根据2016-2020年年度相关数据,从财务、客户、内部流程、学习与成长和环境等五个维度,采取层次分析法进行量化分析,构建绩效评价体系,对其并购绩效进行了全面客观的分析,同时对并购前后的绩效进行了对比分析。研究表明:中国建材实施并购后,在财务、客户、内部流程、学习与成长、环境等维度方面的并购效果显著,发挥了积极的并购效应,对同行业企业并购提供了重要启示。本研究丰富了平衡计分卡理论在我国企业并购绩效研究领域的应用实践,并为国有建材企业的并购绩效评价提供了有益的参考。

关键词：平衡计分卡并购绩效层次分析法

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无阀纳米泵中水流的反常堵塞

物理学报 2024年第9期73卷 179-185页

作者：李伟健周晓艳陆杭军浙江师范大学凝聚态物理研究所金华321004

对于颗粒物质,在锥形通道的窄口处容易发生堵塞现象,实验中通常利用机械振动进行疏通.而对于无孔不入的水却不同,即使在纳米尺度的碳纳米管中仍然可以快速通透.本文利用分子动力学模拟研究了由锥形碳纳米管与石墨烯平面构成的无阀纳米泵... 详细信息

对于颗粒物质,在锥形通道的窄口处容易发生堵塞现象,实验中通常利用机械振动进行疏通.而对于无孔不入的水却不同,即使在纳米尺度的碳纳米管中仍然可以快速通透.本文利用分子动力学模拟研究了由锥形碳纳米管与石墨烯平面构成的无阀纳米泵,发现水输运在一定条件下也会出现反常堵塞.与颗粒物质截然不同的是振动方法无法恢复水流,相反,它促使水在纳米水泵的通道窄口处发生堵塞.通过分析堵塞区水的密度分布、氢键寿命、水分子的结构特征,揭示了反常堵塞是由腔体中振动膜的高频振动引发水的结构相变造成的.

关键词：无阀纳米泵水流堵塞振动氢键网络