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基于机器学习的计算颜色恒常性算法研究

基于机器学习的计算颜色恒常性算法研究

作者：王兴光齐鲁工业大学

学位级别：硕士

颜色恒常性是计算机视觉和图像处理领域中的一个基础问题,它关注于在不同光照条件下保持物体表面颜色的稳定。将机器学习和深度学习应用至图像信号处理器(ISP)颜色恒常性问题时,常常受限于数据集规模、模型复杂度、计算能力等因素。针... 详细信息

颜色恒常性是计算机视觉和图像处理领域中的一个基础问题,它关注于在不同光照条件下保持物体表面颜色的稳定。将机器学习和深度学习应用至图像信号处理器(ISP)颜色恒常性问题时,常常受限于数据集规模、模型复杂度、计算能力等因素。针对这些问题,本研究探讨和改进计算颜色恒常算法,以提高视觉系统在不同复杂光照场景中的性能。本文工作主要包括:(1)基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的计算颜色恒常性算法研究。本研究提出了一种新颖的计算颜色恒常性算法,采用LSSVM来解决深度学习模型规模大、数据需求高的挑战。通过照明偏好特征对训练图像进行聚类,并为每个聚类训练单独的LSSVM模型,实现了对不同输入图像的自适应光照颜色估计。实验结果显示,该方法在常用颜色恒常数据集上的表现超越了传统统计方法,并可与复杂度高的深度学习方法相媲美,显著提升了颜色恒常性处理的效率和准确性。(2)基于模型集成的计算颜色恒常性算法研究。考虑到各种常用的基于统计、基于学习和基于组合的计算颜色恒常性算法通常仅适用于某些特定类型的图像,本研究提出了一种结合自适应神经模糊推理系统(ANFIS)与LSSVM的计算颜色恒常算法,通过模型集成克服单一算法的局限性。该方法即使在小样本集上训练也能实现良好的性能,具有低计算成本、高鲁棒性的优势,适用于多变的视觉场景。(3)基于深度学习的计算颜色恒常性算法研究。现有基于深度学习的颜色恒常算法常常存在泛化性能不佳的问题,跨数据集、跨相机传感器时性能下降显著。为了应对在特定传感器下精确进行颜色恒常计算的挑战,本研究结合了多层感知器和全卷积网络,开发了一种半监督学习算法,有效针对单一相机型号进行精确光源估计。该算法不仅适用于静态图像,也可扩展应用于视频序列,应用场景广泛。本文研究工作可以为数字成像系统提供有效的颜色预处理,消除场景光照变化的影响,改善计算成像质量,为提升目标检测与辨识等计算机视觉任务的准确性和鲁棒性打下基础。

关键词：计算颜色恒常性光源估计机器学习深度学习图像信号处理器

砂卵石地层盾构区间地表沉降影响因素聚类分析

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第1期54卷 219-230页

作者：王伟王兴周勋韦生达长春工程学院土木工程学院长春130012 中交路桥北方工程有限公司北京100024

为了掌握盾构掘进参数和地质条件对砂卵石地层盾构区间地表沉降的综合影响规律,依托成都地铁某盾构区间,结合团队前期地表沉降与掘进参数的关系,确定了总推力、刀盘转速、螺旋机转速、上覆土层厚度、地下水位、卵石层厚度6种聚类指标,利... 详细信息

为了掌握盾构掘进参数和地质条件对砂卵石地层盾构区间地表沉降的综合影响规律,依托成都地铁某盾构区间,结合团队前期地表沉降与掘进参数的关系,确定了总推力、刀盘转速、螺旋机转速、上覆土层厚度、地下水位、卵石层厚度6种聚类指标,利用K均值聚类算法对各参数指标的实际监测数据进行聚类,综合分析各个指标对地表沉降的影响。结果表明:1)根据K均值聚类结果把监测点即施工地段划分为3种地表沉降风险等级,监测点1—3为危险(Ⅰ级),监测点7—13、16—19、25—34为较危险(Ⅱ级),监测点4—6、14—15、20—24为安全(Ⅲ级)。2)根据聚类结果可知,在特定范围内掘进参数、地层构造与地表沉降之间具有正、负相关性关系。3)通过分析地层构造、掘进参数与地表沉降的关系,得出当上覆土层厚度较大、地下水位较小、卵石层厚度较大时,掘进参数控制范围为总推力29034.00~31181.95 kN,刀盘转速1.25~1.32 r/min,螺旋机转速6.13~6.98 r/min;当上覆土层厚度较小、地下水位较小、卵石层厚度较小时,掘进参数控制范围为总推力34419.89~36867.28 kN,刀盘转速1.44~1.45 r/min,螺旋机转速5.74~6.99 r/min。

关键词：砂卵石地层盾构地表沉降聚类分析

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基于启发式算法的认知雷达发射波形设计研究

基于启发式算法的认知雷达发射波形设计研究

作者：王兴家石家庄铁道大学

学位级别：硕士

正中神经电刺激对脑损伤患者昏迷唤醒的研究进展

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中华危重病急救医学 2024年第9期36卷 997-1000页

作者：安乐邵瑞王兴圣唐子人首都医科大学附属北京朝阳医院急诊医学科北京100020

随着医学的发展, 颅脑损伤患者的救治率逐渐提升, 更多的生命被成功挽救, 但因此产生的昏迷患者逐渐增多, 持续的医疗照护增加了家庭及社会的经济负担, 对昏迷患者进行促醒的意义重大。正中神经电刺激(MNS)作为一种无创的脑刺激技术, ... 详细信息

随着医学的发展, 颅脑损伤患者的救治率逐渐提升, 更多的生命被成功挽救, 但因此产生的昏迷患者逐渐增多, 持续的医疗照护增加了家庭及社会的经济负担, 对昏迷患者进行促醒的意义重大。正中神经电刺激(MNS)作为一种无创的脑刺激技术, 已广泛应用于临床促醒治疗, 多项临床研究证实了此项技术的效果。本文从昏迷机制、正中神经通路、MNS的促醒机制、MNS的临床应用、电刺激的参数设置及神经功能评估等方面, 总结该技术的研究进展。

关键词：正中神经正中神经电刺激脑损伤昏迷促醒

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基于线粒体基因变异及表达的卵巢癌预后研究

基于线粒体基因变异及表达的卵巢癌预后研究

作者：王兴国中国人民解放军空军军医大学

学位级别：硕士

基于实物模型的小学科学教学情境设计研究 ——以“地表雕刻师”为例

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基于实物模型的小学科学教学情境设计研究 ——以“地表雕刻师”...

作者：王兴华沈阳大学

学位级别：硕士

随着小学科学学科地位的提升,设计与达成高效的科学课堂以及让小学科学教学更贴合科学学科核心素养的培养逐渐受到不同学者关注。实物模型能够将抽象的知识以直观的形式展示,是学生科学学习的重要工具。《义务教育科学课程标准(2022年版... 详细信息

随着小学科学学科地位的提升,设计与达成高效的科学课堂以及让小学科学教学更贴合科学学科核心素养的培养逐渐受到不同学者关注。实物模型能够将抽象的知识以直观的形式展示,是学生科学学习的重要工具。《义务教育科学课程标准(2022年版)》将科学思维列为科学学科核心素养之一,“实物模型”成为课程标准中的高频词汇,使用和构建实物模型能显著提升学生的科学思维能力,因此需要深入研究基于实物模型的小学科学教学情境设计,通过实物模型的情境促进学生全面发展,培养学生的科学学科核心素养。本文主要采用文献研究法、问卷调查法、统计分析法等方法进行研究。首先,对相关文献进行整理分析,梳理了情境教学、情境设计、实物模型相关的概念、理论以及研究现状;其次,阅读大量文献资料后编制小学科学教师与学生的调查问卷,运用问卷调查法调查一线小学科学教师基于实物模型的小学科学教学情境设计的现状,并对当前小学科学教学情境设计的现状及存在问题的原因进行分析。分析调查问卷结果发现目前情境设计存在以下问题:教学情境设计方式单一、教学情境设计缺乏连贯性、教学情境设计偏离核心素养目标、情境教学缺乏学生的深度参与、实物模型情境设计缺少基础条件等;再次,根据调查问卷反映出的问题,提出对应的小学科学教学情境设计优化策略,在理论指导下对课程标准以及苏教版科学教材进行分析,之后选取《地表雕刻师》一节进行基于实物模型的小学科学教学情境设计,以解决情境设计中存在的问题并促进学生核心素养的发展;最后,结合建模流程将情境设计与教学活动结合实施教学。选取初始状态相近的两个班作为实验班和对照班,实践教学后利用以核心素养四个维度为主的学情测评卷对实验班跟对照班进行前后测,并对实验班的师生进行问卷访谈,通过前后测结果和访谈结论检验基于实物模型的情境设计的有效性,通过质性评价与量化评价相结合的方式对教学情境设计进行评价与反思。本文在分析教学情境设计实践效果的基础上,得出以下结论:基于实物模型的小学科学教学情境设计能够取得较好的教学效果,学生在动手制作实物模型的过程中掌握科学知识、提高小组合作能力和意识、提高科学思维与探究实践的能力、增强热爱并保护自然的意识,从而能促进学生科学学科核心素养的发展。

关键词：小学科学实物模型教学情境设计核心素养

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海藻酸钠薄膜力学性能及阻隔性能的改善研究

海藻酸钠薄膜力学性能及阻隔性能的改善研究

作者：王兴龙烟台大学

学位级别：硕士

传统塑料包装材料的大量使用造成了严重的环境污染,威胁人类的生命健康,所以急需开发天然可降解的生物基食品包装材料(如天然多糖等)。海藻酸钠(Sodium alginate,SA)提取自天然海藻,具有无毒、可降解和成膜性好等优点,在食品包装膜材料... 详细信息

传统塑料包装材料的大量使用造成了严重的环境污染,威胁人类的生命健康,所以急需开发天然可降解的生物基食品包装材料(如天然多糖等)。海藻酸钠(Sodium alginate,SA)提取自天然海藻,具有无毒、可降解和成膜性好等优点,在食品包装膜材料领域具有很大潜力。但是亲水性强的海藻酸钠膜(ALG膜)力学性能和阻隔性能较差,这是实现其广泛应用必须解决的问题。本论文从添加增塑剂、改性蒙脱土两个方面开展研究,以期提升海藻酸钠薄膜的力学和阻隔性能,主要研究工作如下:(1)抗溶出增塑剂对ALG膜力学性能和阻隔性能的影响。甘油分子丰富的羟基能够与海藻酸钠分子链之间形成氢键,削弱海藻酸钠分子链之间的连接,起到增塑作用,但其水溶性带来易浸出的问题,导致ALG膜的柔韧性下降而发生脆性断裂。为此,本工作探索可改善ALG膜力学性能的抗溶出增塑剂,重点研究不同聚合度的聚甘油增塑剂甘油(GLY)、三聚甘油(TG)和十聚甘油(DG)对ALG膜物化性能的影响,对所制备海藻酸钠薄膜的形貌、结晶度、力学性能、热学性能、水溶性、含水量和阻隔性能等进行表征。结果表明长链的TG和DG增塑剂与海藻酸钠基体之间具有更强的相互作用,使用其增塑后的海藻酸钠薄膜具有更好的力学性能、更高的含水量和更低的水溶率;尤其水中浸泡24小时后,以TG和DG为增塑剂的ALG膜的力学性能仍显著优于以GLY为增塑剂的ALG膜。(2)抗菌蒙脱土改性对ALG膜力学、阻隔和抗菌性能的影响。负载原位合成碱式硫酸铜的纳米片状蒙脱土(Cu-MMT)材料,解决碱式硫酸铜抗菌剂杀菌效率低和应用场景受限的问题。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱面扫描(EDS-Mapping)和比表面测试(BET)等测试表明负载于蒙脱土表面的碱式硫酸铜具有小粒径、大比表面积和高铜离子溶出率。抗菌测试结果证明其抗菌活性较纯的碱式硫酸铜显著提升,对于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌圈直径分别增大28.6%、33.5%、46.7%。Cu-MMT与海藻酸钠分子之间通过氢键作用形成均匀的复合膜(ALG-Cu MMT),Cu-MMT的加入赋予ALG膜抗菌能力,并且提高了ALG膜的力学强度、对水蒸气和氧气的阻隔性能、对紫外线的屏蔽性能以及薄膜在水中的稳定性,削弱了薄膜的亲水性。在Cu-MMT 5wt%添加量下,ALGCu MMT薄膜对大肠杆菌的抑菌率达到约98%,对金黄色葡萄球菌及白色念珠菌的抑菌率达到100%,而添加了相同质量碱式硫酸铜的海藻酸钠薄膜对于三种菌均无明显抑菌效果。

关键词：海藻酸钠薄膜聚甘油碱式硫酸铜蒙脱土

高效防治白绢病木霉菌的筛选评价及液态发酵条件优化

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高效防治白绢病木霉菌的筛选评价及液态发酵条件优化

作者：王兴强齐鲁工业大学

学位级别：硕士

白绢病是由齐整小核菌(Sclerotiumrolfsii Sacc.)引起的一种土传真菌病害。白绢病病原菌的宿主范围广泛,涵盖了花生在内的500多种植物,近年来,由于花生等作物的种植面积不断扩大,连作、重茬和秸秆还田等耕作方式逐渐单一,再加上气候变... 详细信息

白绢病是由齐整小核菌(Sclerotiumrolfsii Sacc.)引起的一种土传真菌病害。白绢病病原菌的宿主范围广泛,涵盖了花生在内的500多种植物,近年来,由于花生等作物的种植面积不断扩大,连作、重茬和秸秆还田等耕作方式逐渐单一,再加上气候变暖、水肥条件改善以及有机肥的减少,导致我国各花生产区普遍受到白绢病的影响。本文以木霉防治花生白绢病为主要研究方向,通过对实验室保藏的100株木霉进行筛选,选出对白绢病病原菌有良好生防效果的木霉菌株。并采用转录组分析方法研究接种木霉菌后得病植株基因表达的差异,从基因水平探究了白绢病对花生植株的致病机理。后通过高通量测序方法研究花生分别接种白绢病病原菌、木霉菌对花生根际土壤微生物的影响;通过对木霉液体发酵培养基的优化去探究发酵条件对木霉产厚垣孢子的影响,以期为解决花生白绢病问题提供一些思路。主要研究结果如下:1、防治花生白绢病的木霉筛选(1)通过对峙、酶活、盆栽等一系列的实验,筛选出了对花生白绢病有生防效果并能促进植株生长的木霉菌株:哈茨木霉QT20045。(2)哈茨木霉QT20045发酵液的颜色随着发酵天数的增加,由浅黄色变为红褐色,并且发酵液的发酵天数越长,发酵液的抑菌效果越好。(3)哈茨木霉QT20045发酵液的稀释倍数影响着木霉的抑菌效果,木霉发酵液的稀释倍数越低抑菌效果越好。(4)哈茨木霉QT20045对于花生幼苗具有显著的促生效果,与对照组(CK)相比,哈茨木霉QT20045处理的花生植株根长显著增加24.62%,株高增加12.57%。2、花生盆栽接种白绢病病原菌、木霉菌后的转录组分析(1)哈茨木霉QT20045通过下调花生幼苗的1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因、1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(ACS)基因及上调吲哚乙酸(IAA)相关基因,从而调节了花生幼苗中乙烯和IAA的平衡,促进了植物生长以及提高了植物对花生白绢病的抵抗力。(2)通过分析白绢病病原菌入侵花生幼苗的MAPK途径发现,白绢病病原菌会通过下调Ah SUMM2基因,从而降低植物细胞的死亡防御反应,帮助其入侵。相反,接种哈茨木霉QT20045可以上调Ah SUMM2基因,从而增强植物对病原菌的抵抗力。(3)通过MAPK途径分析,白绢病病原菌会引起花生幼苗Ah ACS1的上调,导致乙烯植物含量增加,从而抑制植物生长,添加哈茨木霉QT20045可以下调Ah ACS1基因,降低植物乙烯合成,促进植物生长。(4)白绢病病原菌还会导致花生抗病基因Ah PR1的表达增加,引起植物防御反应。此外,齐整小核菌的入侵还会引起花生果胶甲酯酶基因Ah PME的上调,这可能是白绢病病原菌入侵植物的一条新途径。3、花生盆栽接种白绢病病原菌、木霉菌后的微生物群落分析哈茨木霉QT20045对花生根际土壤中的真菌群落、细菌群落丰富度的变化起到了重要作用,Alpha多样性分析揭示了接种木霉对整体群落丰度增加产生了显著影响。门水平的分析显示,接种木霉会显著增加木霉所属的子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度,同时减少病原菌所属的担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度。在属水平的分析中,接种木霉同样显著提升了木霉菌属(Trichoderma)的相对丰度,同时降低了病原菌所属的小核菌属(Sclerotinia)的相对丰度。4、优化液体发酵条件,提高哈茨木霉QT20045生产厚垣孢子的效率通过采用单因素实验与正交实验相结合的方法对哈茨木霉QT20045液体发酵条件进行优化,筛选出最佳高产木霉菌丝液体发酵条件,即:培养时间为48h,可溶性淀粉:40g/L、豆粕粉:30g/L、硫酸镁:0.2 g/L、碳酸钙:0.05g/L、磷酸二氢钾:0.05g/L、磷酸氢二钾:0.05g/L、转速150 r/min、培养时间48 h、装液量100 m L、接种量5%、初始p H为6.0。并根据最佳高产木霉菌丝液体发酵条件结合前人研究以p H为诱导厚垣孢子产生条件,通过发酵48h后改变发酵液p H,筛选出最适木霉生产厚垣孢子条件。综上所述,哈茨木霉20045提高植物对白绢病抗病性的影响是多方面的,从病原菌方面,哈茨木霉QT20045可以抑制病原菌的生长空间,并对病原菌菌丝产生缠绕分解现象。从植物抗病促生长方面,哈茨木霉QT20045可以提高植物抗病基因的表达,帮助植物抗病,并减少植物乙烯的分泌,促进植物生长。从根际微生物方面,哈茨木霉QT20045可以提高植物根系微生物丰度,降低植物感病风险,此外,哈茨木霉QT20045可以降低病原菌的群落丰度,减少病原菌群落的影响。因此木霉对于提高植物抗白绢病能力具有重要意义。

关键词：白绢病木霉生物防治微生物群落分析转录组发酵

UBE2J1促进ALV-A复制及分子机制探索

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UBE2J1促进ALV-A复制及分子机制探索

作者：王兴明长江大学

学位级别：硕士