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基于重构意识的鲁棒模糊聚类图像分割算法研究

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基于重构意识的鲁棒模糊聚类图像分割算法研究

作者：祁霄西安邮电大学

学位级别：硕士

图像分割在图像处理和计算机视觉领域扮演着重要的角色,广泛应用于场景理解、医学图像分析、机器人感知、视频监控、增强现实和图像压缩等领域。模糊聚类在图像分割中发挥关键作用,特别是对于具有模糊边界或混合特征的图像。随着模糊聚... 详细信息

图像分割在图像处理和计算机视觉领域扮演着重要的角色,广泛应用于场景理解、医学图像分析、机器人感知、视频监控、增强现实和图像压缩等领域。模糊聚类在图像分割中发挥关键作用,特别是对于具有模糊边界或混合特征的图像。随着模糊聚类图像分割算法的快速发展以及成像技术的不断进步,模糊聚类图像分割面临着新的机遇和挑战。一方面,成像技术的不断进步丰富了图像数据的获取手段,为算法的设计提供了更丰富的数据支持,同时也对算法的精度和效率提出了更高的要求。另一方面,随着图像数据规模的不断扩大,以及对分割结果精度的不断追求,模糊聚类算法需要更加高效和准确,以适应现实场景中的复杂性和多样性。然而传统的模糊聚类图像分割算法在处理复杂图像时存在以下问题:(1)传统算法往往难以准确捕捉复杂图像中的边界信息,导致分割结果的边界模糊不清,影响了分割的精度和可用性;(2)复杂图像中常常存在各种类型的噪声,传统算法对噪声的敏感性较高,容易将噪声错误地归类为目标对象,从而影响了分割结果的质量;(3)一些传统算法在处理大规模图像时计算复杂度较高,耗时较长,限制了其在实际应用中的实时性和可扩展性。针对上述问题,本文以模糊聚类方法为主要理论,以提升算法的鲁棒性和扩展性为目标,研究面向高噪声污染图像、模糊图像以及雾霾污染图像聚类分割的方法和模型。本文的主要研究内容与创新之处主要包括:(1)针对核模糊加权局部信息C-均值聚类算法处理高噪声污染图像时会出现细节丢失和分割效果不佳的问题,提出了结合引导双边滤波和核模糊加权局部信息C-均值聚类算法思想的图像分割算法。首先,针对噪声图像建立了引导双边滤波的优化模型;其次,将该滤波模型嵌入到核化模糊局部信息C-均值聚类中,构建一种新的重构滤波信息驱动的噪声图像模糊聚类模型;最后,利用拉格朗日乘子法求解该模型,得到噪声图像分割的三级交替迭代算法,并对其收敛性进行了严格分析。实验结果表明,相比于最新的模糊聚类相关算法,该算法具有更好的分割性能和抗噪性能。(2)现有的鲁棒模糊聚类算法主要用于处理噪声污染图像,但对于模糊噪声图像的分割问题并不有效。因此,提出一种基于局部特征驱动的模糊局部信息C-均值聚类方法,旨在通过引入图像的特征信息来实现对模糊噪声图像的高质量分割。首先,使用局部三值模式提取模糊噪声图像的特征信息;其次,将图像特征信息嵌入到核模糊加权局部信息C-均值聚类的目标函数中,建立了模糊噪声图像分割模型。最后,利用拉格朗日乘子法求解该模型,得到模糊噪声图像分割的三次交替迭代聚类算法。实验结果表明,该算法对模糊噪声图像具有较好的分割性能。(3)模糊C-均值聚类是一种经典的聚类算法,广泛应用于模式识别、图像分割和数据分析等领域。然而,传统的模糊C-均值聚类算法在雾图像分割中存在一些明显的局限性。因此,本文提出了一种将模糊聚类与图像引导滤波相结合的带雾图像分割方法。首先,采用引导滤波方法对图像进行预处理,得到引导图像;其次,将非局部引导滤波和模糊C-均值聚类相结合,建立了一个适用于带雾图像分割的优化模型。再次,利用拉格朗日乘子法求解,得到了带雾图像分割的五级交替迭代聚类算法,并对其收敛性进行了严格分析。大量实验表明,该算法在雾天图像分割中具有较好的性能。(4)准确的图像分割是执行图像分析任务的先决条件。图像中存在不同的语义信息和复杂的场景结构,这种语义多样性对图像分割提出了挑战。为了应对这些挑战,现有算法在分割过程中利用不同类型的信息来提高鲁棒性。然而,当前的算法在去除噪声和保留细节之间存在权衡。因此,构建了一种改进的图像分割模型,并提出了两种改进的聚类算法。首先,通过引入自相似性和反投影来提高图像分割算法的鲁棒性;其次,将滤波模型嵌入模糊聚类算法中,构建了一种新的噪声污染图像分割模糊聚类模型;最后,利用拉格朗日乘子法求解,从模型中推导出四级交替迭代算法。本文提出了具有高精度和强鲁棒性的模糊聚类图像分割算法,能够对高噪声污染图像、模糊噪声图像以及带雾图像进行很好的分割,进一步扩展了其应用范围。本文还从理论分析所提出算法的合理性,并在各种数据集以及各种类型的图像上证实了本文提出的算法的有效性和普适性。

关键词：图像分割引导双边滤波重构局部三值模式交替迭代算法

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基于深度学习的集成电路掩模优化研究与实现

基于深度学习的集成电路掩模优化研究与实现

作者：祁攀安徽理工大学

学位级别：硕士

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泡沫流体抑制土体渗透破坏发生发展试验研究

岩土工程学报 2024年第2期46卷 366-374页

作者：王媛巩佳琨邱昊天祁天河海大学水利水电学院江苏南京210024 河海大学力学与材料学院江苏南京210024

堤防工程是中国防洪减灾体系的重要组成部分,管涌等渗透破坏对堤防工程安全造成重大影响。目前堤防险情处置仍主要依赖传统技术和人海战术,险情控制能力亟待提升。提出一种基于孔隙增阻和抑制颗粒运移的泡沫流体抑制堤基土体渗透破坏新... 详细信息

堤防工程是中国防洪减灾体系的重要组成部分,管涌等渗透破坏对堤防工程安全造成重大影响。目前堤防险情处置仍主要依赖传统技术和人海战术,险情控制能力亟待提升。提出一种基于孔隙增阻和抑制颗粒运移的泡沫流体抑制堤基土体渗透破坏新技术。为了研究泡沫流体抑制土体渗透破坏的可行性和相关机理,研发了泡沫流体抑制土体渗透破坏试验系统,开展了无泡沫流体试验和不同泡沫流体赋存范围条件下的泡沫流体抑制土体渗透破坏发展室内试验。结果表明,泡沫流体可有效抑制土体渗透破坏发展,其抑制效果受泡沫流体赋存区域的影响。泡沫流体可通过降低出砂口附近土层渗透性、抑制土层中的颗粒运移和增大流体流动阻力等机制抑制堤基渗透破坏发生发展。

关键词：渗透破坏泡沫流体渗透性颗粒运移赋存区域

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Cu2WS4@泡沫镍摩擦纳米发电机的制备及其电催化降解应用

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Cu2WS4@泡沫镍摩擦纳米发电机的制备及其电催化降解应用

作者：祁龙西北师范大学

学位级别：硕士

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亚麻籽分离蛋白结构表征及其性能分析

农业工程学报 2024年第5期40卷 326-336页

作者：任娟蕊傅婧赵习爱宁夏大学食品科学与工程学院银川750021

为实现亚麻籽饼粕中分离蛋白的综合加工利用,该文以冷榨亚麻籽饼粕为原料,对其进行脱胶脱脂处理,采用超声辅助水提法分别提取亚麻籽分离蛋白和脱胶脱脂亚麻籽分离蛋白,并对理化性质、结构及功能特性进行分析比较。结果表明,冷榨亚麻籽... 详细信息

为实现亚麻籽饼粕中分离蛋白的综合加工利用,该文以冷榨亚麻籽饼粕为原料,对其进行脱胶脱脂处理,采用超声辅助水提法分别提取亚麻籽分离蛋白和脱胶脱脂亚麻籽分离蛋白,并对理化性质、结构及功能特性进行分析比较。结果表明,冷榨亚麻籽饼粕和脱胶脱脂亚麻籽饼粕中蛋白质质量分数分别为37.52%±0.04%、37.47%±0.02%。采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定亚麻籽分离蛋白和脱胶脱脂亚麻籽分离蛋白的分子质量,显示10~55 kDa之间有明显谱带,其中水溶性低分子质量的白蛋白(10、14、15及17 kDa)和盐溶性高分子质量的球蛋白(30、33、35、40、45及55 kDa)谱带最为明显。氨基酸的种类各检测到17种,含有丰富的必需氨基酸和非必需氨基酸。傅里叶变换红外光谱测定的2种蛋白质的二级结构稳定性一般;由扫描电镜和X-射线衍射可知亚麻籽分离蛋白比脱胶脱脂亚麻籽分离蛋白的微观孔隙率低,结构中都较缺乏结晶度或有序排列。2种蛋白的两亲性与大豆分离蛋白相比,亲水/油特性突出,亲油性是大豆分离蛋白的2倍多。对不同pH(2~11)和盐离子浓度(0~1.25 mol/L)下溶解度、起泡性、泡沫稳定性、乳化活性及乳化稳定性的测定显示,两者具有良好的碱溶性,脱胶脱脂亚麻籽分离蛋白的起泡性、乳化活性及乳化稳定性均优于亚麻籽分离蛋白,而泡沫稳定性恰好相反,该研究结果有利于拓宽2种分离蛋白在健康食品领域中的应用前景,为食品中的应用提供有益参考和数据支撑。

关键词：结构蛋白表征冷榨亚麻籽饼粕脱胶脱脂功能特性

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高熵铁电体研究进展

硅酸盐学报 2024年第9期52卷 3074-3090页

作者：周东桓陈良祁核陈骏北京科技大学材料高精尖中心北京100083 海南大学海口570228

铁电材料因其换能、储能等功能性而被广泛应用于各类电子功能材料和器件,这主要取决于铁电材料晶体结构基因——极化构型。传统构建相界策略对极化构型调控不够灵活,性能增幅有限,已越来越无法满足器件微型化和集成化的需求。近期,研究... 详细信息

铁电材料因其换能、储能等功能性而被广泛应用于各类电子功能材料和器件,这主要取决于铁电材料晶体结构基因——极化构型。传统构建相界策略对极化构型调控不够灵活,性能增幅有限,已越来越无法满足器件微型化和集成化的需求。近期,研究者将高熵策略引入到铁电化合物中并系统研究了其对局域极化构型的调控机制。结果表明,在保留传统高熵效应的同时,高熵策略还可充分发挥原子铁电活性、半径等综合因素用于铁电功能基元(局域极化构型与氧八面体倾斜)的定向设计,有效提升外场响应的灵活度,进而大幅度提升铁电化合物的相关电学性能。该类兼具高化学无序度和高铁电功能基元无序度的材料称之为“高熵铁电体”。采用高熵策略在铁电体中开展了一系列研究工作,研究者们分别设计出高熵压电、高熵电致伸缩、高熵储能等材料。本文通过总结高熵铁电体方面的研究工作,将高熵铁电体的发展历程、设计策略、性能优化、结构机理进行梳理,以期为设计下一代高性能铁电材料提供指导。

关键词：高熵铁电材料极化构型储能钙钛矿

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内生真菌浸种对燕麦生长和根部内生真菌群落的影响

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草业学报 2024年

作者：郭璟王越祁存英李静青海理工学院生态与环境科学学院青海省高原气候变化及其生态环境效应重点实验室

内生真菌在促进植物生长、增强抗逆性、改变植物根部微生物群落结构等方面有着重大的研究和开发价值。本研究采用内生真菌（木霉菌ADK和黄绿卷毛菇AF）浸种燕麦的方法开展田间试验，通过测定燕麦生长指标、生理生化指标、根际土壤理化... 详细信息

内生真菌在促进植物生长、增强抗逆性、改变植物根部微生物群落结构等方面有着重大的研究和开发价值。本研究采用内生真菌（木霉菌ADK和黄绿卷毛菇AF）浸种燕麦的方法开展田间试验，通过测定燕麦生长指标、生理生化指标、根际土壤理化指标，评价内生真菌浸种对燕麦的促生效果，并利用高通量测序技术研究内生真菌浸种对燕麦根部内生真菌群落组成的影响。结果表明：2种内生真菌均能促进燕麦株高生长，增加根长、干重、鲜重等，其中，ADK对燕麦生长性状影响最显著（P<0.05）,AF对燕麦产量增加最显著（P<0.05）。内生真菌对燕麦生理也有显著影响（P<0.05）,ADK和AF组过氧化物酶（POD）活性和维生素C(Vc)含量较CK分别增加87.53%、86.03%%和5.56%、58.11%，脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量分别减少64.62%、72.85%和54.82%、63.85%。此外，ADK和AF能够提高土壤全磷含量，且AF显著（P<0.05）提高土壤有机碳含量。Illumina高通量测序结果表明内生真菌浸种增加了燕麦根部内生真菌的Shannon指数、Pielou指数以及特有OTU的数量，改变了燕麦根部内生真菌群落结构。主成分分析（PCA）结果显示ADK促进了燕麦生长，增加了燕麦根部内生真菌多样性；AF提高了燕麦产量，增强了燕麦抗逆性。本研究揭示出内生真菌浸种对燕麦有显著的促生效果，并能增强燕麦的抗逆性及改变燕麦根部内生真菌群落结构，为后期开发植物促生菌剂提供了菌种资源，也有助于开发木霉菌及黄绿卷毛菇在生物菌肥方面的潜能。

关键词：内生真菌燕麦浸种促生群落结构

世界遗产旅游者环境责任行为的构成维度及形成逻辑：基于青城山-都江堰世界文化遗产地的实证研究

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旅游科学 2024年

作者：程励李珍芳祁杉四川大学旅游学院

如何有效地激励遗产旅游者践行环境责任，在旅游过程中实现自我环境行为约束与管理，是遗产地实现旅游可持续发展需关注的重要内容。本文将遗产旅游者的环境责任行为划分为遵守型环境责任行为、维护型环境责任行为、促进型环境责任行为... 详细信息

如何有效地激励遗产旅游者践行环境责任，在旅游过程中实现自我环境行为约束与管理，是遗产地实现旅游可持续发展需关注的重要内容。本文将遗产旅游者的环境责任行为划分为遵守型环境责任行为、维护型环境责任行为、促进型环境责任行为，以青城山-都江堰世界文化遗产地为案例地，基于规范激活理论视角，以认知-情感-行为路径为逻辑建立模型，先采用偏最小二乘法结构方程模型（PLS-SEM）探索环境责任行为的影响机制，再使用fsQCA方法来探讨行为形成的必要条件和构型组合。通过505份问卷的实证研究发现：（1）责任归属和环境态度显著正向影响遵守型遗产环境责任行为，结果意识和责任归属显著正向影响维护型遗产环境责任行为，责任归属显著正向影响促进型遗产环境责任行为；（2）道德义务感有利于促进旅游者约束个人的行为，而旅游者预期积极情感可以促进遵守型、维护型遗产环境责任行为，旅游者预期消极情感还可以影响促进型遗产环境责任行为，情感因素具有一定的中介作用；（3）构建了3种类型环境责任行为的复杂因果模型，共得到9条因果组合路径，其中，高遵守型环境责任行为和高维护型环境责任行为的前因条件组合都必须具备认知因素和情感因素，高促进型环境责行为可以只具备认知因素。文章不仅深化了环境责任行为的理论认识，还能为遗产旅游者环境责任行为的预测和管理提供依据。

关键词：世界遗产遗产旅游者环境责任行为规范激活理论青城山-都江堰

企业数字化水平对融入全球创新网络速度的影响研究

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管理学报 2024年

作者：高瑞杜晓君祁乔东北大学工商管理学院

基于时间视角,结合国际双元学习理论,利用2009～2021年中国A股上市公司海外直接投资数据,采用Cox比例风险模型,实证检验企业数字化对融入全球创新网络速度的影响及其机制,并依据战略三脚架逻辑,探讨东道国知识产权保护、行业开放度以及... 详细信息

基于时间视角,结合国际双元学习理论,利用2009～2021年中国A股上市公司海外直接投资数据,采用Cox比例风险模型,实证检验企业数字化对融入全球创新网络速度的影响及其机制,并依据战略三脚架逻辑,探讨东道国知识产权保护、行业开放度以及动态能力对二者关系的调节效应。研究表明,企业数字化显著提升了融入全球创新网络速度,知识产权保护、行业开放度以及动态能力对数字化与融入全球创新网络速度之间起正向调节作用。机制分析表明,企业数字化通过提升知识获取和知识整合效应,从而促进融入全球创新网络速度。异质性分析表明,对于进入非“一带一路”国家、处于战略性新兴产业的企业以及“专精特新”企业,数字化产生的加速效应更为显著。

关键词：数字化全球创新网络双元学习动态能力知识产权保护