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基于卷积神经网络的光场显著性检测研究

基于卷积神经网络的光场显著性检测研究

作者：蒋奔江苏科技大学

学位级别：硕士

显著性检测一直以来是计算机视觉领域的重要研究方向之一,准确有效的显著性检测可以为视觉跟踪、目标检测与识别、重定向、图像压缩等提供可靠的先验信息。基于RGB图像和RGB-D图像的显著性检测易受光照、遮挡等因素的影响,在挑战性场景... 详细信息

显著性检测一直以来是计算机视觉领域的重要研究方向之一,准确有效的显著性检测可以为视觉跟踪、目标检测与识别、重定向、图像压缩等提供可靠的先验信息。基于RGB图像和RGB-D图像的显著性检测易受光照、遮挡等因素的影响,在挑战性场景中检测精度较低。随着光场成像技术的发展,光场数据为显著性检测开辟了一条新的途径。光场图像中丰富的视觉信息,包括颜色、深度、聚焦、光线的位置和方向等,可以帮助算法在复杂场景中准确定位显著性物体。因此,利用光场数据进行显著性检测吸引了大量国内外学者的关注。然而,现有的光场显著性检测算法没有充分考虑多模态光场数据之间的相关性和互补性,导致多模态融合效果不够理想,在复杂场景中出现错检、漏检等情况。针对以上问题,本文利用卷积神经网络强大的特征提取能力,探索并利用微透镜图像阵列和焦点堆栈图像中丰富的视觉信息,提高复杂场景中的显著性物体的检测精度。本文的主要工作如下:(1)提出了一种基于微透镜图像阵列和全聚焦图像融合的光场显著性检测算法。该算法首先对微透镜特征进行细化,使其更加关注视角变化信息,强化其与全聚焦特征的差异性,然后采用光场融合模块来自适应地融合微透镜特征和全聚焦特征。通过从微透镜图像阵列中学习角度特征,帮助区分颜色、纹理相似的前景和背景,提升算法在复杂场景中的检测性能。(2)提出了一种基于焦点堆栈和全聚焦图像融合的光场显著性检测算法。该算法首先采用双流网络架构分别提取焦点堆栈和全聚焦图像的特征。然后,在全聚焦特征的指导下进行焦点切片组内上下文信息传播。接下来,对焦点堆栈特征进行整合,通过探索每个焦点切片的权重来强调有用的光场特征并且抑制不必要的光场特征。最后通过Conv GRU模块对焦点堆栈特征和全聚焦特征进行融合。(3)本文做了大量的实验来验证提出算法的有效性。分别将提出的算法与目前先进的RGB、RGB-D和光场显著性检测算法进行比较并做了消融实验。实验结果表明,本文提出的光场显著性算法在复杂场景中有较强的鲁棒性,并且在多个公开数据集上均取得了优异的性能。

关键词：显著性检测光场图像微透镜图像阵列焦点堆栈卷积神经网络

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基于声音振动信号的电动车状态识别研究

基于声音振动信号的电动车状态识别研究

作者：王奔杭州电子科技大学

学位级别：硕士

本论文主要研究结合声音和振动信号进行设备状态识别的方法及系统。传统的基于声音或振动信号的状态识别系统一般是成套本地测试仪器,成本高,功耗大,需要测试人员,无法适用于大规模物联网化监测场景。此外,针对当前新能源电动车在运行... 详细信息

本论文主要研究结合声音和振动信号进行设备状态识别的方法及系统。传统的基于声音或振动信号的状态识别系统一般是成套本地测试仪器,成本高,功耗大,需要测试人员,无法适用于大规模物联网化监测场景。此外,针对当前新能源电动车在运行时突然刹车失灵、突然加速、方向盘失控等大众聚焦问题,以新能源电动车作为本论文主要研究对象,进行新型状态识别方法及系统设计。为实现上述目标,本文做了一系列相应工作,具体内容如下:首先介绍新能源电动车运行状态识别的背景和意义,介绍了电动车状态特征提取和识别的方法,详细介绍了特征提取和识别方法方面已有的研究工作。其中,着重介绍了小波包分解、灰狼优化算法、支持向量机。小波包分解用来信号特征的提取,是建立识别模型的基础,本文给出了详细的工作原理推导过程,并解释了小波包能量熵的含义。灰狼优化算法用来寻找最优的模型参数,提高状态识别准确率,本文使用Skew Tent映射对群体优化算法局部最优解的问题进行改进。支持向量机用来解决分类问题,得到状态识别的结果,本文详细介绍了支持向量机的原理,并针对二分类问题进行了公式推导和原理解释。针对传统状态监测设备的问题,本文设计并开发了振动信号采集系统和声音振动信号联合采集系统,成本低、装置小巧、物联网化,补充了传统监测设备的不足之处。该监测系统采用终端-移动端-云端的模式,实现了实时观察、多端联合监测的功能。对于该系统,本文详细介绍了终端的组成和设计原理,并对终端噪声进行测试分析。然后,详细介绍了移动端的功能组成和信号采集系统的操作流程。最后,通过实验验证了上述两个系统的可行性,并对信号进行分析对比,得到的结果表明使用声音振动联合信号比仅使用振动信号可以得到更多的有效信息。该声音振动物联监测系统的设计,可用于设备信息采集领域。针对新能源电动车状态问题,本文研究了一种小波包能量熵与改进灰狼搜索算法优化支持向量机参数的方法。同时充分利用了声音振动信号的优势,提出一种声音振动联合识别的策略,即针对不同状态的识别使用相应的振动信号或声音信号。通过声音振动联合采集系统采集信号、使用小波包能量熵构建特征矩阵、使用改进的灰狼优化算法寻找支持向量机最佳系数来确定识别模型,对电动车多种运行状态进行识别。最后通过可行性验证和具体实验验证,并且对比变分模态分解算法、经验模态分解、传统搜索算法,本文提出的方法具有更高识别准确率和更优的鲁棒性。

关键词：电动车状态识别声音振动支持向量机

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皇冠梨果实跌落损伤特性与品质劣变规律研究

皇冠梨果实跌落损伤特性与品质劣变规律研究

作者：衡奔安徽农业大学

学位级别：硕士

皇冠梨果实口感独特、营养丰富,市场前景十分广阔。由于梨果在采后加工处理过程中易产生机械损伤。本文围绕梨果采后加工损失问题,以皇冠梨果实为研究对象,研究了皇冠梨果实生物力学特性、跌落损伤影响因素,通过有限元软件对皇冠梨果实... 详细信息

皇冠梨果实口感独特、营养丰富,市场前景十分广阔。由于梨果在采后加工处理过程中易产生机械损伤。本文围绕梨果采后加工损失问题,以皇冠梨果实为研究对象,研究了皇冠梨果实生物力学特性、跌落损伤影响因素,通过有限元软件对皇冠梨果实跌落碰撞过程进行模拟分析,并研究了跌落损伤对贮藏期间皇冠梨果实生理生化指标的影响。主要研究内容与结果如下:1)皇冠梨果实生物力学特性研究。测定果实的几何平均直径、球形度、表面积和密度变化范围分别为76.436～76.960 mm、0.966%～0.985%、18355.904～18607.858 mm和0.898～0.909 g.cm;开展了压缩与拉伸力学试验,测定了果核的弹性模量、泊松比、破坏应力和破坏应变分别为2.75 MPa、0.296、0.40 MPa、0.18;果肉的弹性模量、泊松比、破坏应力和破坏应变分别为2.48 MPa、0.297、0.39 MPa、0.21;果皮的弹性模量为31.97 MPa,泊松比为0.297。2)皇冠梨果实跌落损伤影响因素研究。针对采后加工处理对皇冠梨果实造成损伤的影响因素,开展了正交试验,分析跌落高度、果实质量、碰撞材料对果实损伤影响的主次关系。研究结果表明,果实损伤影响因素的主次顺序为跌落高度、碰撞材料、果实质量,且跌落高度和碰撞材料对果实损伤的影响极显著,果实质量对损伤的影响显著。3)皇冠梨果实跌落损伤有限元模拟。依据所测出的皇冠梨果实几何参数与力学参数,利用Abaqus软件构建皇冠梨果实跌落碰撞有限元模型,以跌落高度、碰撞材料为设计变量,模拟皇冠梨果实跌落碰撞过程,并对跌落高度与损伤体积进行回归拟合。模拟结果表明,碰撞材料为钢板、木板和高密度聚乙烯板的跌落损伤临界高度分别为131.90 mm、150.56 mm、170.14 mm。4)受损皇冠梨果实在贮藏期内品质劣变规律研究。研究了跌落碰撞条件对皇冠梨果实贮藏期间生理生化指标变化的影响。研究结果发现,随着跌落高度和贮藏时间的增加,与对照组相比,果实的失重率、乙烯产量、呼吸速率和可滴定酸有所增加,果实的色调角、硬度和可溶性固形物有所降低。

关键词：皇冠梨跌落损伤有限元模拟品质劣变理化指标

基于图代码表征的端到端程序缺陷修复方法研究

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基于图代码表征的端到端程序缺陷修复方法研究

作者：唐奔扬州大学

学位级别：硕士

程序自动修复技术是降低企业用于程序缺陷修复的运维成本、将软件开发者从繁重的缺陷修复工作中解放的关键技术。深度学习技术的兴起给程序自动修复领域提供了新的思路。近年来,深度学习技术已经广泛应用于程序自动修复领域。主流的基... 详细信息

程序自动修复技术是降低企业用于程序缺陷修复的运维成本、将软件开发者从繁重的缺陷修复工作中解放的关键技术。深度学习技术的兴起给程序自动修复领域提供了新的思路。近年来,深度学习技术已经广泛应用于程序自动修复领域。主流的基于深度学习的程序自动修复方法应用神经机器翻译模型,将存在缺陷的程序端到端地将翻译为正确的代码以完成修复。然而这类方法主要采用了序列和树的表示方式表示源代码,由于编程语言本身存在语义依赖范围大、变量命名自由等特性,序列化的表征难以表达长距离语义依赖,而基于抽象语法树的表示方法则由于树中存在大量虚拟结点带来冗余。这类方法选取的代码表征方式会直接影响翻译模型的学习效果,使得模型难以学到深层次的代码语义。本文针对基于神经机器翻译的程序自动修复方法中存在的代码表征问题和模型适用性问题,提出了两种基于图的程序自动修复方法,应用程序静态分析技术生成程序图,并基于图的形式表征代码。另一方面,为了适应图形式的输入,使用基于图神经网络的编码器替换传统神经机器翻译模型中的序列编码器。本文的工作主要包括以下几个方面:1)提出了一种基于图代码表征的方法级程序自动修复方法。该方法基于抽象语法树的优化程序图表征代码,以保留源代码丰富的语法语义信息,并针对图形式的表征引入了图到序列学习从而在保留完整图结构信息的条件下端到端地为缺陷方法生成缺陷方法补丁。在Java基准数据集Defects4J上的实验表明,该方法能够修复34个缺陷方法,在方法级缺陷修复任务上优于基线方法。2)提出了一种基于图代码表征的语句级程序自动修复方法。该方法使用一种多语义关系融合的程序图表征代码,并构建了基于关系的图卷积神经网络编码器以建模多种语义信息,从而在模型学习的过程中保留了源代码多种复杂语义信息。在Java基准数据集Defects4J上的实验表明,该方法能够修复38个真实缺陷,并在语句级缺陷修复任务中表现优于基线方法。3)部署了一个在线程序自动修复系统,该系统能够提供对缺陷程序的分析,并针对存在缺陷的程序代码粒度的不同提供不同的修复方案,辅助开发人员理解缺陷程序并完成缺陷修复任务。

关键词：程序自动修复神经机器翻译代码表征静态分析图神经网络

新冠疫情突发公共卫生事件中南昌城市公交系统应急管理优化研究

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新冠疫情突发公共卫生事件中南昌城市公交系统应急管理优化研究

作者：柳奔南昌航空大学

学位级别：硕士

新世纪伊始,突发性公共卫生事故越来越频繁,并不断地考验着人类的医疗卫生与急救体系。新冠疫病是继"非典"等疫情以后,中国又一个新的严重突发性公共卫生事件,危害范围广泛,防治难度大,突发性强,将给中国民众的生活健康造成巨大威胁。... 详细信息

新世纪伊始,突发性公共卫生事故越来越频繁,并不断地考验着人类的医疗卫生与急救体系。新冠疫病是继"非典"等疫情以后,中国又一个新的严重突发性公共卫生事件,危害范围广泛,防治难度大,突发性强,将给中国民众的生活健康造成巨大威胁。交通运输在疫情防控中居于至关重要的地位,公交车是城市主动脉,空间封闭,人员密集,车辆、场站等公共区域人员流动频繁,疫情扩散风险较大,是公共卫生事件防控的前沿阵地和关键环节。新冠疫情防控期间,城市公交系统承担既要保障人员流动和生活物资、救援物资运输,又要阻断病毒传播的双重任务。本文以南昌城市公交系统新冠疫情防控应急管理为研究对象,有利于丰富、完善公共卫生应急管理和公共交通应急管理理论知识,对提升城市公交系统应急管理决策部署的科学性和提高政府职能部门应对突发公共卫生事件能力有一定的实践参考价值。本文立足“危机”管理理论、系统动力学理论、相关政策法规以及新冠疫情的实际情况,分析突发公共卫生事件中南昌城市公交系统应急管理状况,系统总结南昌城市公交应急管理的主要策略以及策略实施中显现的突出成绩,同时结合其他城市典型案例经验和乘客对公交车实际体验调查,反思不足之处,提出相应对策,促进南昌城市公交系统中突发公共卫生事件应急管理体系的升级,构建更加科学、长效的公交系统公共卫生应急管理机制,强化公交差异化精准防疫,完善公交信息发布,加强城市公交疫情防控的宣传引导,建设智慧城市公交系统,保障员工安全,优化乘车体验,保障城市卫生健康和公共安全。

关键词：新冠疫情突发公共卫生事件城市公交系统应急管理

冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接剪切滑移本构关系研究

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冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接剪切滑移本构关系研究

作者：黄奔长安大学

学位级别：硕士

冷弯薄壁型钢结构具有轻质高强、绿色环保、预制化程度高、施工周期短、使用寿命长以及抗震性能好等优点,在国内外得到了广泛的应用。冷弯薄壁型钢结构一般采用自攻螺钉连接,自攻螺钉连接的可靠性直接影响结构的承载力与稳定性。自攻螺... 详细信息

冷弯薄壁型钢结构具有轻质高强、绿色环保、预制化程度高、施工周期短、使用寿命长以及抗震性能好等优点,在国内外得到了广泛的应用。冷弯薄壁型钢结构一般采用自攻螺钉连接,自攻螺钉连接的可靠性直接影响结构的承载力与稳定性。自攻螺钉在削切钢板的同时,通过螺纹咬合实现锚固,这种紧固模式与普通钢结构中的螺栓连接有本质上的不同。目前国内外学者对自攻螺钉研究多集中在受剪承载力层面,而缺少对其剪切滑移本构的相关研究。因此,本文通过试验研究和有限元模拟两种方法,对冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接件的抗剪承载力进行系统研究,提出三折线形式的冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接剪切滑移本构模型。首先通过改变自攻螺钉直径和板件厚度,对225个冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接件进行抗剪承载力试验研究。详细介绍了试验装置、试验方法、试件破坏过程及试验结果的分析。并根据试验结果,详细研究连接件的破坏模式、屈服荷载、剪切刚度以及抗剪承载力。并且得出结论:冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接件在受剪时有三种典型的破坏模式,分别是螺钉剪切破坏、孔壁承压破坏以及螺钉抗拔破坏,且螺钉抗拔破坏一定伴随着板件孔壁承压破坏。其次使用有限元分析软件ABAQUS,对冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接件进行了数值模拟分析。并将试验结果与数值分析对比,两者对应的试件破坏形态以及荷载-位移曲线重合度较高,验证了有限元模型的正确性。最后在试验和数值分析的基础上,提出冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接剪切滑移本构模型。根据对特征值的参数分析,通过MATLAB软件拟合出自攻螺钉连接件的剪切刚度与承载力的计算方法。并且建立特征值之间的关系,拟合出三折线形式的冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接剪切滑移本构模型。

关键词：冷弯薄壁型钢自攻螺钉抗剪性能剪切滑移本构模型螺钉连接试验数值模拟

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微结构对钼氧化物光催化合成氨性能影响研究

微结构对钼氧化物光催化合成氨性能影响研究

作者：马奔南京信息工程大学

学位级别：硕士

传统的Haber-Bosch合成氨方法由于其高能耗、高碳排放等劣势制约了进一步发展和应用。光催化是一种利用光能的化学催化反应过程,这种绿色环保的化学技术,已成为未来清洁化学技术的重要研究方向。然而,光催化合成氨也存在材料对N的吸附... 详细信息

传统的Haber-Bosch合成氨方法由于其高能耗、高碳排放等劣势制约了进一步发展和应用。光催化是一种利用光能的化学催化反应过程,这种绿色环保的化学技术,已成为未来清洁化学技术的重要研究方向。然而,光催化合成氨也存在材料对N的吸附能力弱和载流子复合效率高等问题。本工作以钼氧化物材料作为典型光催化剂,揭示了微结构对其光催化合成氨性能的影响规律。(1)通过引入结晶水,设计了MoO·0.55HO光催化材料,通过实验和理论计算探究了结晶水对钼氧化物光催化合成氨性能的影响。结果表明可见光照射下MoO·0.55HO光催化材料60 min内NH的产量可达到82.6μmol·g,约为MoO的4.3倍。结晶水配位导致的钼氧化物发生Jahn-Teller畸变进而生成的Lewis酸位点和低价态Mo空的d轨的作用共同增强了材料对N的吸附与活化,光电化学表征证明了MoO·0.55HO具有更高的光利用率、更低光生载流子复合效率。此外,还开展了密度泛函理论计算,从理论上证明了MoO·0.55HO优异的光催化合成氨性能的原因。本工作为设计富含结晶水光催化材料提供了数据基础。(2)通过简单光还原法,设计了不同比例Ag修饰的Ag@MoO·0.55HO,通过实验和理论计算探究了Ag修饰对钼氧化物光催化合成氨性能的影响。结果表明在可见光条件下,2%Ag@MoO·0.55HO的产氨效率最高,在60 min内NH的产量可达到242.0μmol·g,约为MoO·0.55HO的2.8倍。优异的光催化合成氨性能归因于贵金属Ag的局域表面等离子共振效应和肖特基结的成功构建,提高了Ag@MoO·0.55HO对光的利用率,降低了光生载流子复合效率。此外,对Ag@MoO·0.55HO开展了密度泛函理论计算,从理论上证明了Ag@MoO·0.55HO优异的光催化合成氨性能的原因。综上证明了Ag@MoO·0.55HO是一种优异的光催化合成氨材料。

关键词：光催化合成氨结晶水肖特基结微结构

基于建筑料的三层圆振动筛工艺参数优化及筛分机理研究

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基于建筑料的三层圆振动筛工艺参数优化及筛分机理研究

作者：刘奔中国矿业大学

学位级别：硕士

建筑业的发展不可避免地产生大量建筑垃圾,利用破碎、筛分等技术将建筑垃圾资源化处理,应用于路基、混凝土等领域,能有效解决环境污染和天然骨料资源短缺问题。建筑垃圾破碎后最主要成分为裹挟混凝土的碎石,其粒度范围较大,需要进一步... 详细信息

建筑业的发展不可避免地产生大量建筑垃圾,利用破碎、筛分等技术将建筑垃圾资源化处理,应用于路基、混凝土等领域,能有效解决环境污染和天然骨料资源短缺问题。建筑垃圾破碎后最主要成分为裹挟混凝土的碎石,其粒度范围较大,需要进一步分级后才能满足不同的使用需求,而常见的筛分设备为单层筛,需要多个设备多次筛分才能充分分级。本文根据工程需要使用三层筛实现一次性分级,并借助离散元法对三层筛的筛分机理展开研究。首先,本文通过三层样机试验,对EDEM仿真进行可行性分析,然后利用EDEM软件对整个筛分过程进行模拟,探究不同因素对透筛分布、料流速度、料层厚度、筛分效率的影响,最后得到筛分效率最高的参数优化方案。具体研究如下:使用测试系统对三层圆振动筛空载状态下的各工作参数进行标定,做好试验前准备。基于EDEM软件的后处理模块,不断优化仿真模型,使仿真模型更准确。通过田口正交法设计试验方案,进行三层圆振动筛的筛分试验和离散元仿真,对比分析,验证EDEM软件用于三层筛的可行性。提出多层多段分析方法,分析工艺参数对各层筛面上料群透筛分布的影响,得到各区域响应程度;阐明不同粒级物料在各层筛面各区域的透筛规律,揭示三层筛的强化分级机理。量化各参数对各层料流速度的影响程度,分析不同工况下粒群在各层筛面各区域内的料流速度,得到粒群在各层筛面的运动状态。研究不同工况下料层厚度的变化情况,结合筛孔尺寸将料层厚度分为薄料层、中料层、厚料层,探究各筛面上料层分布随给料量增加的演变过程。从给料方式不同的角度,对比分析多层筛和单层筛在筛分过程中的差异,发现多层筛特有的给料方式确实可以增加触筛概率,使得筛分效率上升。探究工艺参数对总筛分效率、量筛分效率、部分筛分效率的影响,并确定各因素最佳水平。基于BBD响应面法设计四因素三水平试验方案,通过EDEM仿真得到29组仿真数据,进行方差分析,对最逼近模型进行模型诊断,建立各层筛面筛分效率的响应面拟合方程;分析各因素间的交互作用、显著性排序及最优工艺参数。由于各层筛面的筛分效率最优工艺参数取值不同,现将各层筛面的筛分效率响应面拟合方程作为目标函数,利用多目标优化,得到Pareto最优解集,遍历得到一组理想解。本文丰富了振动筛分理论,为多层筛分设备的研制提供了理论依据。本论文有图41幅,表28个,参考文献102篇。

关键词：离散元筛分过程筛分效率工艺参数响应面