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甲基苯丙胺及其常见添加剂混合物光谱模式分类

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激光与光电子学进展 2021年

作者：侯伟王继芬何欣龙中国人民公安大学侦查学院

不法分子通常会在毒品中掺杂其他物质增大毒品质量以获取高额利润，给社会带来恶劣影响。为了实现掺杂毒品快速准确的定性定量分析，同时探究不同建模方法、不同波段光谱以及数据是否降维等因素对模型分类结果的影响，实验借助衰减全反... 详细信息

不法分子通常会在毒品中掺杂其他物质增大毒品质量以获取高额利润，给社会带来恶劣影响。为了实现掺杂毒品快速准确的定性定量分析，同时探究不同建模方法、不同波段光谱以及数据是否降维等因素对模型分类结果的影响，实验借助衰减全反射-傅里叶变换红外光谱仪采集了咖啡因、葡萄糖、扑热息痛、非那西汀和淀粉五种添加成分与不同质量分数盐酸甲基苯丙胺混合后的红外光谱数据共计135份，经数据预处理后进行分类模型的构建。实验结果表明，特征变量与原始变量相比能达到更高的分类识别率；多层感知器和径向基函数可用于五种添加物的分类识别，但不适用于区分不同质量分数的甲基苯丙胺样品；对光谱指纹区数据使用因子分析降维结合BDA构建分类模型，在16维和33维矩阵上能够分别实现五种添加物和不同质量分数甲基苯丙胺样品的完全区分，准确率可达100%。该研究实现了甲基苯丙胺与五种添加成分的快速准确的定性定量分析，为毒品来源的推断提供了科学的数据支撑，也为基层民警处理此类案件提供了理论支撑和方法参考。

关键词：光谱学甲基苯丙胺添加成分因子分析多元建模

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基于SVM建模的重质矿物油光谱模式识别

激光与光电子学进展 2021年

作者：侯伟王继芬何欣龙中国人民公安大学侦查学院

重质矿物油的检验分析在交通肇事案件处理过程中具有重要的作用。为了实现对重质矿物油种类的准确区分，实验采集了汽机油、柴机油、润滑脂、齿轮油和液压油5种重质矿物油共计120份样本的红外和拉曼光谱数据，结合光谱融合的相关方法，... 详细信息

重质矿物油的检验分析在交通肇事案件处理过程中具有重要的作用。为了实现对重质矿物油种类的准确区分，实验采集了汽机油、柴机油、润滑脂、齿轮油和液压油5种重质矿物油共计120份样本的红外和拉曼光谱数据，结合光谱融合的相关方法，建立了基于SVM的重质矿物油分类判别模型。实验结果表明，使用单一光谱数据进行建模分类的准确率较低；对初级光谱融合数据进行建模分析时，5种重质矿物油的分类识别率稍高于前者，达到75%；使用中级光谱融合数据结合主成分分析进行建模能够实现5种重质矿物油的完全区分，在25维矩阵上特征提取最好，分类识别率为100%。综上，使用光谱数据融合结合SVM建模分析，能够实现重质矿物油的完全区分，该方法提高了检验鉴定效率，能够满足公安机关快速、准确的检验要求，为基层民警处理相关案件提供了理论支撑和方法参考。

关键词：光谱学重质矿物油光谱数据融合多元建模

基于悬挂变量的显式无条件稳定时域有限差分亚网格算法

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物理学报 2024年第8期73卷 72-82页

作者：何欣波魏兵西安电子科技大学物理学院西安710071

时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法由于稳定性条件的限制,在处理含精细结构的电磁问题时效率不高.显式无条件稳定(explicit unconditionally stable,EUS)FDTD方法通过滤除系统矩阵的不稳定模式,能够消除稳定性条件... 详细信息

时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)方法由于稳定性条件的限制,在处理含精细结构的电磁问题时效率不高.显式无条件稳定(explicit unconditionally stable,EUS)FDTD方法通过滤除系统矩阵的不稳定模式,能够消除稳定性条件的限制,提高精细结构的仿真效率.然而,EUS-FDTD方法需要求解数值系统矩阵的特征值,在采用亚网格方案对含精细结构目标离散时需要保证数值系统矩阵的对称性.现有的EUS-FDTD亚网格方法存在着构造复杂、精度不足等问题.针对以上问题,本文将悬挂变量亚网格(hanging variables subgridding,HVS)算法应用于EUS-FDTD算法中,从系统矩阵的对称性出发证明了悬挂变量亚网格算法的稳定性,给出了高精度、稳定、容易实施的HVS-EUS-FDTD方案.通过线磁流在自由空间的辐射、多个介质目标以及三维含介质腔体的数值算例证明了所提方法的稳定性、高精度以及高效性.数值实验表明,HVS-EUS-FDTD算法的计算效率相比于均匀细网格FDTD算法可提升数百倍,相比于HVS-FDTD算法最高可提升Ratio(粗细网格尺寸比)倍.

关键词：时域有限差分显式无条件稳定悬挂变量精细结构

基于支持向量机建模的重质矿物油光谱模式识别

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激光与光电子学进展 2021年第6期58卷 387-394页

作者：侯伟王继芬何欣龙中国人民公安大学侦查学院北京100038

重质矿物油的检验分析在交通肇事案件处理过程中具有重要作用。为了实现对重质矿物油种类的准确区分,本文采集了汽机油、柴机油、润滑脂、齿轮油和液压油5种重质矿物油共计120份样本的红外光谱和拉曼光谱数据,结合光谱融合的相关方法,... 详细信息

重质矿物油的检验分析在交通肇事案件处理过程中具有重要作用。为了实现对重质矿物油种类的准确区分,本文采集了汽机油、柴机油、润滑脂、齿轮油和液压油5种重质矿物油共计120份样本的红外光谱和拉曼光谱数据,结合光谱融合的相关方法,建立了基于支持向量机(SVM)的重质矿物油分类判别模型。实验结果表明:使用单一光谱数据进行建模分类的准确率较低;对初级光谱融合数据进行建模分析时,5种重质矿物油的分类识别准确率稍高于前者,最高可达75%;使用中级光谱融合数据结合主成分分析建模能够实现5种重质矿物油的完全区分,在26维矩阵上特征提取得最好,分类识别率为100%。使用光谱数据融合结合SVM建模分析,能够实现重质矿物油的完全区分,该方法提高了检验鉴定效率,能够满足公安机关提出的快速、准确的检验要求,为基层民警处理相关案件提供了理论支撑和方法参考。

关键词：光谱学重质矿物油光谱数据融合多元分析

基于多元建模的甲基苯丙胺及其常见添加剂混合物光谱分类识别

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激光与光电子学进展 2021年第3期58卷 325-332页

作者：侯伟王继芬何欣龙中国人民公安大学侦查学院北京100038

不法分子通常会在毒品中掺杂其他物质来增加毒品质量,获取高额利润。为了实现掺杂毒品快速准确的定性、定量分析,同时探究不同建模方法、不同波段光谱以及数据降维等对模型分类结果的影响,本文采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱仪采集... 详细信息

不法分子通常会在毒品中掺杂其他物质来增加毒品质量,获取高额利润。为了实现掺杂毒品快速准确的定性、定量分析,同时探究不同建模方法、不同波段光谱以及数据降维等对模型分类结果的影响,本文采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱仪采集了咖啡因、葡萄糖、扑热息痛、非那西汀和淀粉5种添加组分与盐酸甲基苯丙胺混合后的红外光谱数据(共计135份),对数据进行预处理后进行分类模型的构建。实验结果表明:特征变量与原始变量相比能达到更高的分类识别准确率;多层感知器和径向基函数可用于5种添加物的分类识别,但不适用于区分不同质量分数的甲基苯丙胺样品;对光谱指纹区数据使用因子分析降维结合Bayes判别分析(BDA)构建的分类模型,在16维和33维变量处能够分别实现5种添加物和不同质量分数甲基苯丙胺样品的完全区分,准确率可达100%。该研究实现了甲基苯丙胺与5种添加组分快速准确的定性定量分析,为毒品来源的推断提供了科学的数据支撑,也为基层民警处理此类案件提供了理论支撑和方法参考。

关键词：光谱学甲基苯丙胺添加组分因子分析多元建模

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面向云存储的数据流行度去重方案

西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 187-200页

作者：何欣枫杨琴琴河北大学网络空间安全与计算机学院河北保定071002 河北省高可信信息系统重点实验室河北保定071002

随着云计算的发展,企业和个人倾向于把数据外包给云存储服务器来缓解本地存储压力,导致云端存储压力成为一个日益突出的问题。为了提高云存储效率,降低通信成本,数据去重技术得到了广泛应用。现有的数据去重技术主要包括基于哈希表的相... 详细信息

随着云计算的发展,企业和个人倾向于把数据外包给云存储服务器来缓解本地存储压力,导致云端存储压力成为一个日益突出的问题。为了提高云存储效率,降低通信成本,数据去重技术得到了广泛应用。现有的数据去重技术主要包括基于哈希表的相同数据去重和基于布隆过滤器的相似数据去重,但都很少考虑数据流行度的影响。实际应用中,用户外包给云服务器的数据分布是不均匀的,根据访问频率可以划分为流行数据和非流行数据。流行数据访问频繁,在云服务器中会存在大量的副本和相似数据,需要执行高精度的数据去重;而非流行数据访问频率低,云存储服务器中的副本数量和相似数据较少,低精度的去重即可满足要求。针对上述问题,将数据流行度和布隆过滤器相结合,提出一种基于数据流行度的动态布隆过滤器;同时,提出一种基于数据流行度的动态布隆过滤器的数据去重方案,可以根据数据流行度动态调整去重精度。仿真结果表明,该方案在时间消耗、空间消耗和误判率之间取得了良好的平衡。

关键词：云计算云存储数据去重数据流行度布隆过滤器

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基于光谱数据融合技术的手帕纸品牌分类

激光与光电子学进展 2021年第3期58卷 333-341页

作者：季佳华王继芬何欣龙中国人民公安大学侦查学院北京100038

光谱数据融合作为一种新兴的光谱分析技术,可以有效结合不同光谱技术的检出特点。本文将红外光谱指纹区与拉曼光谱信号较强波段数据进行融合,对288个手帕纸样本开展分类研究。采用线性判别分析对189个训练样本建立分类模型,模型的分类... 详细信息

光谱数据融合作为一种新兴的光谱分析技术,可以有效结合不同光谱技术的检出特点。本文将红外光谱指纹区与拉曼光谱信号较强波段数据进行融合,对288个手帕纸样本开展分类研究。采用线性判别分析对189个训练样本建立分类模型,模型的分类结果相比于独立使用红外光谱或拉曼光谱具有显著提升的准确率,但区分效果仍然不理想。利用主成分分析提取35个主成分进行线性判别分析的准确率可达100%。提取测试样本的32个主成分建模,模型的准确率可达到100%,分类结果理想。光谱融合技术为法庭科学领域手帕纸的分类鉴别提供了一种有效工具。

关键词：光谱学光谱数据融合手帕纸线性判别分析红外光谱拉曼光谱

基于悬挂变量的显式无条件稳定FDTD亚网格算法

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物理学报 2024年

作者：何欣波魏兵西安电子科技大学物理学院

时域有限差分（Finite-Difference Time-Domain，FDTD）方法由于稳定性条件的限制，在处理含精细结构的电磁问题时效率不高。显式无条件稳定（Explicit Unconditionally Stable，EUS）FDTD方法通过滤除系统矩阵的不稳定模式，能够消除... 详细信息

时域有限差分（Finite-Difference Time-Domain，FDTD）方法由于稳定性条件的限制，在处理含精细结构的电磁问题时效率不高。显式无条件稳定（Explicit Unconditionally Stable，EUS）FDTD方法通过滤除系统矩阵的不稳定模式，能够消除稳定性条件的限制，提高精细结构的仿真效率。然而，EUS-FDTD方法需要求解数值系统矩阵的特征值，在采用亚网格方案对含精细结构目标离散时需要保证数值系统矩阵的对称性。现有的EUS-FDTD亚网格方法存在着构造复杂、精度不足等问题。针对以上问题，本文将悬挂变量亚网格（Hanging Variables Subgridding，HVS）算法应用于EUS-FDTD算法中，从系统矩阵的对称性出发证明了悬挂变量亚网格算法的稳定性，给出了高精度、稳定、容易实施的HVS-EUS-FDTD方案。通过线磁流在自由空间的辐射、多个介质目标以及三维含介质腔体的数值算例证明了所提方法的稳定性、高精度以及高效性。数值实验表明，HVS-EUS-FDTD算法的计算效率相比于均匀细网格FDTD算法可提升数百倍，相比于HVS-FDTD算法最高可提升Ratio（粗细网格尺寸比）倍。

关键词：时域有限差分显式无条件稳定悬挂变量精细结构

牛顿插值多项式-导数光谱无损检测车用保险杠

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激光技术 2020年第3期44卷 333-337页

作者：何欣龙王继芬中国人民公安大学刑事科学技术学院北京102623

为了提高检验鉴定效率、降低检验鉴定成本,实现对案件现场车用保险杠碎片的快速无损检测,采用了基于红外指纹光谱结合牛顿插值多项式、光谱求导和判别分析的车用保险杠鉴别方法。采集并获取奥迪等6种品牌共计40个不同型号的车用保险杠... 详细信息

为了提高检验鉴定效率、降低检验鉴定成本,实现对案件现场车用保险杠碎片的快速无损检测,采用了基于红外指纹光谱结合牛顿插值多项式、光谱求导和判别分析的车用保险杠鉴别方法。采集并获取奥迪等6种品牌共计40个不同型号的车用保险杠样本的红外光谱,选择牛顿多项式插值、光谱求导等方法建立了判别模型。结果表明,基于指纹区波段建立的判别模型总体准确率(80.0%)高于全波段模型(77.5%),指纹区光谱结合4次牛顿插值多项式处理后的判别准确率可到85%,经1阶导数处理后判别准确率可达100%,以判别函数DF1和DF2作为判别轴构建判别分类模型,6种品牌的样本均实现了100%的准确区分;红外指纹光谱结合4次牛顿插值多项式、1阶导数和判别分析可实现车用保险杠品牌快速、无损鉴别,且模型检测精度高。该方法具有普适性和一定的借鉴意义。

关键词：光谱学车用保险杠判别模型种类鉴别