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JIR-Net:用于光声层析图像重建的联合迭代重建网络

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中国图象图形学报 2024年第3期29卷 823-838页

作者：候英飒孙正孙美晨华北电力大学电子与通信工程系保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室保定071003

目的高质量的图像重建是光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)技术的关键,有限角度稀疏测量和组织非均匀的声学特性都会影响重建图像质量。采用迭代重建技术可在一定程度上提高图像质量,但是其结果依赖于有关成像目标的先验假... 详细信息

目的高质量的图像重建是光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)技术的关键,有限角度稀疏测量和组织非均匀的声学特性都会影响重建图像质量。采用迭代重建技术可在一定程度上提高图像质量,但是其结果依赖于有关成像目标的先验假设模型。而且在迭代优化过程中需要反复计算前向成像算子及其伴随算子,因此计算成本较高,需要合理选择正则化方法及其参数。为了解决该问题,提出一种根据不完备光声测量信号联合重建光吸收能量分布图和声速分布图的深度学习方法。方法设计并搭建基于学习迭代策略的联合迭代重建网络(joint iterative reconstruction network,JIR-Net),网络由4个结构单元组成,每个单元包括特征提取、特征融合和重建3个模块。网络的输入是探测器在成像平面中采集的不完备光声信号和预设的常数声速,输出是重建的光吸收能量分布图和声速分布图。分别构建仿真、仿体和在体数据集,用于训练、验证和测试网络。在训练网络的过程中,将光吸收能量密度和声速的梯度下降信息整合到网络训练中,并利用反向传播梯度下降法求解非线性最小二乘问题。结果数值仿真、仿体和在体实验结果表明:与交替优化法、U-Net后处理法和深度梯度下降法相比,JIR-Net重建的光吸收能量分布图的结构相似度可分别提高约39.5%、26.4%和7.6%,峰值信噪比可分别提高约95.6%、71.4%和15.5%。与交替优化法相比,JIR-Net重建的声速分布图的结构相似度和峰值信噪比可分别提高约34.4%和22.6%。结论 JIR-Net解决了由于有限角度稀疏测量和组织声速分布不均匀所致的光声图像质量下降问题,实现了从光声信号到高质量光吸收能量分布图和声速分布图的映射。

关键词：图像重建技术光声层析成像(PAT) 深度学习光吸收能量密度声速(SoS) 联合重建梯度下降

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稳定的多彩环烯烃聚合物基长余辉材料

稳定的多彩环烯烃聚合物基长余辉材料

作者：候佳宏重庆理工大学

学位级别：硕士

基于聚乙烯醇（PVA）的刺激响应材料得到了长足的发展,在各个领域显示出巨大的应用潜力。然而,在潮湿大气或高温下,氢键相互作用的解离会导致发光猝灭。与PVA相比,环烯烃共聚物（COPs）主链刚性更大,玻璃化转变温度（r）高,且具有优异... 详细信息

基于聚乙烯醇（PVA）的刺激响应材料得到了长足的发展,在各个领域显示出巨大的应用潜力。然而,在潮湿大气或高温下,氢键相互作用的解离会导致发光猝灭。与PVA相比,环烯烃共聚物（COPs）主链刚性更大,玻璃化转变温度（r）高,且具有优异的耐化学腐蚀和低吸湿性,若用作长余辉材料基体,有望改善其磷光的“热淬灭”和“水淬灭”性能。基于此,本论文设计合成了一系列含多环芳香族发色团的降冰片烯衍生物,并将其与5-降冰片烯-2-基-乙酸酯进行开环易位共聚合,成功获得了一系列具有辐照依赖性磷光发射行为的COP材料。发光颜色从蓝色到红色可灵活调控,且在水中,酸性溶液中,碱性溶液中和高温下依然能够呈现稳定磷光发射。主要工作内容如下:（1）以5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐与1-氨基芘为原料,高效合成了芘取代的降冰片烯衍生物M-Py。在第三代Grubbs催化剂（G）催化下,成功实现了M-Py与5-降冰片烯-2基乙酸酯（NBAE）的开环易位共聚合。进一步调控M-Py与NBAE的投料比（1:10～1:300）,,制得了一系列M-Py含量为0.89-14 mol%,分子量高达169-262k Da,分子量分布指数为1.2-1.4,r为80℃的COP材料（COP-Py）。所制备的COP-Py均展现出了红色的辐照依赖性磷光发射。其中,当M-Py含量为0.89mol%时,相应COP-Py聚合物的室温磷光性能最佳。利用365 nm的紫外光连续辐照30 s后,磷光强度提升了4倍,磷光寿命由35 ms延长至427 ms。肉眼观察下,其红色余辉持续约为4 s。利用这一辐照以来的磷光发射性能,成功将所制备COP-Py材料应用于磷光成像领域。（2）为了验证COP基体的普适性,本文进一步合成萘、菲、萘二甲酰亚胺和三联苯胺取代的降冰片烯衍生物—M-Naph、M-Phe、M-Na DI和M-TPA。通过与NBAE共聚,制备出了M-Naph、M-Phe、M-Na DI和M-TPA含量分别为0.96mol%,0.82mol%,1.04 mol%和1.2 mol%的COP基长余辉材料—COP-Naph、COP-Phe、COP-Na DI和COP-TPA。经紫外光连续辐照30 s后,他们分别发出蓝色、绿色、黄绿色和黄色余辉,持续时间分别为,磷光寿命分别为242 ms、758 ms、574ms。无论是在水环境下或是酸性溶液碱性溶液中,所制备的COPs均具有良好的磷光发射,且磷光度和磷光寿命均为出现明显降低。此外,利用多元共聚手段将不同的生色团同时引入到COP基体中后,还成功获得了一类具有“四位一体”动态发光特性的COP材料。得益于这类COP基磷光材料的优异性能,成功实现了水下成像与高端防伪领域的应用。（3）所制备COPs的磷光“热淬灭”行为与其r之间存在一定的相关性。基于此,本文利用大位阻的5-降冰片烯-2,3-二羧酸-金刚烷-1-基酯（NBDAE）与M-Phe和NBAE进行三元共聚,进一步调控了COPs的r,获得了r分别为82°C、91°C和120°C的COP-Phe。COP-Phe主链的空间限域作用能与酯基的静电作用之间相互制约,从而对生色团产生协同禁锢。对于高r的COP-Ph来说,其主链在高温下仍能够保持极大刚性,有利于高温下生色团的稳定。得益于这一因素,COP-Phe-120在95°C下依然能够产生稳定的磷光发射。利用这一受阻“热淬灭”行为,本文还进一步探索了这类COP基磷光材料在高温下成像及磷光标识应用。本论文研究表明COP是一类可用于制备长余辉发光材料的聚合物基体,通过对其结构进行合理设计与调控,可以有效地提升聚合物基长余辉材料的发光寿命与效率,并且获得对水、热等条件稳定的磷光发射。

关键词：环烯烃共聚物余辉可调聚合物基长余辉材料极端环境耐受性

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基于深度学习的弱光目标检测算法研究

基于深度学习的弱光目标检测算法研究

作者：候鑫杰太原科技大学

学位级别：硕士

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温度波动对冻藏南美白对虾品质的影响

食品与发酵工业 2024年第4期50卷 246-252页

作者：孙志利张洁玲陈小宝陈兰候思聪任彤焦峰梁迪李金涛天津商业大学机械工程学院天津300400

为研究不同温度波动对冻藏南美白对虾品质影响规律,对-18℃冷柜设定不同的温度波动(±0.5、±2、±4、±6、±8℃)来冻藏南美白对虾,测量其挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid... 详细信息

为研究不同温度波动对冻藏南美白对虾品质影响规律,对-18℃冷柜设定不同的温度波动(±0.5、±2、±4、±6、±8℃)来冻藏南美白对虾,测量其挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substance,TBARS)、L^(*)值、硬度、弹性、咀嚼性等指标在120 d内的变化,并与-40℃冻藏的南美白对虾品质对比。结果表明,南美白对虾TVB-N值、TBARS值和L^(*)值随冻藏时间的延长不断增加,硬度、弹性、咀嚼性等质构指标随冻藏时间的延长显著降低;在(-18±0.5)℃工况下,各物化指标更接近-40℃冻藏南美白对虾的品质,且温度波动幅度越大,各物化指标劣变速度越快,实用贮藏期显著降低;其中,当南美白对虾以全虾状态在(-18±8)℃的冷柜中冻藏至第108天时,TVB-N值超过国家标准规定的初步腐败界限30 mg/100 g,已经不可食用。由此可知在相同冻藏温度的情况下,减小温度波动幅度能有效抑制南美白对虾冻藏过程中的品质劣变,较好地保持其品质。

关键词：南美白对虾冻藏温度波动品质冰晶

AAR-Net:用于声学异质介质光声图像重建的深度神经网络

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智能系统学报 2024年第2期19卷 278-289页

作者：孙美晨孙正候英飒华北电力大学电子与通信工程系河北保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室河北保定071003

在光声成像中,由于组织的吸收和扩散等引起的超声波衰减、由声速变化引起的相位偏差以及与声衰减相关的信号波形展宽都会降低图像的空间分辨率,针对该问题,提出一种基于深度学习的声学特性非均匀组织图像重建方法。通过将深度梯度下降(d... 详细信息

在光声成像中,由于组织的吸收和扩散等引起的超声波衰减、由声速变化引起的相位偏差以及与声衰减相关的信号波形展宽都会降低图像的空间分辨率,针对该问题,提出一种基于深度学习的声学特性非均匀组织图像重建方法。通过将深度梯度下降(deep gradient descent,DGD)网络与U-Net相结合构建声伪影去除网络(acoustic artifacts removal network,AAR-Net)。DGD模块利用梯度信息减少非均匀声学特性对重建图像质量的影响,实现信号域到图像域的转换。U-Net模块实现对DGD模块输出的低质量图像的优化,实现图像域到图像域的转换。仿真、仿体和在体试验结果表明,与传统的非学习图像重建方法和最新的基于图像后处理的深度学习方法相比,采用该方法重建的图像结构相似度和峰值信噪比分别可提高约20%和10%。AAR-Net无需任何有关成像对象声学特性的先验知识,即可重建高质量图像。

关键词：图像重建图像增强光声光谱成像声学特性反射深度学习深度神经网络梯度方法

星间链路收发系统的LDPC与捕获跟踪算法研究

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星间链路收发系统的LDPC与捕获跟踪算法研究

作者：候世豪中北大学

学位级别：硕士

健康老龄化指数与老年心脏代谢性疾病患者共病模式之间的关联

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中国慢性病预防与控制 2024年第6期32卷 423-427,433页

作者：李瑾侯候李晶天津医科大学朱宪彝纪念医院神经内科天津300134 天津医科大学总医院风湿免疫科

目的探讨健康老龄化指数(healthy aging index,HAI)与中国老年心脏代谢性疾病(cardiometabolic disease,CMD)患者不同共病模式之间的关系,为CMD的防控提供科学依据。方法数据来源于中国健康与养老追踪调查(CHARLS)项目2011年数据,选... 详细信息

目的探讨健康老龄化指数(healthy aging index,HAI)与中国老年心脏代谢性疾病(cardiometabolic disease,CMD)患者不同共病模式之间的关系,为CMD的防控提供科学依据。方法数据来源于中国健康与养老追踪调查(CHARLS)项目2011年数据,选取其中1 626名60岁及以上CMD患者为研究对象进行问卷调查和体格检查。运用结构方程模型基于感知能力、认知能力、身体能力、心理能力和活力5个健康老龄化维度构建HAI。采用潜在类别分析(latent class analysis,LCA)确定CMD患者的共病模式类别。采用Stata SE 16.0、Mplus 7.0和AMOS 26.0进行统计分析。采用无序多分类logistic回归模型分析HAI与共病模式之间的关联。结果 1 626名研究对象平均年龄为(68.5±6.9)岁。HAI得分为(5.52±1.64)分,构建出的HAI拟合度较好,适配度(GFI)=0.964,调整后适配度(AGFI)=0.957,标准化均方根残差(SRMR)=0.049。LCA最终确定了3类CMD共病模式,分别为高血压伴慢性肺部疾病组(n=334),高血压伴风湿或消化系统疾病组(n=635)以及伴高血压组(n=657)。无序多分类logistic回归分析结果显示,调整混杂因素后,HAI每增加1分,高血压伴慢性肺部疾病的风险降低28%(OR=0.72,95%CI:0.66~0.80)、高血压伴风湿或消化系统疾病的风险降低23%(OR=0.77,95%CI:0.71~0.84)。与HAI低水平组相比,HAI高水平组罹患高血压伴慢性肺部疾病和高血压伴风湿或消化系统疾病的风险分别降低72%(OR=0.28,95%CI:0.19~0.42)和62%(OR=0.38,95%CI:0.28~0.52)。结论 CMD患者的慢性病共病模式包括高血压伴慢性肺部疾病、高血压伴风湿或消化系统疾病和伴高血压模式。高HAI与CMD患者的高血压伴慢性肺部疾病、高血压伴风湿或消化系统疾病低风险相关。

关键词：健康老龄化心脏代谢性疾病共病模式横断面研究

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轻质高锰钢的组织性能及冲击磨损行为研究

轻质高锰钢的组织性能及冲击磨损行为研究

作者：候战利太原科技大学

学位级别：硕士

随着工业生产的不断进步,全球正面临着降低能源使用和减少环境污染排放的重要任务。磨损是导致工业设备故障的常见原因,其在设备的维护和生产过程中不仅会降低生产效率,还会因消耗大量能源造成巨大的经济损失。在此背景下,提升材料的耐... 详细信息

随着工业生产的不断进步,全球正面临着降低能源使用和减少环境污染排放的重要任务。磨损是导致工业设备故障的常见原因,其在设备的维护和生产过程中不仅会降低生产效率,还会因消耗大量能源造成巨大的经济损失。在此背景下,提升材料的耐磨性能具有重大意义,且由于轻量化领域的高速发展,使得许多工业生产过程中对具有优异机械性能的先进轻质钢的需求日益增加。因此,在当前的轻钢结构研究中,重视轻质钢的耐磨性能变得尤为重要。本文以Fe-28Mn-7.7Al-1C轻质高锰钢为实验钢,通过不同的热处理工艺调控析出相的尺寸及分布,从而实现纳米级κ-碳化物的析出强化,达到提高实验钢耐磨性能的目的。此外,通过一系列测试手段分析了不同热处理工艺下实验钢的组织性能变化规律,研究了κ-碳化物对材料加工硬化的作用原理,并以耐磨性能较为优异的ZGMn13Mo耐磨钢作为对比材料,对实验钢的耐磨性能进行研究,明确了实验钢的磨损形式与强化机理,为轻量化高锰耐磨钢的应用提供了理论依据,获得的主要结论如下:（1）通过阿基米德原理,计算出实验钢的实际密度约为7.07g/cm3,较纯铁的密度下降了约10.5%,具有显著的减重效果。基于Olson-Cohen热动力学模型研究了层错能的计算程序,计算出实验钢的层错能数值为115m J/m2,高层错能表明其加工硬化机制主要为位错滑移。并利用JMat Pro软件计算了实验钢的平衡相图,从而预测实验钢的组织演变规律,明确了不同热处理温度的相组成与析出特征。（2）探索出实验钢的最佳热处理工艺:在1000℃固溶处理1h后,再经550℃时效2h。在该工艺下实验钢的显微组织由奥氏体和析出相组成,且析出相的大小、数量、状态达到最好,实验钢展现出最优的综合力学性能。此时,实验钢的抗拉强度为767MPa,屈服强度为535MPa,冲击韧性为113J/cm2,硬度为232HV,断后伸长率为40%,相较于未进行热处理的铸件,其力学性能得到了明显提升,且与固溶处理相比屈服强度提高了33%,硬度提高了13%。（3）550℃时效态实验钢的冲击韧性断口形貌主要由大面积韧窝区组成,断裂形式为韧性断裂。此外,550℃时效态实验钢的基体有大量纳米级κ-碳化物析出,并均匀分布在晶界内,κ-碳化物不仅可以通过析出机制来强化实验钢的组织性能,而且还能够通过阻碍位错的运动来提高位错滑移所需的驱动力。可以发现在奥氏体基体中的析出相除了白色颗粒状κ-碳化物外,还观察到少量的形貌表现为尖角状的析出物Ti C,对实验钢起到了一定的析出强化作用。（4）550℃时效态实验钢的亚表面硬化层深度远远大于ZGMn13Mo耐磨钢的硬化层深度,这说明实验钢的变形程度更大,加工硬化能力更强,因此其耐磨性能更加优异,尤其是在0.5J冲击载荷下,其耐磨性较ZGMn13Mo耐磨钢提高了33%。另外,实验钢的表面磨损形貌主要以犁沟与剥落坑为主,其磨损侧面存在呈一定角度弯曲的的滑移线,且冲击力越大,滑移线就越密集,大量高密度的滑移线缠结成团,形成扭折带。扭折带在基体上起到了不断细化晶粒的作用,所以实验钢的强化机制主要为细晶强化,而扭折带的产生与κ-碳化物密切相关,其在晶体中的分布可以对位错运动产生阻碍作用。

关键词：轻质高锰钢析出强化力学计算磨损形貌强化机制

业绩承诺下商誉减值风险及防范研究 ——以力源信息为例

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业绩承诺下商誉减值风险及防范研究 ——以力源信息为例

作者：姜苑山东师范大学

学位级别：硕士

经济新常态下,并购被视为推动产业转型的有力手段。为降低并购交易中的信息不对称,并购双方签署了业绩承诺。然而,在2012年至2022年,我国签订业绩承诺的并购交易中,有近15%的标的公司没有实现承诺,在达成业绩承诺的公司里,近半数以“踩... 详细信息

经济新常态下,并购被视为推动产业转型的有力手段。为降低并购交易中的信息不对称,并购双方签署了业绩承诺。然而,在2012年至2022年,我国签订业绩承诺的并购交易中,有近15%的标的公司没有实现承诺,在达成业绩承诺的公司里,近半数以“踩线”方式来实现业绩。承诺期内被并购方精准完成业绩,但是承诺期结束后,被并购方业绩显著下降,出现业绩变脸,导致并购方计提大额商誉减值,引发了商誉减值风险。因此,如何科学地设计业绩承诺来防范并购中产生的商誉减值风险,成为并购企业亟需解决的问题。本文采用案例分析法、事件研究法等方法,选取力源信息的并购案例,对业绩承诺下的商誉减值风险进行分析,并提出防范举措。首先,对业绩承诺、商誉减值等有关国内外文献进行梳理,以信息不对称理论、协同效应理论等为基础,构建本文的理论分析框架。其次,从业绩承诺签订时、履行中与期满后三个时段出发,分析在业绩承诺签订时、履行中产生的商誉减值风险以及期满后商誉减值确认的原因,并探究计提巨额商誉减值给并购方造成的经济后果。最后,针对业绩承诺下的商誉减值风险提出防范建议。经过案例研究,本文得出结论:在签订业绩承诺时,条款设计的不合理会诱发商誉减值风险;在履行中,业绩承诺完成不代表商誉未发生减值,因为业绩承诺的完成反映的是企业过去某一阶段的经营成果,而商誉是否减值则是对企业未来盈利能力的一种预测;在承诺期满后,业绩承诺无法控制商誉减值,这是由于承诺期过后,业绩回归常态水平导致了业绩“变脸”。因此,要根据不同时段面临的商誉减值风险采取针对性的措施来应对。本文的创新性在于以企业在并购中业绩承诺精准完成为背景,聚焦业绩承诺到期后首年发生大额商誉减值的现象,为研究并购后商誉减值问题提供新的视角。同时,从时间角度出发,将业绩承诺分为签订时、履行中和期满后三个时段,系统探究了不同时段下产生的商誉减值风险,全面研究业绩承诺实施的全周期,从而丰富了对业绩承诺时间维度的探讨。

关键词：并购业绩承诺商誉减值风险防范