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面向图像复原和增强的轻量级交叉门控Transformer

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计算机科学与探索 2024年第3期18卷 718-730页

作者：薛金强吴秦江南大学人工智能与计算机学院江苏无锡214122 江苏省模式识别与计算智能工程实验室江苏无锡214122

现有的图像复原和图像增强方法难以同时兼顾在多个子任务上的鲁棒性和维持较小的参数量与计算代价。针对这一问题,提出轻量级交叉门控转换算法(CGT)。一方面,总结了传统全局自注意力机制捕获全局依赖关系的局限性,将全局自注意力机制改... 详细信息

现有的图像复原和图像增强方法难以同时兼顾在多个子任务上的鲁棒性和维持较小的参数量与计算代价。针对这一问题,提出轻量级交叉门控转换算法(CGT)。一方面,总结了传统全局自注意力机制捕获全局依赖关系的局限性,将全局自注意力机制改进为跨层次交叉门控自注意力机制。同时提出轻量化的前馈神经网络,从而以极小的计算代价学习到跨层次局部依赖关系,在局部邻域内重构清晰特征。另一方面,针对传统方法对编码器和解码器平等地进行加法或拼接的操作易导致信息干扰这一缺陷,提出长距离重置更新模块,分别对无用信息与清晰特征加以抑制和更新。在图像去噪、图像去雨和低亮度图像增强3个不同任务的9个公开数据集上,与最新的25个方法进行的对比实验结果表明,所提出的轻量级交叉门控转换模型以较少的参数量和计算代价,在图像复原和图像增强领域中均取得较高的峰值信噪比和结构相似度,重构出接近真实世界场景的清晰图像,达到了先进的图像复原性能。

关键词：图像复原图像增强深度学习 Transformer 轻量化特征融合

基于ZigBee技术的煤矿智能化监测系统设计

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能源与环保 2021年第8期43卷 225-230,236页

作者：关金强晋能控股煤业集团寺河矿山西晋城048000

无线传感器网络已经成为重要的研究领域之一,具有广泛的应用背景。通过对无线传感器网络发展现状及趋势的研究,提出了基于ZigBee技术的无线传感器网络监测系统解决方案,面向煤矿瓦斯无线监测的应用。分析了系统的设计目标、功能和性能指... 详细信息

无线传感器网络已经成为重要的研究领域之一,具有广泛的应用背景。通过对无线传感器网络发展现状及趋势的研究,提出了基于ZigBee技术的无线传感器网络监测系统解决方案,面向煤矿瓦斯无线监测的应用。分析了系统的设计目标、功能和性能指标,指出了系统设计的可行性和软硬件平台的设计要求及设计原则。整个系统以ZigBee技术无线传感器网络为核心,增强了系统的灵活性、可维护性和可扩展性,同时系统的调制和开放式结构使系统具有良好的可靠性。系统提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率,为今后的进一步研究和实际应用打下了良好的基础。

关键词：煤矿 ZigBee 智能系统监测技术无线网络工程应用

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自抗扰控制在陀螺电机稳速控制中的应用

北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 234-242页

作者：关伊哲冯明北京科技大学机械工程学院北京100083

陀螺电机的转速稳定性影响着陀螺仪性能,为提高永磁同步陀螺电机(PMSGM)的稳速控制精度,提出速度环采用自抗扰控制(ADRC),滤波环节采用基于模型自适应滤波算法的方法。将ADRC应用于陀螺电机矢量控制系统中,其速度环替代传统比例积分(PI... 详细信息

陀螺电机的转速稳定性影响着陀螺仪性能,为提高永磁同步陀螺电机(PMSGM)的稳速控制精度,提出速度环采用自抗扰控制(ADRC),滤波环节采用基于模型自适应滤波算法的方法。将ADRC应用于陀螺电机矢量控制系统中,其速度环替代传统比例积分(PI)控制,减小速度环输出波动,从而提高陀螺电机的稳速精度;采用基于模型自适应滤波算法代替传统低通滤波算法,无需相位延时补偿并使估计得到的反电动势波形更为平滑,提高转子位置角估计的准确性和稳速控制精度。因此,设计开发PMSGM矢量控制器,仿真及实验结果表明:所提方法相较于传统控制方法,有效地提高了陀螺电机的稳速控制精度。

关键词：永磁同步陀螺电机矢量控制自抗扰控制自适应滤波稳速精度

考虑电气化铁路接入的山区电网可靠性评估研究

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电网技术 2024年第3期48卷 1172-1180页

作者：马栅陈金强孙小军冯玎林圣西南交通大学电气工程学院四川省成都市611756

作为大功率、强冲击的移动负荷,电气化铁路接入山区电网后将导致电网线路功率在短时内重新分布,可能引发线路可靠性下降等后果。为此,该文提出一种考虑电气化铁路接入的山区电网可靠性评估方法。首先,考虑途径山区的电气化铁路客货共线... 详细信息

作为大功率、强冲击的移动负荷,电气化铁路接入山区电网后将导致电网线路功率在短时内重新分布,可能引发线路可靠性下降等后果。为此,该文提出一种考虑电气化铁路接入的山区电网可靠性评估方法。首先,考虑途径山区的电气化铁路客货共线的特点,基于列车牵引计算模拟牵引负荷的随机波动性;然后分析牵引负荷对电网潮流的影响;进一步建立线路故障模型对牵引负荷接入后的线路可靠性指标进行计算,量化评估山区电网的可靠性水平;最后,定义线路薄弱度指标对山区电网薄弱环节进行筛选,并提出相应措施以提升电网可靠性。通过算例对比分析优化前后两种情况下的电网可靠性指标,验证了该文所提方法的正确性与有效性。

关键词：山区电网电气化铁路可靠性评估客货共线牵引负荷

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各民族美食类短视频对民族文化交融的促进

中央民族大学学报（哲学社会科学版） 2024年第1期51卷 79-87页

作者：金强郭朝阳河北大学新闻传播学院河北保定071000 河北大学跨文化传播研究中心河北保定071000

以铸牢中华民族共同体意识为主线,本文关注以短视频为表现手段,在抖音、快手等主流短视频平台上呈现的少数民族美食及其相关民族个体与群体的日常生活,分析少数民族美食影像生态的基本特征及其所表现出的精神面貌与情感体验。以少数民... 详细信息

以铸牢中华民族共同体意识为主线,本文关注以短视频为表现手段,在抖音、快手等主流短视频平台上呈现的少数民族美食及其相关民族个体与群体的日常生活,分析少数民族美食影像生态的基本特征及其所表现出的精神面貌与情感体验。以少数民族个体在新媒体语境中围绕美食展开的数字交往实践为基点,本文旨在探索民族个体与群体在社交媒体互动中所呈达出的民族文化、交往规制与心理认同,相较服饰、节日、建筑等类型,美食类短视频跨民族的共通价值更为显著,且具有更持久的跨族群传播生命力。加强少数民族美食类短视频的生产实践和传播动力,对铸牢中华民族共同体意识有明显促进作用,既有利于促进民族饮食文化认知与提升民族文化亲和力,积极助推各民族饮食经济发展,客观上亦可使民族交流交往交融工作走深走细走实。

关键词：铸牢中华民族共同体少数民族美食短视频抖音

基于Biot理论的饱和砂质沉积物声传播模型及耗散机制分析

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声学学报 2024年

作者：张勇缪金强王勇刘观仕中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室浙江工业大学土木工程学院

为研究海底浅表砂质沉积物的频散特性，利用由多孔介质理论发展而来的Biot模型、Biot-Stoll模型和附加接触喷流和剪切拖曳的Biot-Stoll模型(BICSQS)，对比三种声传播模型描述下的典型砂质沉积物中纵波和横波频散特性，分析了模型中不同... 详细信息

为研究海底浅表砂质沉积物的频散特性，利用由多孔介质理论发展而来的Biot模型、Biot-Stoll模型和附加接触喷流和剪切拖曳的Biot-Stoll模型(BICSQS)，对比三种声传播模型描述下的典型砂质沉积物中纵波和横波频散特性，分析了模型中不同耗散机制对其声频散关系的影响；结合实测数据探讨了各模型对砂质沉积物的适用性。结果表明，沉积物的声频散特性是不同耗散机制共同作用的结果，不同频段内的主要耗散机制不同，相同频段内耗散机制对纵波和横波的传播影响亦不同；随着频率的增加，相比Biot和Biot-Stoll模型的预测结果，砂质沉积物的实测声速和衰减系数表现出更高的频散趋势，而BICSQS模型可更合理地预测和解释试验现象，适用性更好。

关键词：砂质沉积物 Biot理论声传播耗散机制频散关系

基于二维切削的SiCp/Al复合材料表面损伤形成机制研究

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表面技术 2024年第8期53卷 145-155页

作者：毋宇超郭淼现郭维诚周金强上海理工大学机械工程学院上海200093 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245

目的研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法以SiCp/Al复合材料为研究对象,展开基于二维切削的仿真和实验研究,建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型,对作用于不同SiC颗粒部位的材料表... 详细信息

目的研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法以SiCp/Al复合材料为研究对象,展开基于二维切削的仿真和实验研究,建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型,对作用于不同SiC颗粒部位的材料表面缺陷进行分析;接着利用高速直线电机搭建能映射二维切削条件的实验平台,在不同材料去除条件下,利用扫描电子显微镜和白光干涉仪对切削表面形貌进行测试,分析和验证切削表面损伤形成条件。结果SiCp/Al复合材料切削表面损伤机理取决于SiC颗粒相对刀具切削路径的位置:当刀尖作用在SiC颗粒的顶部时,表面损伤主要为基体撕裂、颗粒破碎;当刀尖作用在SiC颗粒的中部时,表面损伤为颗粒破碎导致的裂纹和凹坑;当刀尖作用在SiC颗粒的底部时,表面损伤为颗粒拔出导致的凹坑。随着切削深度的增大,凹坑逐渐增多,表面粗糙度随之增大。结论利用二维切削模型仿真方法和高速直线电机实验,可以有效研究复合材料切削损伤形成机制。SiC颗粒相对刀具切削路径的位置不同会导致切削损伤不同;SiCp/Al复合材料表面质量会随着切削速度的提升而有所提高。

关键词： SiCp/Al复合材料高速直线电机切削仿真表面损伤去除机制表面质量

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小样本下雷达复合干扰识别与抑制技术研究

小样本下雷达复合干扰识别与抑制技术研究

作者：王金强杭州电子科技大学

学位级别：硕士

当前电磁对抗环境日益复杂,雷达所面临的干扰信号类型多变,由不同的有源单一干扰通过不同方式的组合所形成的复合干扰已经逐渐成为雷达接收机的主要电磁威胁,传统的雷达干扰识别和抑制方法难以对其生效,进而导致对于复合干扰信号的识别... 详细信息

当前电磁对抗环境日益复杂,雷达所面临的干扰信号类型多变,由不同的有源单一干扰通过不同方式的组合所形成的复合干扰已经逐渐成为雷达接收机的主要电磁威胁,传统的雷达干扰识别和抑制方法难以对其生效,进而导致对于复合干扰信号的识别率和抑制效果不理想等问题。为尽可能地保障雷达设备正常工作,减小复合干扰带来的威胁,本文以对抗雷达复合干扰为背景,基于深度学习的强大表征能力实现对复合干扰的智能识别与抑制,具体工作如下:1.针对雷达复合干扰信号种类多、训练样本少难以令深度学习模型达到最优状态等问题,提出一种在小样本下雷达复合干扰半监督迁移学习识别的方法。将在单一干扰数据集预训练后得到的特征提取器和分类器迁移到小规模复合干扰数据集上,并利用权重印记和半监督学习对模型进行微调,通过所提出的最近邻相关性损失(nearest neighbor correlation loss,NNCL)来优化模型参数。实验结果表明,在干噪比为10d B、新类复合干扰信号带标签样本仅有5个时,模型可达93.20%的识别准确率。2.针对加性复合干扰训练样本不足而引起的抑制模型训练不充分的问题,采取先扩充后抑制的算法流程,提出一种基于生成对抗自编码器的样本扩充算法,对雷达接收信号进行扩充,以支撑后续复合干扰抑制模型的训练。具体改进为将鉴别器设计成自编码器形式,对雷达接收信号中的主要成分进行学习,并引入Wasserstein距离来优化自编码器之间的损失分布,实现更高质量的样本扩充。实验结果表明,在信噪比为8d B,干信比为10d B时,通过样本扩充算法所生成的虚假样本与原始样本的相似度达95%。3.考虑到现有的干扰抑制方法大多只能对抗某种特定的复合干扰,泛化性较低的问题,设计了一种泛化性较高的Bi GRU-MSA网络模型,将双向门控循环单元与多头自注意力机制融合,通过二者的交叉堆叠来对雷达真实目标回波的深层特征进行挖掘,最终实现了6种加性复合干扰的抑制,并用信干噪比来评估干扰抑制效能。实验结果表明,在信噪比为8d B,干信比为10d B时,6种复合干扰抑制后的平均输出信干噪比可达24.5d B。

关键词：雷达抗干扰复合干扰识别与抑制迁移学习半监督学习多头自注意力机制

结合卷积神经网络与多层感知机的渐进式多阶段图像去噪算法

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计算机科学 2024年第4期51卷 243-253页

作者：薛金强吴秦江南大学人工智能与计算机学院江苏无锡214122 江苏省模式识别与计算智能工程实验室江苏无锡214122

现有基于深度学习的图像去噪方法中,在网络架构层面存在单阶段网络特征表达能力不足而难以在复杂场景下重构清晰图像,以及多阶段网络内部特征连接不紧密而容易丢失原始图像细节的问题。在基础构建块层面,存在卷积层难以处理较大噪声级... 详细信息

现有基于深度学习的图像去噪方法中,在网络架构层面存在单阶段网络特征表达能力不足而难以在复杂场景下重构清晰图像,以及多阶段网络内部特征连接不紧密而容易丢失原始图像细节的问题。在基础构建块层面,存在卷积层难以处理较大噪声级别下的跨层次特征,以及全连接层难以捕获图像邻域空间细节的问题。为解决以上问题,从两方面提出解决方法:一方面,在架构层面提出新颖的跨阶段门控特征融合,从而更好地连接一阶段网络的浅层特征与二阶段的深层特征,促进信息流的交互并使得去噪网络内部关联更为紧密,同时避免丢失原始像素细节;另一方面,在基础构建块层面提出结合卷积神经网络和多层感知机特性的双轴特征偏移块,作用于低分辨率多通道数的特征图,从而缓解卷积网络在复杂噪声场景下难以捕获跨层次特征依赖关系的问题,对于高分辨率、少通道数的特征图,使用卷积网络以充分提取噪声图像的空间邻域依赖关系。大量定量与定性实验表明,所提算法在真实世界图像去噪和高斯噪声去除任务中,都以较小的参数量和计算代价取得了最佳的PSNR和SSIM。

关键词：图像处理图像去噪深度学习卷积神经网络多层感知机特征融合