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视觉Transformer中基于注意力机制的轻量化方法研究

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视觉Transformer中基于注意力机制的轻量化方法研究

作者：卞喆吉林大学

学位级别：硕士

计算机视觉是人工智能中一个重要的研究领域,它旨在利用算法和技术,使计算机能够从图像或视频中获取信息,并对这些信息进行分析和理解。随着时代的发展和技术的进步,计算机视觉的重要性也日益凸显,其应用遍及各行各业,对商业、娱乐、医... 详细信息

计算机视觉是人工智能中一个重要的研究领域,它旨在利用算法和技术,使计算机能够从图像或视频中获取信息,并对这些信息进行分析和理解。随着时代的发展和技术的进步,计算机视觉的重要性也日益凸显,其应用遍及各行各业,对商业、娱乐、医疗等领域产生广泛的影响。视觉Transformer自被提出以来,由于其优异的表现,在计算机视觉领域逐渐得到广泛的应用,但是由于其注意力机制的特性,在训练和测试时往往需要高昂的计算资源。这也导致其在处理视频、高分辨率图像等任务上需要大量的资源,并且难以部署到边缘设备上。近年来很多研究人员针对视觉Transformer的计算资源耗费问题从不同角度进行相应的改进,本文在相关研究的基础上,针对两种不同结构但广泛使用的视觉Transformer,提出相应的改进方法,旨在减少模型计算资源耗费的同时尽可能降低其精度损失。本文主要研究内容如下:(1)针对直筒型Transformer轻量化方法中的Token裁剪方法,优化其Token选择阶段的重要性评价指标,使Token选择阶段选择出来的Token更具有代表性,准确地保留图像输入的重要信息;对现有Token裁剪方法中只关注重要Token而忽略不重要Token的作用进行改进,提出将不重要Token按相关性融合到重要Token上的方法,以此保证图像信息的完整性;提出多尺度模块并通过相应方法减少引入多尺度带来的计算量,使得模型捕获不同层次的信息,丰富图像输入的特征表示的同时几乎不引入额外计算量。实验结果证明本文提出的优化方法的有效性,例如,在Image Net数据集上,本文提出方法在Dei T-S模型上实现使其计算成本降低33%,同时准确率仅下降0.1%的表现。(2)针对金字塔型Transformer,通过分析相邻Transformer Block的注意力图和注意力后特征之间的相似性,定位模型中多头注意力机制存在的冗余计算,并据此提出快速注意力机制用来代替原始注意力机制以减少模型计算量和参数量;将直筒型Transformer上的Token裁剪方法根据金字塔型Transformer的结构特性进行定制化移植,提出前馈神经网络局部快速更新方法,即对于重要Token正常更新,对于不重要Token使用较少计算量模块进行更新,减少模型针对不重要信息的冗余计算;将快速注意力机制和前馈神经网络局部快速更新两种方法结合起来部署到模型上,进一步减少模型的参数量和计算量。实验结果表明本文提出的方法可以针对金字塔型Transformer简化其计算过程,同时保持模型精度。例如,在Image Net数据集上,将本文提出方法部署在PVT-S上,可以使其计算量减少13%,同时精度提升0.1%。

关键词：计算机视觉 Transformer 模型轻量化

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广州市交通与国土空间规划协同的实践与探索

城市发展研究 2024年第5期31卷 56-63页

作者：邓策方卞芸芸新加坡国立大学设计与工程学院广州市交通规划研究院有限公司

交通与土地利用协同是实现土地资源高效集约利用的重要途径，但目前国内的评价模型和实践应用有待丰富。国土空间规划体系的建立为交通与土地利用协同规划实践提供了重大契机。通过总结国内外研究及应用现状，认为交通与土地利用一体化... 详细信息

交通与土地利用协同是实现土地资源高效集约利用的重要途径，但目前国内的评价模型和实践应用有待丰富。国土空间规划体系的建立为交通与土地利用协同规划实践提供了重大契机。通过总结国内外研究及应用现状，认为交通与土地利用一体化定量模型研究及本地化建设是一项长期性工作，依托重大契机寻求实践突破是目前交通与国土空间规划协同工作的重点，其中可达性在交通与土地利用反馈调节机制中发挥重要作用，可作为协同评价模型的关键指标。结合广州在国土空间规划等多层次规划中的实践与探索，基于可达性先行构建的交通与土地利用协同评价模型，可应用于城镇开发边界划定、交通与产业空间布局协同评估、交通设施周边用地效能提升，为国土空间规划编制及实施提供决策支撑，对于促进交通与土地利用协同落地实施具有重要作用。

关键词：国土空间规划交通与土地利用协同模型广州

限制插入位置的单面基因组片段填充近似算法研究

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限制插入位置的单面基因组片段填充近似算法研究

作者：卞忠勇山东建筑大学

学位级别：硕士

基于有界置信与高阶交互下的观点演化与合作动力学研究

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基于有界置信与高阶交互下的观点演化与合作动力学研究

作者：卞环宇广西大学

学位级别：硕士

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以“树”为形象的陶瓷绘画创作研究

以“树”为形象的陶瓷绘画创作研究

作者：卞文雅景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

中国的陶瓷艺术有着悠久的历史和深厚的文化底蕴,陶瓷绘画艺术作为在陶瓷制品表面进行绘画的艺术形式,其将绘画与陶瓷制作技艺相结合,具有独特的绘画美学魅力。树是一种古老而普遍存在于人类文化视野中的元素符号,其象征意义多样且丰富... 详细信息

中国的陶瓷艺术有着悠久的历史和深厚的文化底蕴,陶瓷绘画艺术作为在陶瓷制品表面进行绘画的艺术形式,其将绘画与陶瓷制作技艺相结合,具有独特的绘画美学魅力。树是一种古老而普遍存在于人类文化视野中的元素符号,其象征意义多样且丰富。在陶瓷绘画艺术当中,树常常作为文化载体和艺术元素,展现出其独特的材料艺术价值和象征意义。笔者通过分析历史上不同文化艺术中“树”的象征意义和在陶瓷艺术中的形态方式,研究发现“树”在陶瓷绘画中常被用作表达生命、成长和繁荣的象征。树的形态结构也为陶瓷艺术家提供了丰富的创作灵感。本文通过对现代陶瓷艺术作品的案例分析,发现艺术家们不断探索“树”的形式与表现手法,将其融入到各种风格和主题的作品中。有些艺术家运用简约的线条和色彩,将树的形象抽象化,表现出韵律感和抒情性;而另一些艺术家则通过刻画细致的纹理和仿真的细节,展现出树木的生命力。“树”在陶瓷绘画作品中的运用也反映了艺术家对自然的独特理解和审美情感,从而赋予作品更深层次的内涵。可见,“树”作为主体在当代陶瓷绘画中依然具有重要地位,呈现出丰富多彩的艺术效果。“树”作为一种独特的符号,其在陶瓷绘画创作中具有重要的美学价值。对“树”形象在陶瓷绘画艺术中的深入研究及创新应用,能够丰富陶瓷绘画的表现手法,创作过程中激发艺术家们的本体思考,同时也为人们带来更多的审美享受和思想启迪。

关键词：树形象陶瓷绘画

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碎片化艺术表达在陶瓷绘画中的应用研究

碎片化艺术表达在陶瓷绘画中的应用研究

作者：卞露景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

在当代陶瓷绘画中,碎片化艺术表达提出了突破传统的物性语言,为陶瓷绘画开拓了新的艺术表现空间,在碎片化艺术表达的探索中,其独特的拼贴叙述的表达技法,不规则甚至残缺的形态往往有着更强烈的视觉表现力和情感张力。本文深入探讨了碎... 详细信息

在当代陶瓷绘画中,碎片化艺术表达提出了突破传统的物性语言,为陶瓷绘画开拓了新的艺术表现空间,在碎片化艺术表达的探索中,其独特的拼贴叙述的表达技法,不规则甚至残缺的形态往往有着更强烈的视觉表现力和情感张力。本文深入探讨了碎片化艺术表达在陶瓷绘画中的应用,旨在通过理论与实践相结合的研究,揭示碎片化艺术在现代陶瓷绘画中的审美效应和创新价值,文章首先定义了碎片化艺术表达的概念,指出其作为一种艺术表现方式,具有突破传统、强调个体碎片表现力和整体构成和谐性的特点,接着,文章回顾了碎片化艺术表达的发展历史,从后现代主义哲学和建筑学中的起源,到现代技术应用下的多样化实践,展示了碎片化艺术表达的演变和成熟,详细分析了碎片化艺术表达的特点,包括主题的无中心性、图像的非连续性和内容的多语义性,这些特点使得碎片化艺术作品能够以非线性逻辑呈现,为观众提供了更为丰富的解读空间和审美体验,在理论方面,文章讨论了碎片化艺术表达的理论基础,以及碎片化叙事在文学、影视等领域的应用,实践研究方面,文章介绍了多位艺术家在陶瓷绘画中应用碎片化艺术表达的案例。最后,文章通过具体的陶瓷绘画实践作品的设计制作过程,展示了碎片化艺术表达在陶瓷绘画中的实际应用,这些作品不仅体现了碎片化艺术作品的审美价值,也反映了作者对现代社会问题的深刻思考,总结而言,本文为理解碎片化艺术表达在陶瓷绘画中的应用提供了全面的理论支持和实践案例,强调了碎片化艺术表达在现代艺术创作中的重要性和创新潜力,通过深入分析和具体实践,文章揭示了碎片化艺术在陶瓷绘画中的美学价值和社会意义,为陶瓷艺术的未来发展提供了新的视角和思路。

关键词：碎片化碎片化艺术表达陶瓷绘画

团簇逐级构建及质谱检测的虚拟仿真实验软件开发与应用研究

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团簇逐级构建及质谱检测的虚拟仿真实验软件开发与应用研究

作者：卞妙中南林业科技大学

学位级别：硕士

在化学介微观理论中,团簇因其在催化剂设计、新材料合成和药物开发等领域展现出的巨大潜力而受到广泛关注。然而,团簇结构的抽象复杂性,以及质谱表征仪器的高成本和高度封装性,使得团簇相关的教与学、研究存在挑战。随着计算机技术的迅... 详细信息

在化学介微观理论中,团簇因其在催化剂设计、新材料合成和药物开发等领域展现出的巨大潜力而受到广泛关注。然而,团簇结构的抽象复杂性,以及质谱表征仪器的高成本和高度封装性,使得团簇相关的教与学、研究存在挑战。随着计算机技术的迅速发展,虚拟仿真实验成为了教与学及研究的有效手段,它通过计算机模拟和虚拟现实技术,提供了一个低成本、高效且直观的学习和研究平台。基于此,本研究利用虚拟仿真技术,包括三维静/动态可视化、人机交互等,使用3ds Max、Blender、Unity3D、Visual Studio 2019 等工具,设计并开发了集簇几何构造理论知识、簇溶液结构研究方法及综合分析流程一体化的虚拟仿真实验软件,重现了利用电喷雾飞行时间质谱结合理论计算模拟研究水溶液中缔合离子簇和多酸离子簇水合动态行为的实际全过程。具体研究内容如下:(1)针对簇几何结构复杂抽象,理论计算模拟研究簇动态行为过程繁琐复杂等挑战,设计并实现了团簇逐级构建及动力学演化虚拟仿真实验。该仿真实验的核心模块为:簇构造理论知识模块、簇逐级构建交互模块及簇动力学演化仿真模块。首先,簇构造理论知识模块整合了水合离子簇和多酸离子簇的基本几何构造理论知识,通过3D演绎动画的形式直观展示了从基本构建单元到成簇的构建过程,为用户提供了坚实的理论基础。其次,簇逐级构建交互模块,提供了 20余种簇构建模型选择,利用Visual Studio 2019基于C#编程实现了从原子(点)到分子(线或面)再到基本构建单元(三维空间)直至最终成簇的逐级构建交互过程。最后,动力学演化仿真模块还原了应用经典分子动力学软件模拟研究溶液中簇行为普遍会涉及的初始物理模型的搭建、力场文件说明、预平衡操作、递交任务时关键指令的交互及模拟数据后处理等过程,通过指令交互、智能评分及文字操作说明等设计,用户能够深入理解并掌握动力学模拟的基本操作和关键指令。通过仿真实验的交互式学习操作,用户不仅能够直观、形象地观察到团簇在时空中的动态演化过程,而且深化了对团簇抽象理论知识的理解,有效克服了团簇结构复杂抽象和模拟过程繁琐性的难题。(2)针对表征仪器价格昂贵、实验资源受限及仪器高度封装性等问题,设计并实现了团簇电喷雾质谱检测虚拟仿真实验。该仿真实验的核心模块为:电喷雾飞行时间质谱仪工作原理仿真模块、质谱数据采集实验仿真模块及质谱数据后处理仿真模块。首先,在电喷雾飞行时间质谱仪内部关键部件和动态工作原理模块,利用3ds Max对电喷雾电离、四极杆等七个重要结构进行3D建模,通过3D演绎动画直观展示了待测溶液进入电喷雾飞行时间质谱仪到光谱呈现在显示屏幕的全过程,突破了封装集成度高,难以观看内部离子运输过程等问题。接着,在质谱数据采集仿真模块,搭建了三维实验室场景,虚拟重现了质谱表征含钨酸钠酸性溶液实验过程。通过高亮提示、交互操作、练习及考核模式的设计加深了用户对质谱数据采集实验操作的理解。最后,质谱数据分析仿真模块设计了详细的分析步骤说明和交互过程,复现了布鲁克DataAnalysis软件处理质谱数据的全过程。整个仿真实验呈现了逼真的仪器三维构型,通过3D演绎动画高度还原了仪器的工作原理,模拟真实质谱检测全过程,帮助用户形象认识电喷雾飞行时间质谱仪内部构造及其工作原理,掌握质谱数据采集及定性定量综合分析方法。(3)虚拟仿真实验软件的市场调研及应用效果研究。在市场调研方面,通过与多家虚拟仿真软件公司进行深入沟通,发现目前主要存在因专业知识壁垒造成的软件报价不一、昂贵及需求沟通不畅等问题,本研究提供了一种有效策略:通过培养具有多学科交叉的人才,可作为“中介”的角色,来对接需求方和软件开发方,有望降低各方面成本。在应用效果研究方面,首先,确定了应用效果研究方法及实验对象,设计应用效果研究过程。其次,将上述两个虚拟仿真实验投入到化学及化学相关专业实际教与学应用。最后,对收集到的数据进行SPSS信效度分析、描述性统计分析、多元回归分析以及应用效果综合分析,结果显示用户对虚拟仿真实验软件的整体设计较为满意,虚拟仿真实验的使用提高了用户对团簇相关理论、研究方法及分析过程的认识和理解。本研究整合、梳理、连贯了在常规溶液(簇)结构研究过程中所涉及的复杂的、多学科交叉的及碎片化的综合性手段和信息,以较低的经济成本和时间成本实现了大型设备仪器内部构造和工作原理的高度还原,通过3D动画和交互式操作较好地还原了簇研究方法和综合分析流程,有效地弥补了传统团簇教与学及研究中不够直观、操作步骤繁琐、仪器成本高、资源受限和仪器封装集成度高等限制。可实际应用于高校实验教学及加深研究人员对簇研究方法和操作过程的认识,有效地控制实验与培训成本,满足了团簇理论与实验教学及培训的基本需求,为优化传统介微观教与学和研究提供了新的发展思路。

关键词：团簇质谱检测电喷雾飞行时间质谱仪虚拟仿真应用研究

纸瓦楞—蜂窝层状复合结构的缓冲性能与结构优化分析

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纸瓦楞—蜂窝层状复合结构的缓冲性能与结构优化分析

作者：卞征西安理工大学

学位级别：硕士

纸瓦楞与纸蜂窝这两种材料以其优异的缓冲吸能特性在运输包装行业广泛应用。本文以单层纸瓦楞-蜂窝层状复合结构作为研究对象,对此结构在跌落冲击载荷条件下的缓冲性能和结构开展优化分析。基于理论分析模型,利用有限元仿真模拟、实验... 详细信息

纸瓦楞与纸蜂窝这两种材料以其优异的缓冲吸能特性在运输包装行业广泛应用。本文以单层纸瓦楞-蜂窝层状复合结构作为研究对象,对此结构在跌落冲击载荷条件下的缓冲性能和结构开展优化分析。基于理论分析模型,利用有限元仿真模拟、实验验证和试验设计及多目标优化方法,对提高纸瓦楞-蜂窝层状复合结构的缓冲吸能特性进行研究和分析。首先,纸瓦楞-蜂窝层状复合结构的构建。设计了具有不同双瓦楞纸板厚度、蜂窝胞元边长和蜂窝厚度层合而成的层状复合结构。进行了其变形模式的分析,为后续缓冲吸能特性分析提供了理论基础。并进行了材料相关材料参数的计算,获得了可供于后续有限元分析的材料参数。其次,层状复合结构有限元模型的建立与实验验证。建立了对应的有限元动态跌落冲击模型,为验证有限元模型,对纸瓦楞-蜂窝层状复合结构进行了动态跌落冲击试验,并将试验结果与仿真进行对比。通过进行结构变形、应力-应变曲线的对比分析,表明有限元模型具有较高的准确性和有效性,可以基本正确的表现实验结果,适用于接下来的参数研究和多目标优化。再次,层状复合结构的缓冲吸能特性和抗冲击性研究。研究了设计变量及跌落冲击条件对纸瓦楞-蜂窝层状复合结构的影响,其中,设计变量包括:瓦楞纸板的厚度(瓦楞纸板的楞型)、蜂窝胞元的边长和蜂窝纸板的厚度。加载条件包括:跌落高度;重锤质量。利用总吸能、比吸能和初始峰值应力等缓冲吸能指标来评价瓦楞纸板的厚度、蜂窝胞元的边长和纸蜂窝厚度三个结构参数对层状复合结构缓冲吸能特性的影响规律。最后,采用响应面法对层状复合结构的缓冲性能进行优化。选取初始峰值应力和比吸能作为最优工程优化目标,选择瓦楞纸板的厚度、蜂窝胞元的边长和蜂窝纸板的厚度作为优化变量。对优化变量和优化目标进行拟合,并通过方差分析表、等高线图和三维响应面图得到了多目标优化下的综合最优解。

关键词：纸瓦楞纸蜂窝缓冲吸能代理模型优化

特应质参与肺炎支原体肺炎疾病严重程度的研究

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特应质参与肺炎支原体肺炎疾病严重程度的研究

作者：卞陈荣安徽医科大学

学位级别：硕士