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基于深度学习网络的金属小目标外观缺陷检测

基于深度学习网络的金属小目标外观缺陷检测

作者：叶卓勋浙江大学

学位级别：硕士

随着制造行业的发展,用户和生产企业对于产品的质量和功能提出了更高的要求,工业产品外观品质检验是保障产品质量的关键环节。与传统的人工检测相比,基于深度学习的缺陷检测算法检测精度更高,检测速度更快,但现有方法仍很难满足缺陷细... 详细信息

随着制造行业的发展,用户和生产企业对于产品的质量和功能提出了更高的要求,工业产品外观品质检验是保障产品质量的关键环节。与传统的人工检测相比,基于深度学习的缺陷检测算法检测精度更高,检测速度更快,但现有方法仍很难满足缺陷细微且样本少、流水线速度快、光照及背景复杂的工业场景需求。本文以工业金属表面小目标缺陷检测作为研究课题,针对上述问题,研究了基于深度学习网络的图像预处理、数据增强、外观缺陷检测等方面的有效方法,最后设计并利用硬件设备搭建金属表面缺陷检测系统,并在实际场景中测试。针对工业场景缺陷细微和样本少的问题,本文设计了一种基于双通道生成对抗网络(Dual-Path Generative Adversarial Net,DPGAN)的金属表面小目标缺陷数据增强方法,通过两组高分辨率GAN,将缺陷实例和背景图像分别生成后再复制粘贴的方式直接生成缺陷实例标注文件,解决了传统GAN只能用于分类或无监督网络的问题,扩增了图像数据集,提高了小目标检测的准确率。为了进一步提高缺陷检测的速度和检测精度,本文设计了一种轻量化深度学习网络。首先,通过引入轻量化特征提取网络Ghost Net替代YOLOv4主干特征提取网络,提高了网络特征提取能力及降低算法复杂度;其次,设计轻量化加强特征提取网络结构对原结构进行剪枝,增加了YOLO预测头中高维特征图比例以实现更好的性能;最后,针对金属表面小目标缺陷检测,对检测网络先验框进行重新分配及检测流程优化。最终实现检测网络同时满足缺陷检测精度和实时性的要求。最后,本文构建了一套可视化金属表面缺陷检测系统,在实际场景下使用各种光照对金属表面进行实景拍摄,验证本文提出的缺陷检测算法在真实场景下的有效性。

关键词：小目标检测生成对抗网络数据增强轻量化检测网络金属表面缺陷

基于轻量化深度学习网络的工业环境小目标缺陷检测

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控制与决策 2023年第5期38卷 1231-1238页

作者：叶卓勋刘妹琴张森林浙江大学电气工程学院杭州310027 西安交通大学人工智能与机器人研究所西安710049

工业环境下表面缺陷检测是质量管理的重要一环,具有重要的研究价值.通用检测网络(如YOLOv4)已被证实在多种数据集检测方面是有效的,但是在工业环境的缺陷检测仍需要解决两个问题:一是缺陷实例在表面占比过小,属于典型的小目标检测问题;... 详细信息

工业环境下表面缺陷检测是质量管理的重要一环,具有重要的研究价值.通用检测网络(如YOLOv4)已被证实在多种数据集检测方面是有效的,但是在工业环境的缺陷检测仍需要解决两个问题:一是缺陷实例在表面占比过小,属于典型的小目标检测问题;二是通用检测网络结构复杂,很难部署在移动设备上.针对上述问题,提出一种基于轻量化深度学习网络的工业环境小目标缺陷检测方法.应用GhostNet替代YOLOv4主干特征提取网络,提高网络特征提取能力及降低算法复杂度,并通过改进式PANet结构增加YOLO预测头中高维特征图比例以实现更好的性能.以发动机金属表面缺陷检测为例进行实验分析,结果表明该模型在检测精度(mAP)提升5.83%的同时将网络模型参数量降低83.5%,检测速度提升2倍,同时满足缺陷检测的精度和实时性要求.

关键词：轻量化检测网络小目标缺陷检测主干特征提取网络改进式PANet

新一轮草地确权对草原生态的影响及机制——以内蒙古牧区为例

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资源科学 2024年第3期46卷 610-620页

作者：谭淑豪叶卓卉杜辉中国人民大学农业与农村发展学院北京100872 河北经贸大学公共管理学院石家庄050061

[目的]探究新一轮草地确权对草原生态的影响,有助于创新和推进草地绿色治理的产权制度。[方法]本文基于2014、2017和2020年内蒙古乌拉特中旗的实地调研微观数据,采用时变DID模型研究新一轮草地确权对草原植被覆盖度的影响。[结果]①在... 详细信息

[目的]探究新一轮草地确权对草原生态的影响,有助于创新和推进草地绿色治理的产权制度。[方法]本文基于2014、2017和2020年内蒙古乌拉特中旗的实地调研微观数据,采用时变DID模型研究新一轮草地确权对草原植被覆盖度的影响。[结果]①在既定的草原生态补奖政策下,新一轮草地确权有助于改善草原生态。确权后草地植被覆盖度与高度分别比确权前提高了0.265个等级与13.8cm,这是确权带来的产权安全效应与规模效应的净效果。②产权安全性改变了牧民利用草地的态度、提高了牧民的信贷能力,并促进了牧民的生态保护行为。③异质性分析表明,确权对大牧户改善其草原生态较小牧户更有效。[结论]可在确权条件较好的牧区或草场继续推动牧户层面的新一轮土地确权,促进草原生态的改善;而在户均草地面积小、地形地貌复杂等确权困难的地区可考虑确权不确地、或以社区为单位因地制宜实施草地确权政策。

关键词：草地确权草原生态时变DID模型牧户行为内蒙古

北方农牧交错带牧户饲草地建设对草原植被覆盖的影响

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生态学报 2024年

作者：谭淑豪叶卓卉叶子龙辛沐聪周扬中国人民大学农业与农村发展学院

饲草地建设对牧业可持续发展和草原生态保护意义重大。但基于牧户层面探讨饲草地建设对草原生态保护作用的研究尚不充分，不利于现行经营制度下的草地生态治理。基于内蒙古乌拉特中旗实地调查的牧户问卷数据，以草原植被覆盖度为指标，... 详细信息

饲草地建设对牧业可持续发展和草原生态保护意义重大。但基于牧户层面探讨饲草地建设对草原生态保护作用的研究尚不充分，不利于现行经营制度下的草地生态治理。基于内蒙古乌拉特中旗实地调查的牧户问卷数据，以草原植被覆盖度为指标，采用多元有序Logistic模型，探究饲草地建设对草原生态保护的作用；并基于典型嘎查归一化植被指数（NDVI）的空间数据，通过ArcGIS分析，对牧户问卷结果进行佐证。结果显示：（1）研究区61.2%的牧户建有饲草地，其中户主年龄大的和草地经营面积较小的牧户更倾向于饲草地建设；（2）建有饲草地的牧户占比越高，相应嘎查的草地植被覆盖越好，NDVI值也越高；（3）饲草地建设对草原生态保护存在经营规模的异质性影响，当牧户饲草建设地面积占其草地总经营面积比的0.6%即面积为1—1.67 hm2时，草原植被覆盖最好，表明其最利于草原生态保护。因地制宜确定饲草地的建设规模是通过饲草地建设促进草原生态保护的关键。

关键词：牧户调研饲草地建设草原生态植被覆盖度 NDVI 农牧交错带

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水利工程建设中的风险评估与灾害防控研究

城市建设理论研究(电子版) 2024年第12期 217-219页

作者：叶卓锋佛山市高明区荷城街道水利所

水利工程建设中的风险评估与灾害防控研究是保障工程安全和可持续发展的重要课题。本文通过分析风险评估和灾害防控的概念、方法和应用案例，探讨了二者之间的关系和相互作用。风险评估是预测和评估工程建设过程中可能出现的各种风险，... 详细信息

水利工程建设中的风险评估与灾害防控研究是保障工程安全和可持续发展的重要课题。本文通过分析风险评估和灾害防控的概念、方法和应用案例，探讨了二者之间的关系和相互作用。风险评估是预测和评估工程建设过程中可能出现的各种风险，为决策提供科学依据；而灾害防控则是针对具体灾害风险采取一系列预防和减轻措施的行动。通过风险评估可以明确潜在的灾害风险，进而制定有效的灾害防控策略，从而提高水利工程的抗灾能力和可靠性。文章还指出当前面临的挑战和问题，并展望了未来发展方向和技术趋势。

关键词：水利工程风险评估灾害防控可持续发展抗灾能力

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木质素单体跨膜转运的技术研究进展

生物技术通报 2024年

作者：毛馨艺兰芸张准张叶卓金琪赵美棋曾子柽李晔北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京林业大学生物科学与技术学院林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室

木质素（lignin）作为一种重要的可再生资源，主要集中在植物的次生细胞壁中，在植物的营养物质运输、机械支持和病原体防御等生理过程中发挥着关键作用。木质素的形成过程包括3个主要环节：单体的胞内合成、跨膜转运以及胞外聚合。深... 详细信息

木质素（lignin）作为一种重要的可再生资源，主要集中在植物的次生细胞壁中，在植物的营养物质运输、机械支持和病原体防御等生理过程中发挥着关键作用。木质素的形成过程包括3个主要环节：单体的胞内合成、跨膜转运以及胞外聚合。深入探究木质素单体跨膜转运的分子机制，对揭示细胞壁形成分子机制及木材改良具有重要意义。基于此，本综述从转录组学、基因工程、点击化学、荧光显微成像、分子模拟等技术角度，对木质素单体跨膜转运的相关进展和最新技术进行了梳理和总结，阐述了木质素单体跨膜转运相关研究的新技术和存在的技术瓶颈，并对比分析了不同技术之间的优缺点，最后提出了木质素单体跨膜转运机制研究中仍存在的问题和面临的挑战。相信随着成像技术、结构生物学、人工智能等科技的飞速发展，将为进一步阐明木质素单体跨膜转运的分子机理提供有效的技术手段。期望本综述为木质素单体的相关研究提供新的思路和方法。

关键词：木质素单体跨膜转运点击化学分子模拟荧光显微成像

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医学人工智能领域伦理治理重点研究

中国医学伦理学 2024年第1期37卷 39-44页

作者：叶卓俊沈艳丽江晓袁蕙芸上海交通大学医学院公共卫生学院上海200025 上海交通大学医学院附属仁济医院上海200127

目的探讨医学人工智能领域伦理治理的重点。方法通过综合查阅相关文献,比较中外医学人工智能领域相关法律法规,分析潜在伦理问题的治理重点,并提出相应的治理策略。结果目前中国医学人工智能领域相关法律法规和监管体系有待完善,伦理治... 详细信息

目的探讨医学人工智能领域伦理治理的重点。方法通过综合查阅相关文献,比较中外医学人工智能领域相关法律法规,分析潜在伦理问题的治理重点,并提出相应的治理策略。结果目前中国医学人工智能领域相关法律法规和监管体系有待完善,伦理治理的重点应着眼于保护隐私权、保障算法的透明与公正、厘清责任界定和分配、明确公众认知和态度等核心问题。结论政府和社会各界应积极借鉴国际立法经验,通过加强顶层设计、健全政策法规、重视公众反馈、强化跨学科合作,从政策制定、法律框架、科学研究和技术研发等方面构建一个全方位、多层次的伦理治理体系。

关键词：医学人工智能伦理原则伦理治理监管体系

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废弃生物质复合相变材料的构建与应用

化工进展 2024年第7期43卷 3934-3945页

作者：江慧珍罗凯王艳费华吴登科叶卓铖曹雄金江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000

相变材料(PCM)可以通过自身的相变来储存或向外释放热量,从而减少能源供需失衡,提高能源的有效利用,但其固液相变过程中的泄漏和导热性差等缺点限制了其进一步发展。废弃生物质材料是一类可再生能源,价格低廉,来源广泛,大多属于多孔介质... 详细信息

相变材料(PCM)可以通过自身的相变来储存或向外释放热量,从而减少能源供需失衡,提高能源的有效利用,但其固液相变过程中的泄漏和导热性差等缺点限制了其进一步发展。废弃生物质材料是一类可再生能源,价格低廉,来源广泛,大多属于多孔介质,是相变材料的良好载体。废弃生物质复合PCM利用生物质丰富的孔结构高效封装PCM,不仅改善了这些缺点,而且实现了固碳。本文综述了几种常与废弃生物质复合的相变材料(聚乙二醇、石蜡和脂肪酸)的基本性质、相变特性和结合方法,总结了废弃生物质复合PCM的构建方法以及在太阳能利用、建筑节能、热致变色纺织品、冷链温度控制、农业技术等领域的应用,讨论了生物质复合PCM的发展局限性和未来展望。本综述将为推进生物质复合PCM的研究提供参考,这对于资源循环利用以及绿色低碳发展至关重要。

关键词：生物质相变复合材料多孔介质再生能源

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柴油/正戊醇燃料发动机CFD模型的研究

广西科技大学学报 2024年

作者：叶卓林贤坤广西科技大学机械与汽车工程学院

作为清洁且可再生的替代能源，醇类燃料对于优化发动机的排放性能具有显著的效果。通过数值模拟计算发动机运行过程，能够避免试验研究存在设备开发投入高、试验周期长等问题。本文使用CONVERGE软件，根据使用柴油/正戊醇燃料的YC4Y22... 详细信息

作为清洁且可再生的替代能源，醇类燃料对于优化发动机的排放性能具有显著的效果。通过数值模拟计算发动机运行过程，能够避免试验研究存在设备开发投入高、试验周期长等问题。本文使用CONVERGE软件，根据使用柴油/正戊醇燃料的YC4Y22型玉柴柴油发动机试验结果，分析三维计算流体动力学，合理设置各个计算模块，建立了发动机简化三维几何模型。在该模型的基础上，分析部分参数对模型预测发动机缸压以及排放的影响，结果表明：温度边界的设置对模型预测缸压影响不大，初始温度的设置能有效修正缸压曲线；模型HC和CO的排放会随活塞边界温度条件和缸盖温度边界条件的升高而下降，随壁面温度条件的升高先下降后升高；同时HC和CO的排放会随着喷油器深度尺寸的增大而下降，随着直径尺寸的增大而升高。综合以上结果修正参数，对比柴油/正戊醇燃料发动机的燃烧和排放两种特性，建立了合理的发动机计算流体力学模型，应用于研究不同因素对柴油/正戊醇混合燃料发动机燃烧和排放两种特性的分析和优化。

关键词：正戊醇柴油机计算流体力学模型 CONVERGE 模型修正