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面向深度神经网络的高隐蔽性对抗样本攻击研究

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面向深度神经网络的高隐蔽性对抗样本攻击研究

作者：宋梦凯武汉大学

学位级别：硕士

随着移动互联网和大数据时代的到来,以深度学习为代表的人工智能技术发展如火如荼。但已有研究表明,深度神经网络容易遭受到对抗样本攻击,这严重威胁了人工智能系统的安全可用性。通常对抗样本由原始图像上加入精心设计的对抗噪声得到,... 详细信息

随着移动互联网和大数据时代的到来,以深度学习为代表的人工智能技术发展如火如荼。但已有研究表明,深度神经网络容易遭受到对抗样本攻击,这严重威胁了人工智能系统的安全可用性。通常对抗样本由原始图像上加入精心设计的对抗噪声得到,其噪声构造表示为带有噪声感知损失约束的攻击优化问题,并用噪声的?范数表示感知损失。然而,?范数仅度量噪声的大小而忽视其空间分布,使得对抗样本构造过程中不会显式地考虑图像的内容与空间结构,导致了对抗样本部分区域中存在明显可见的噪点,攻击隐蔽性差。本文基于攻击视角,从对抗样本攻击的破坏性和隐蔽性两方面需求出发,研究面向深度神经网络的高隐蔽性对抗样本攻击技术,该攻击技术的基本思想是根据人眼对图像中颜色信号变化的敏感度差异,自适应地调整不同区域的对抗噪声的大小,以增强对抗样本攻击的隐蔽性。具体的,本文提出了两种实现噪声隐蔽性的攻击技术:第一种称为基于噪声空间约束的高隐蔽性对抗样本攻击Spa Adv,基本原理是给攻击优化问题施加一个额外的噪声空间约束,将对抗噪声限制在图像中的复杂区域,利用复杂区域中丰富的图像信息来掩盖噪声,降低由加噪声带来的感知损失。第二种方法称为基于图像恰可察失真的高隐蔽性对抗样本攻击JNDAdv,基本原理是通过对人眼视觉系统的感知冗余建模,设计一种更符合人眼感知的噪声度量指标JND,并用JND替代?范数进行噪声求解,从而更针对性地减小由噪声引入的感知损失。两种攻击方法的噪声约束粒度不同,Spa Adv在整张图像中搜索得到非连通的复杂区域作为噪声的空间约束,而JNDAdv可以实现逐像素的噪声约束,相对来说,后者更加细粒度。综上,本文突破了图像复杂区域的噪声掩盖效应建模、符合人眼感知的噪声可察性度量建模等关键技术,实现了针对深度神经网络模型的高隐蔽性的对抗样本攻击。最后实验从对抗样本展示、量化指标评估和主观实验三个方面进行,在多个数据集上验证了机制的有效性。

关键词：人工智能系统对抗样本人眼感知系统感知损失

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基于天然多糖的医用过滤材料表面抗菌功能化

基于天然多糖的医用过滤材料表面抗菌功能化

作者：宋梦凯北京化工大学

学位级别：硕士

过滤材料在医疗卫生领域中有广泛的应用。然而,这些过滤材料在使用过程中往往会面临微生物污染的问题,尤其是在医院等医疗机构。被污染的过滤材料表面上会滋生大量细菌等病原体,这些病原体可以通过空气传播,或者和人体直接接触,从而导... 详细信息

过滤材料在医疗卫生领域中有广泛的应用。然而,这些过滤材料在使用过程中往往会面临微生物污染的问题,尤其是在医院等医疗机构。被污染的过滤材料表面上会滋生大量细菌等病原体,这些病原体可以通过空气传播,或者和人体直接接触,从而导致医院获得性感染。此类感染轻则会造成患者个体的病情加重,重则可能会引起群发性的公共卫生事件。因此需要寻找一种合适的方法去解决这一问题。本文旨在解决上述问题,通过对两种常用的医用过滤材料进行表面修饰,构建表面抗菌功能化的过滤材料。本论文第一部分主要针对在水相中使用的过滤材料微滤膜进行改性。微滤作为一种常用的固液分离技术在医疗卫生领域中用途广泛。对大孔径(3 μm)的聚醚砜微滤膜进行表面抗菌功能化修饰,以氧化葡聚糖(ODex)作为大分子骨架在表面引入聚六亚甲基胍盐酸盐(PHMG)。固体表面zeta电位结果验证修饰后滤膜有较高的电位,在重力驱动下,滤膜修饰后对大肠杆菌(***)的拦截效率从20.9%提升至99.9%,对细菌内毒素的吸附效率从37.4%提升至59.5%。不仅展示了改性材料对细菌等微生物和内毒素优异的拦截能力,同时还拥有十分高的水通量(5255 L/h·m2)),展示了高效的水处理能力。此外,改性后的微滤膜有较好的表面杀菌能力,被微滤膜拦截的细菌会被杀死,这样会抑制微滤膜表面的细菌繁殖,防止微生物污染。本论文第二部分主要是针对细菌气溶胶过滤的熔喷布。基于天然多糖表面偶联的修饰策略,对熔喷布进行表面抗菌功能化。修饰后的熔喷布不仅对金黄色葡萄球菌(***)气溶胶的拦截效率从74.6%提升至81.0%,改性前后熔喷布的表面细菌的死亡率也从17.8%提升至92.0%,展示了良好的抗微生物性能。本论文通过对微滤膜与熔喷布两种具有代表性的过滤材料进行表面修饰,基于天然多糖,在表面固定高效广谱抗菌剂PHMG,解决过滤材料的微生物污染问题。改性后的过滤材料无论是对细菌的拦截效率还是对细菌的杀伤能力都有所提高。本论文为发展能够预防医院获得性感染的过滤材料提供了新思路。

关键词：表面修饰膜分离空气净化抗菌过滤材料

阻塞性睡眠呼吸暂停对肝脏胰岛素抵抗的研究进展

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临床肺科杂志 2025年第1期 142-145+153页

作者：宋梦晨郝星星石雪峰青海大学研究生院临床医学院青海省人民医院

阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea, OSA)的特征是睡眠时反复上气道塌陷导致呼吸暂停和(或)低通气，引起夜间睡眠过程中间歇性缺氧(intermittenthypoxia, IH),机体长期处于慢性间歇性缺氧可以导致多系统、多器官的病变。包括... 详细信息

阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea, OSA)的特征是睡眠时反复上气道塌陷导致呼吸暂停和(或)低通气，引起夜间睡眠过程中间歇性缺氧(intermittenthypoxia, IH),机体长期处于慢性间歇性缺氧可以导致多系统、多器官的病变。包括呼吸及内分泌代谢疾病。大量研究表明OSA是胰岛素抵抗和2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)的重要危险因素。IH是OSA的标志，在OSA的发病机制中起重要作用，并且动物和细胞模型的实验研究表明，IH导致肝脏胰岛素抵抗的增强。在这篇综述中，我们着重于探索OSA中IH诱导肝脏胰岛素抵抗增强潜在的分子机制，旨在从OSA角度为肝脏胰岛素抵抗寻找新的潜在防治靶点，延缓T2DM的进展。

关键词：阻塞性睡眠呼吸暂停间歇性低氧肝脏胰岛素抵抗

基于区块链的车联网跨域数据安全传输系统设计

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现代电子技术 2025年第1期48卷 71-79页

作者：陈晨王斓凯施佺南通大学信息化中心江苏南通226019 南通大学交通与土木工程学院江苏南通226019

为有效应对车联网系统在数据传输过程中的安全问题,提出一种基于区块链的车联网跨域数据安全传输系统。该系统将车联网安全数据传输过程划分为注册、安全通信与数据共享三个关键环节。在注册阶段,车辆和路边单元需要通过可信机构完成注... 详细信息

为有效应对车联网系统在数据传输过程中的安全问题,提出一种基于区块链的车联网跨域数据安全传输系统。该系统将车联网安全数据传输过程划分为注册、安全通信与数据共享三个关键环节。在注册阶段,车辆和路边单元需要通过可信机构完成注册,以确保其的身份合法性;在通信阶段,为了减少路边单元与车辆频繁认证,设计了跨域认证的方法,保障数据传输的可靠性和完整性,并引入假名来保护用户隐私;在共享阶段,文中设计了基于多线程遍历共享广播森林的事务广播算法,利用广度优先搜索思想建立广播森林,并使用多线程遍历进行数据事务广播传输。实验仿真结果显示,文中方案的签名计算成本减少70%,验证计算成本减少41%;其次,在ER模型下,相比使用Gossip协议进行事务数据传输,该方案中交通数据事务总时间降低了93%;在BA模型下降低了87%。

关键词：区块链车联网身份认证密钥协商广播森林数据安全传输系统

基于粒子群优化算法的农业机器人控制策略研究

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农机化研究 2025年第1期47卷 205-209页

作者：王娜吴延凯许娜河南工业职业技术学院河南南阳473000

介绍了粒子群优化算法的概念,并由数学模型、边界约束和环境约束对农业机器人优化约束模型进行了分析,实现了对农业机器人的动态避障和路径规划。仿真实验表明:针对复杂的作业环境,农业机器人可以进行最优避障路径规划,且算法收敛速度较... 详细信息

介绍了粒子群优化算法的概念,并由数学模型、边界约束和环境约束对农业机器人优化约束模型进行了分析,实现了对农业机器人的动态避障和路径规划。仿真实验表明:针对复杂的作业环境,农业机器人可以进行最优避障路径规划,且算法收敛速度较快,能够满足设计要求,证明系统具有一定的可行性。

关键词：农业机器人粒子群优化约束模型避障路径规划

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同辈心理健康病耻感量表中文版测评中学生的效度与信度

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中国心理卫生杂志 2025年第1期39卷 63-67页

作者：彭彪韩雪王慧杨棋凯罗杰长沙民政职业技术学院马克思主义学院长沙410004 贵州医科大学马克思主义学院贵阳550025 贵州师范大学附属中学贵阳550001 清镇市广大实验学校贵阳551499 岳阳市康复医院精神科湖南岳阳414022 贵州师范大学心理学院贵阳550025

目的:检验同辈心理健康病耻感量表(PMHSS-R)中文版在中学生中的效度与信度。方法:选取1 099名中学生,随机分为样本1 (n=549)和样本2(n=550),分别进行探索性因子分析和验证性因子分析;总样本(n=1 099)用于考察内部一致性信度,2周后选取其... 详细信息

目的:检验同辈心理健康病耻感量表(PMHSS-R)中文版在中学生中的效度与信度。方法:选取1 099名中学生,随机分为样本1 (n=549)和样本2(n=550),分别进行探索性因子分析和验证性因子分析;总样本(n=1 099)用于考察内部一致性信度,2周后选取其中87名中学生进行重测;另外选取259名中学生(样本3),采用抑郁症病耻感量表(DSS)、专业心理支持求助态度量表简版(ATSPPHSF)进行效标效度检验。结果:探索性因子分析共提取出2个公因子,命名为病耻感意识、病耻感认同,累计方差贡献率为66.86%;验证性因子分析表明2因子模型拟合指数较好(χ~2/df=3.70,CFI=0.97,TLI=0.96,SRMR=0.03,RMSEA=0.07);PMHSS-R中文版得分与DSS得分正相关(ICC=0.58,P<0.01),与ATSPPH-SF得分负相关(ICC=-0.40,P<0.01);总量表及2个因子的Cronbachα系数分别为0.90、0.92和0.85,重测信度(ICC)分别为0.84、0.76和0.78。结论:同辈心理健康病耻感量表(PMHSS-R)中文版评估中学生的心理健康病耻感具有良好效度与信度。

关键词：心理健康病耻感效度信度中学生

辽宁地区植生混凝土雨水污染物去除效果试验研究

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水利技术监督 2025年第1期 24-26+76页

作者：朱红凯辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司

为了探讨植物对植生混凝土雨水污染物去除效果的影响,为相关理论研究和工程建设提供支持,文章选择适合辽宁地区生长的3种常用植生混凝土常用植物,展开植生混凝土对雨水污染物去除效果影响的试验研究。结果显示,植生混凝土在去除雨水径... 详细信息

为了探讨植物对植生混凝土雨水污染物去除效果的影响,为相关理论研究和工程建设提供支持,文章选择适合辽宁地区生长的3种常用植生混凝土常用植物,展开植生混凝土对雨水污染物去除效果影响的试验研究。结果显示,植生混凝土在去除雨水径流污染物方面均表现出较大优势,且紫羊茅的综合效果最佳,推荐辽宁地区河道植生混凝土护岸设计建设中选用紫羊茅作为护坡植物。

关键词：植生混凝土雨水径流雨水污染

Huber-AQMRD算法:应对网络拥塞的性能改进

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现代电子技术 2025年第1期48卷 65-70页

作者：晁凯康百成王双全西安工程大学电子信息学院陕西西安710600

随着信息化时代的蓬勃发展,信息传输已经渗透到了日常生活和商业活动的方方面面,成为不可或缺的一部分。然而,这种信息传输的大规模增长也带来了一系列问题,其中包括网络拥塞等现象变得愈加普遍。在应对网络拥塞问题时,主动队列管理(AQM... 详细信息

随着信息化时代的蓬勃发展,信息传输已经渗透到了日常生活和商业活动的方方面面,成为不可或缺的一部分。然而,这种信息传输的大规模增长也带来了一系列问题,其中包括网络拥塞等现象变得愈加普遍。在应对网络拥塞问题时,主动队列管理(AQM)算法显得尤为重要,其中包括随机早期检测(RED)和自适应平均队列大小及其变化率(AQMRD)算法等。尽管这些算法已经起到了一定作用,但在提升吞吐量与服务质量方面仍有进步的空间。针对已有算法的不足,文中提出一种基于AQMRD的改进算法,即Huber-AQMRD算法。该算法通过引入“Huber”损失函数,更准确地评估队列大小与期望值之间的差异,从而优化了丢包函数的设计。通过ns3仿真实验验证,Huber-AQMRD算法在降低丢包率的同时,提高了网络吞吐量和服务质量,对于解决大规模增长的信息传输下的网络拥塞问题,提升网络性能和用户体验具有重要意义。

关键词：网络拥塞主动队列管理 Huber-AQMRD ns3 丢包率吞吐量

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基于乐观阴影集的荧光分子断层成像优化策略

郑州大学学报（理学版） 2025年第1期57卷 40-45页

作者：张钦然国栋凯易黄建谢琼西北大学信息与科学技术学院陕西西安710127 湖南中医药大学第一附属医院湖南长沙410208

荧光分子断层成像(fluorescence molecular tomography,FMT)是一种很有潜力的光学分子影像技术,由于光在生物组织内传输时会产生大量随机的强散射,传播过程极其复杂,使得荧光分子断层成像重建具有高度的病态性。为了获得准确的重建结果... 详细信息

荧光分子断层成像(fluorescence molecular tomography,FMT)是一种很有潜力的光学分子影像技术,由于光在生物组织内传输时会产生大量随机的强散射,传播过程极其复杂,使得荧光分子断层成像重建具有高度的病态性。为了获得准确的重建结果,提出了一种基于乐观阴影集的FMT优化策略。首先,定义了一种基于阴影集的情绪决策—乐观决策和悲观决策。然后,提出了一种基于乐观决策的FMT优化策略,该策略将荧光产额信息转换为模糊信息样本,通过阴影集计算当前模糊信息样本的最佳阈值,对样本的划分采取乐观决策。最后,筛选出荧光目标的预测位置。实验结果表明,所提算法能够有效提高FMT重建的精度。

关键词：阴影集三支决策荧光分子断层成像乐观决策

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