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面向目标检测与识别的物理域对抗样本生成技术研究

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面向目标检测与识别的物理域对抗样本生成技术研究

作者：张万里战略支援部队信息工程大学

学位级别：硕士

当前,以深度学习为代表的人工智能技术已在众多领域取得成功,尤其是在计算机视觉领域,基于深度神经网络的图像识别、目标检测、实例分割等模型、算法逐步应用于实际系统当中,并发挥着关键作用。然而,对抗样本的存在却暴露了深度学习模... 详细信息

当前,以深度学习为代表的人工智能技术已在众多领域取得成功,尤其是在计算机视觉领域,基于深度神经网络的图像识别、目标检测、实例分割等模型、算法逐步应用于实际系统当中,并发挥着关键作用。然而,对抗样本的存在却暴露了深度学习模型自身的重大安全隐患,通过在原始数据上添加细微的扰动,就可使功能强大的深度学习模型决策错误或性能下降,特别是在现实应用场景中,物理域对抗样本更是具有威胁。面向现实场景下的目标检测与识别模型,开展物理域对抗样本生成技术研究,不但有助于深入了解模型面临的安全风险及脆弱性,同时还有利于通过开展对抗训练提升模型的鲁棒性和安全性。本文围绕目标检测与识别深度学习模型,从对抗样本攻击的现实应用场景出发,开展物理域对抗样本生成技术研究,目的是提升现实场景下的对抗样本攻击效果,为提升模型的安全性和丰富模型的安全测试手段提供技术支撑,主要工作包括:1.针对现有对抗样本在遮挡人脸识别模型攻击时有效性较低的问题,提出了一种攻击策略和干扰位置自适应的对抗样本生成方法。遮挡识别主流方法主要有局部特征增强和遮挡区域修复后识别,传统攻击方法未考虑局部特征增强和对抗干扰被修复的影响。首先,根据目标模型调整对抗样本生成策略,并根据输入人脸自动调整干扰区域。其次,通过将扰动集中在对识别影响更大的区域,结合集成模型和高斯滤波,在局部特征增强的虹软、百度人脸识别上实现了黑盒攻击;非定向攻击成功率超40%,定向攻击成功率超15%。最后,结合动态掩码和动态扰动乘数避免了攻击过程中的冗余计算,平均迭代次数对比MI-FGSM降低了约33%,保证了攻击的可持续性,生成的扰动使得人脸修复遮挡识别模型错误分割遮挡区域,进而降低模型的识别准确率。攻击策略和干扰位置自适应为物理对抗样本生成技术的研究提供了有益支撑。2.针对物理对抗贴片装载过程中非刚性形变导致攻击能力减弱的问题,提出一种基于TPS(Thin Plate Spline)转换的物理对抗样本生成方法。首先分析了物理对抗贴片在实际装载过程中非刚性形变的特点,提出一种基于TPS转换的非刚性平面物理攻击建模方法。TPS转换结合Shi-Tomasi角点检测算法以获取更多的形变控制点。然后针对当前自动结账系统(Automatic Check-Out,ACO)安全研究较为薄弱的问题,结合形变转换提出一种针对ACO检测模型的对抗样本生成方法TPA。数字域中TPA目标消失攻击的攻击成功率比Adv Tshirt提升近40%,目标误分类攻击提升近10%。基于TPS转换的非刚性形变转换方法能有效提高生成的对抗贴片物理域的鲁棒性,引入该方法的TPA-with在目标消失攻击时攻击成功率比未使用的TPA-without提升38.9%,目标误分类攻击时提升34.8%。物理对抗样本生成技术有利于构建更具鲁棒的模型和训练策略。在训练过程中引入物理对抗样本,使模型学习识别并抵抗这些扰动,提高实际应用场景中的性能。3.针对鱼眼相机径向畸变安全研究较为匮乏的问题,面向角度可旋转的鱼眼相机人员检测模型提出一种半透明物理对抗样本生成方法U-ODA(Universal Object Detection Attack)。传统的对抗样本生成方法因为没有考虑鱼眼镜头的畸变对成像的影响,导致其攻击能力大大减弱。针对角度可旋转的鱼眼相机人员检测模型RAPi D(Rotation-Aware People Detection),设计了一种半透明物理对抗贴片,通过将其安装在鱼眼相机的镜头上实现了有效的攻击,UODA方法相较于Adv Patch在目标消失攻击时的攻击成功率提升了41.1%;此外,考虑到人员检测模型图像连续采集过程的问题,根据前后帧的变化强度将鱼眼图像划分为不同的图像集合,并结合半透明物理贴片生成了通用的对抗样本,对于三个不同的鱼眼检测场景图像集合,目标消失攻击造成的错误率都超过了75%,目标伪造攻击造成的错误率都超过了80%,表现出了良好的泛化性和图像变换的鲁棒性。

关键词：深度神经网络对抗样本目标检测人脸识别物理攻击

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钢悬链线立管延长使用寿命方案研究

中国造船 2022年第6期63卷 188-197页

作者：张万里阮志豪能威(天津)海洋工程技术有限公司天津300392

通过对南海某在位半潜平台钢悬链线立管的疲劳分析,确定了触泥点和平台悬挂点为立管疲劳损伤的关键区域,在此基础上提出了半潜平台移位、改变立管长度和增加立管浮力3种立管延寿方案。对这3种方案进行了强度和疲劳分析。结果表明,3种方... 详细信息

通过对南海某在位半潜平台钢悬链线立管的疲劳分析,确定了触泥点和平台悬挂点为立管疲劳损伤的关键区域,在此基础上提出了半潜平台移位、改变立管长度和增加立管浮力3种立管延寿方案。对这3种方案进行了强度和疲劳分析。结果表明,3种方案均可将立管疲劳寿命延长一倍,并同时满足极限海况下的强度要求。对3种方案进行敏感性分析,得出了各方案的有效性和适用性,可为深水钢悬链线立管延寿方案设计提供参考。

关键词：钢悬链线立管疲劳延寿

参芪地黄汤加减方对血液透析微炎症状态的影响

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参芪地黄汤加减方对血液透析微炎症状态的影响

作者：张万里新疆医科大学

学位级别：硕士

目的:观察参芪地黄汤加减方对血液透析微炎症状态气阴两虚兼湿热证中医症状、肾功以及炎性因子的影响。方法:本研究选择自2017年10月到2019年2月在我院血液净化中心规律行血液透析符合纳排标准的合格受试者50例,治疗组和对照组各25例。... 详细信息

目的:观察参芪地黄汤加减方对血液透析微炎症状态气阴两虚兼湿热证中医症状、肾功以及炎性因子的影响。方法:本研究选择自2017年10月到2019年2月在我院血液净化中心规律行血液透析符合纳排标准的合格受试者50例,治疗组和对照组各25例。对照组给予西医基础治疗;治疗组在西医基础治疗上加用参芪地黄汤加减方,每日1剂,免煎,水冲200m L,分早晚两次服用,疗程为30天。疗程结束后观察两组治疗前后中医症状积分,疗效,血肌酐、尿素氮、血尿酸、血红蛋白、CRP、IL-6等指标的变化。结果:1治疗组中医症状积分治疗后与治疗前、对照组治疗后比较,差异有统计学意义(P0.05)。4.Scr、UA、BUN、Hb相关指标两组治疗后比较无统计学意义(P>0.05)。结论:1.参芪地黄汤加减方可改善维持性血液透析微炎症状态患者的中医临床症状,从而改善透析患者的生活质量。2.参芪地黄汤加减方能够降低血液透析患者微炎症状态的炎性因子,抑制微炎症状态的进展,在改善并发症方面可能起到积极作用。3.本方对改善肾功能、纠正贫血与对照组相比无明显差异。

关键词：参芪地黄汤加减方血液透析微炎症状态

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金-碳族元素掺杂团簇中相互作用的理论研究

金-碳族元素掺杂团簇中相互作用的理论研究

作者：张万里河南大学

学位级别：硕士

在团簇尺度下,掺杂金团簇呈现出许多与金块体不同的物理化学性质,使得其在材料科学、传感器件、生物技术、医学、催化等领域均具有广阔的应用前景,金-碳族元素掺杂团簇的理论研究对实验制备此类团簇具有重要实际意义。此前的研究结果表... 详细信息

在团簇尺度下,掺杂金团簇呈现出许多与金块体不同的物理化学性质,使得其在材料科学、传感器件、生物技术、医学、催化等领域均具有广阔的应用前景,金-碳族元素掺杂团簇的理论研究对实验制备此类团簇具有重要实际意义。此前的研究结果表明AuSi中具有与硅氢化合物同样强的共价键;AuSi具有显著的三维芳香性,并具有σ+π双键特性;金-炔基单元的催化剂中Au-C键的强度和键级之间成反比关系,显示出金-碳族元素掺杂团簇非凡的成键特性,此类团簇也为深层次研究分子成键理论提供了适宜的素材,通过对此类团簇的几何构型、稳定性、相互作用及空间效应、静电效应、量子效应对相互作用的影响进行系统的研究,不仅能够认识这些效应对分子成键的作用规律,而且能发展此类团簇中相互作用的理论及研究方法。本课题采用量子化学计算中的CCSD(T)和B3LYP方法以及相对论的赝势及其相应的基组,使用Gaussian系列程序,对金-碳族元素掺杂团簇AuX(X=C,Si,Ge,Sn,Pb;m+n<7)的几何构型、稳定性和相互作用及空间效应、静电效应、量子效应对相互作用的影响进行系统的理论研究。首先,使用CCSD(T)和B3LYP方法对双原子金-碳族掺杂团簇Au X(X=C,Si,Ge,Sn,Pb)进行结构优化,其基态结构参数、结合能、平均结合能的研究表明两种方法精度差距小,B3LYP方法也适用Au X体系研究,Au X体系中AuC稳定性最强。NBO分析表明Au与X间相互作用主要来源于Au原子6s5d杂化轨道和X原子最外层sp杂化轨道的重叠。相互作用分析表明AuC中呈现出明显的共价性特征,其他体系中共价性相对较弱。Au-X间相互作用主要由空间效应作用与量子效应作用引起,空间效应对相互作用具有正作用,量子效应对原子间相互作用呈负作用;AuC相互作用强于其他体系由AuC间具有较强空间效应引起,而其量子效应和静电效应相对弱于其他体系,削弱AuC中相互作用。AuC中BCP点处空间电荷集聚,表明AuC空间效应较强。对金-碳族元素掺杂团簇AuX(X=C,Si,Ge,Sn,Pb;m+n<7)的几何构型、稳定性、相互作用进行系统的研究。增加Au原子数,其稳定结构更易从二维平面结构转变为三维结构。AuX稳定性具有奇偶震荡性,奇数结构稳定性高于偶数结构;AuC具有C结构,稳定性最强;Au Ge、Au Sn、Au Pb结构相似度较高。相互作用分析表明AuC、AuC和AuC中Au-C间具有共价作用;C-C间具有明显共价作用。AuGe、AuGe和Au Ge中,Au-Ge间共价性特征较弱,Ge-Ge中具有明显的共价性。AuX相互作用主要由空间效应与量子效应导致,空间效应增强原子间相互作用,而量子效应却减弱相互作用强度;在AuX中,静电效应对AuX团簇的稳定起负作用,但影响程度远弱于量子效应;AuX和Au X中,静电效应对团簇的稳定具有正向作用。对AuX,AuX,Au X,增加X原子个数,团簇原子间相互作用加强,空间效应、静电效应增强团簇间相互作用,量子效应减弱团簇间相互作用。

关键词：相互作用稳定结构 NBO分析 AIM分析能量分解

Riesz分数阶对流扩散方程的双参数的最优循环预处理与谱分析

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Riesz分数阶对流扩散方程的双参数的最优循环预处理与谱分析

作者：张万里兰州大学

学位级别：硕士

针对Riesz分数阶对流扩散方程离散后的线性系统,本文研究了该线性系统中Toeplitz结构的系数矩阵的生成函数,并运用该生成函数的理论分析了此类Toeplitz矩阵的特征值范围.在此基础上,建立了双参数分裂迭代法收敛性的简化证明,并通过该迭... 详细信息

针对Riesz分数阶对流扩散方程离散后的线性系统,本文研究了该线性系统中Toeplitz结构的系数矩阵的生成函数,并运用该生成函数的理论分析了此类Toeplitz矩阵的特征值范围.在此基础上,建立了双参数分裂迭代法收敛性的简化证明,并通过该迭代法构造了双参数分裂最优循环预处理子.理论和数值结果都表明了,预处理后的矩阵的特征值是聚集的并且都聚集于1,从而很好地加快了Krylov子空间迭代法的收敛速度.数值结果还表明了双参数分裂最优循环（TPST）预处理子明显优于双参数分裂Strang循环（TPSC）预处理子.

关键词： Riesz分数阶导数 T.Chan最优预处理子最优循环预处理子二阶离散格式 Toeplitz矩阵生成函数谱聚集

人工智能对产业结构升级的影响机制研究——基于资本-技能互补的理论分析

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经济经纬 2023年第2期40卷 99-110页

作者：张万里刘婕西北工业大学公共政策与管理学院陕西西安710072

人工智能成为带动中国产业升级和经济转型的主要动力,要加快培育具有重大引领带动作用的人工智能产业,促进人工智能与各产业领域深度融合。通过资本-技能互补理论建立理论分析框架,收集2015—2019年27个国家的跨国数据,使用中介效应模... 详细信息

人工智能成为带动中国产业升级和经济转型的主要动力,要加快培育具有重大引领带动作用的人工智能产业,促进人工智能与各产业领域深度融合。通过资本-技能互补理论建立理论分析框架,收集2015—2019年27个国家的跨国数据,使用中介效应模型验证人工智能对产业结构高级化和合理化的总效应,以及劳动力结构和收入分配不平等的机制效应。研究结论如下:(1)人工智能显著地提高产业结构高级化,对产业结构合理化的提升作用不明显;(2)劳动力结构发挥部分中介作用,即人工智能通过提升人力资本,加快产业结构高级化和合理化进程;(3)收入分配不平等也存在中介效应,即人工智能加剧收入分配不平等,造成要素错配,不利于改善产业结构合理化。中国应借鉴各国发展经验,继续发挥人工智能的效率带动作用,防止要素错配现象,完善产业结构高级化和合理化。

关键词：人工智能产业结构资本-技能中介效应

浅析高中美术课堂教学中问题探究法的实施策略

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中国科技经济新闻数据库教育 2024年第2期 0126-0129页

作者：张万里河北省盐山中学河北盐山061300

本文围绕高中美术课堂教学中问题探究法的实施策略展开研究,通过深入探讨如何巧妙运用问题探究法激发学生的兴趣、培养他们的独立思考和创造性表达能力。在教学中引入问题探究法不仅能够提升学科深度,还能使学生更深度地融入艺术创作的... 详细信息

本文围绕高中美术课堂教学中问题探究法的实施策略展开研究,通过深入探讨如何巧妙运用问题探究法激发学生的兴趣、培养他们的独立思考和创造性表达能力。在教学中引入问题探究法不仅能够提升学科深度,还能使学生更深度地融入艺术创作的过程。本文从问题的科学性、启发性和开放性等角度分析了实施策略,探讨了情境创设、问题提出、探究学习和问题解决等具体步骤。通过这些策略的有机结合,高中美术课堂将成为学生成长的艺术之旅,培养学生审美情感和创造性思维。

关键词：高中美术课堂教学

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亲迎诗《小雅·车舝》礼制新解

走进孔子 2023年第3期 39-44页

作者：张万里清华大学法学院

《诗经·小雅·车舝(xiá)》描述了亲迎的场景,亲迎是儒家特别看重的婚礼仪式。《礼记·哀公问》中孔子向鲁哀公说道:“大昏既至,冕而亲迎,亲之也。亲之也者,亲之也。是故,君子兴敬为亲。”亲迎包含了儒家“兴敬为亲”的内核,因此孔子... 详细信息

《诗经·小雅·车舝(xiá)》描述了亲迎的场景,亲迎是儒家特别看重的婚礼仪式。《礼记·哀公问》中孔子向鲁哀公说道:“大昏既至,冕而亲迎,亲之也。亲之也者,亲之也。是故,君子兴敬为亲。”亲迎包含了儒家“兴敬为亲”的内核,因此孔子重视《小雅·车舝》一篇。《礼记·表记》记载孔子看到《车舝》“高山仰止,景行行止”一句.

关键词：亲迎婚礼仪式小雅礼制《礼记·哀公问》鲁哀公《诗经

智能化如何提高地区能源效率——基于中国省级面板数据的实证检验

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经济管理 2022年第1期44卷 27-46页

作者：张万里宣旸西北工业大学公共政策与管理学院陕西西安710072 西安电子科技大学人文学院陕西西安710126

“十四五”规划指出,要深入实施智能制造和绿色制造工程,推动制造业高端化、智能化、绿色化,使能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高。目前,中国制造业存在能耗高、污染严重等问题,在智能化发展迅猛的时代背景下,深入探究其对能源效... 详细信息

“十四五”规划指出,要深入实施智能制造和绿色制造工程,推动制造业高端化、智能化、绿色化,使能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高。目前,中国制造业存在能耗高、污染严重等问题,在智能化发展迅猛的时代背景下,深入探究其对能源效率的影响机制,实现智能能源、智慧能源的目标,有着重要意义。本文采用2004-2016年中国省级平衡面板数据,使用静态和动态面板模型分析智能化对能源效率的影响,并研究技术创新、环境规制和外商直接投资的调节作用。得到的结论如下:(1)智能化促进能源效率,即增加绿色全要素能源效率、降低能源消耗;(2)随着技术创新水平提高,智能化对能源效率的提升作用加强;(3)环境规制加速智能化对能源效率的正向作用;(4)随着外商直接投资增加,智能化更加促进能源效率;(5)不同地区智能化对能源效率的作用不同,西部地区智能化的作用最弱,但调节作用最大。政府和企业要通过提高技术创新、完善环境规制和合理使用外商直接投资等方式来应用智能化技术,提高能源效率。

关键词：智能化能源效率技术创新环境规制外商直接投资