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基于VGG模型视觉假体中图像识别算法的硬件实现

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基于VGG模型视觉假体中图像识别算法的硬件实现

作者：张睆西安理工大学

学位级别：硕士

视觉障碍严重影响个人的日常生活,人工视觉假体的研究给盲人的视觉恢复带来希望。但由于电极材料、制造、植入等限制,目前可以植入患者体内的电极数量比较少,造成图像的分辨率比较低。因此,视觉假体的图像处理研究是视觉假体研究的核心... 详细信息

视觉障碍严重影响个人的日常生活,人工视觉假体的研究给盲人的视觉恢复带来希望。但由于电极材料、制造、植入等限制,目前可以植入患者体内的电极数量比较少,造成图像的分辨率比较低。因此,视觉假体的图像处理研究是视觉假体研究的核心之一。卷积神经网络在视觉假体上的应用可以辅助视觉假体更好的工作,本文研究卷积神经网络分类识别算法的设计在视觉假体上的应用以及卷积神经网络硬件加速器的实现。本文以VGG(Visual Geometry Group)模型为基础,结合视觉假体应用中输入图像为低分辨率图像对VGG模型进行裁剪,并在保证分类精度满足视觉假体需求的情况下,对网络进行优化,使其具有更快的预测速度和更小的硬件代价。首先针对VGG模型全连接层参数量在整个网络中的占比重,并且计算非常密集,采用全局平均池化层替代了全连接层,减少了网络中的参数;然后,为进一步压缩网络参数,本文对VGG模型进行通道压缩,将模型参数再次减少34.61%,获得了一个适合于视觉假体的轻量级网络。优化的VGG模型基于TensorFlow深度学习框架在CIFAR-10数据集上进行训练及测试,测试结果表明,优化后的VGG模型获得了 91.66%的准确率。与具有相似深度的神经网络模型相比,优化后的VGG模型比参考文献[38]的模型准确率高0.47%,具有相似的分类精度。本文完成了优化的VGG模型的硬件加速器设计,通过进一步分析优化后的VGG模型的特点,实现了多层卷积并行计算的硬件加速器架构。详细阐述了各功能模块的设计方案,使用verilog语言完成了加速器的设计,并对各功能模块进行modelsim功能仿真验证。然后在ZCU-102开发板上对加速器进行了功能验证,使用在线逻辑分析仪分析其正确性。并对设计的硬件加速器性能进行评估,评估结果表明,本文设计的硬件加速器在150MHz的时钟频率下,FPGA的处理速度可达到208FPS的峰值处理速度,该速度是CPU处理速度的13.87倍。

关键词：视觉假体图像分类卷积神经网络硬件加速器 FPGA

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儿童表征深度的微观变化:路线、速度及来源

心理发展与教育 2015年第2期31卷 137-148页

作者：张睆辛自强山西师范大学教师教育学院临汾041004 中央财经大学社会发展学院心理学系北京100081

以往研究表明,表征深度的发展是一个随年龄增长而单调上升的过程,但这些年龄尺度上的横断研究难以说明表征深度变化的发生过程及其机制。本研究采用微观发生法,以齿轮推断任务为材料,探讨了68名小学五年级儿童表征深度的变化路线、速度... 详细信息

以往研究表明,表征深度的发展是一个随年龄增长而单调上升的过程,但这些年龄尺度上的横断研究难以说明表征深度变化的发生过程及其机制。本研究采用微观发生法,以齿轮推断任务为材料,探讨了68名小学五年级儿童表征深度的变化路线、速度及来源。结果表明,在整个实验期间,儿童的表征深度发生了显著变化;其变化路线主要体现为从最基本的一级水平向更高级的二、三级水平的递增过程,但这种变化路线的个体间差异较大;变化速度体现出先快后慢的特点;上述变化特点与练习及自我解释、练习模式的特征以及任务难度等因素有关。

关键词：关系—表征复杂性表征深度微观发生法

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变电站雷电过电压计算建模与绝缘配合研究

变电站雷电过电压计算建模与绝缘配合研究

作者：张睆曦长沙理工大学

学位级别：硕士

变电站是电力系统的重要组成部分,根据以往运行经验和统计,雷害事故严重威胁变电站电气设备安全可靠运行。变电站设备昂贵,对于大多数电气设备来说,其绝缘没有自我恢复能力,若因雷害事故而造成损坏,将造成巨大的经济损失。特别是超高压... 详细信息

变电站是电力系统的重要组成部分,根据以往运行经验和统计,雷害事故严重威胁变电站电气设备安全可靠运行。变电站设备昂贵,对于大多数电气设备来说,其绝缘没有自我恢复能力,若因雷害事故而造成损坏,将造成巨大的经济损失。特别是超高压枢纽变电站遭受雷害,就有可能造成电网瓦解或引发大规模停电,因此十分有必要对其进行研究。论文综述变电站雷电过电压计算建模方法与绝缘配合的研究现状,介绍雷电的种类、雷电形成机理和雷电在架空线路上的波过程。探讨变电站雷电侵入波过电压计算建模,分析变电站入侵雷电的波过程,对变电站内各设备进行建模,给出输电线路和各种设备的等值计算电路。文中根据岳阳南500k V变电站资料,利用ATP-EMTP软件对该变电站进行雷电侵入波过电压计算建模,讨论变电站运行方式、雷击位置以及系统工频电源对过电压的影响。仿真计算结果表明,当雷电击中靠近变电站的第二基杆塔时所产生的雷电反击侵入波使得变电站内各电气设备上的过电压幅值较高;雷电绕击时产生在主变压器上的过电压最大值较大,而其他设备上的过电压最大值则是反击时较大,因此在计算雷电过电压时需要全面考虑反击和绕击这两种情况;工频电源也对变电站站内过电压的幅值有着较大影响。最后还研究了雷电过电压下变电站电气设备的绝缘配合和避雷器布置方案与参数选择。论文使用贝杰龙算法及其后续改进模型对实际变电站作了较为深入的计算分析和研究,文中的建模方法和计算结果可为实际变电站的雷电防护和绝缘设计提供参考依据,具有实际指导意义和参考价值。

关键词：变电站雷电过电压贝杰龙算法 ATP-EMTP 绝缘配合

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基于认知负荷理论的数学学优生教学

教育学报 2010年第3期6卷 59-65页

作者：张睆辛自强北京师范大学发展心理研究所北京100875 中央财经大学社会发展学院心理学系北京100081

虽然"因材施教"是教学的一般原则,但是在现实的教学环境中,学优生与普通生同处一个课堂,难以分别接受两种完全不同的教学方案。这时,教师往往只能通过练习环节给予学优生针对性的教学。为此,我们首先从认知负荷理论的角度分析了学优生... 详细信息

虽然"因材施教"是教学的一般原则,但是在现实的教学环境中,学优生与普通生同处一个课堂,难以分别接受两种完全不同的教学方案。这时,教师往往只能通过练习环节给予学优生针对性的教学。为此,我们首先从认知负荷理论的角度分析了学优生数学能力优异的内在原因。然后在此基础上讨论了怎样的教学方式适合学优生,怎样的教学方式适合普通生。最后说明教师应如何为学优生设计练习,从而达到因材施教之目的。

关键词：认知负荷数学学优生练习设计

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大学生拖延行为与元认知和情绪的关系

中国临床心理学杂志 2010年第2期18卷 238-240页

作者：程素萍李敏张睆杭州师范大学教育科学学院浙江杭州310036 北京师范大学发展心理研究所北京100875

目的:探讨大学生一般拖延行为与元认知、情绪的关系。方法:用元认知问卷、正性负性情绪量表和一般拖延行为量表,对杭州市4所大学共468名大学生进行了研究。结果:①文科大学生比理科大学生有更多的拖延行为,但拖延行为在性别方面没有显... 详细信息

目的:探讨大学生一般拖延行为与元认知、情绪的关系。方法:用元认知问卷、正性负性情绪量表和一般拖延行为量表,对杭州市4所大学共468名大学生进行了研究。结果:①文科大学生比理科大学生有更多的拖延行为,但拖延行为在性别方面没有显著差异;②大学生元认知中的认知自信、积极信念、失控和危险感、控制思维的倾向以及负性情绪与拖延行为显著正相关,而元认知的自我意识和正性情绪与拖延行为显著负相关;③元认知中的失控和危险感、认知自信与负性情绪对拖延行为具有预测作用;④负性情绪不完全中介元认知的失控和危险感维度和拖延行为。结论:失控和危险感不仅可以直接作用于拖延行为,也可以通过负性情绪间接的对拖延行为产生影响。

关键词：元认知正性情绪负性情绪拖延行为中介效应

分数概念的个体建构——起点与机制及影响因素

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数学教育学报 2013年第1期22卷 27-32页

作者：张睆辛自强山西师范大学教师教育学院山西临汾041004 中央财经大学社会发展学院心理学系北京100081

理解分数概念对于小学儿童的认知发展非常重要，而儿童学习分数概念的过程，可以视为知识的个体建构过程．就建构的起点而言，分割计数和相对量的知觉可能是分数概念建构的两种个人经验基础．从建构机制来看，不同学者分别从层次递归过... 详细信息

理解分数概念对于小学儿童的认知发展非常重要，而儿童学习分数概念的过程，可以视为知识的个体建构过程．就建构的起点而言，分割计数和相对量的知觉可能是分数概念建构的两种个人经验基础．从建构机制来看，不同学者分别从层次递归过程和反省抽象过程解释了分数概念的个体建构机制．个体的整数知识、主体动作和分数符号都会影响分数概念的个体建构过程．可以从不同经验基础的作用，反省抽象的认知机制以及分数符号在整数偏向中的作用等3个方面展开进一步的研宄．

关键词：分数概念个体建构反省抽象

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教师专业能力发展的理论与实践

陕西师范大学学报（哲学社会科学版） 2018年第2期47卷 139-145页

作者：胡卫平张睆陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室陕西西安710062

教师专业能力包括基本能力、教学能力、教育能力、自我发展能力和教学创新能力5种。这5种能力螺旋上升,形成完整的层级结构,并贯穿整个教师职业生涯。根据教师专业能力发展水平,为其"量身定做"相应的专业能力培养模式。通过"理论指导+... 详细信息

教师专业能力包括基本能力、教学能力、教育能力、自我发展能力和教学创新能力5种。这5种能力螺旋上升,形成完整的层级结构,并贯穿整个教师职业生涯。根据教师专业能力发展水平,为其"量身定做"相应的专业能力培养模式。通过"理论指导+案例分析+情景模拟+自主反思+行为反馈"的教师专业能力实训模式,将教师的"思"与"行"有机结合起来。通过建设教师专业能力实训平台,以有效支撑教师的专业学习。

关键词：思维型教学教师专业能力教师专业能力发展模式

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图书出版物编校应注意的问题探究

新闻前哨 2021年第8期 107-108页

作者：张睆贵州人民出版社

图书是知识与思想传承的重要载体。近些年,国内图书出版数量持续增多,但质量却出现下降趋势。通过国家新闻出版署的抽查结果能够看出,当前国内图书编校质量并不乐观。而作为图书内容的把关者、创新性的鉴定者、稿件选择和取舍的主要决... 详细信息

图书是知识与思想传承的重要载体。近些年,国内图书出版数量持续增多,但质量却出现下降趋势。通过国家新闻出版署的抽查结果能够看出,当前国内图书编校质量并不乐观。而作为图书内容的把关者、创新性的鉴定者、稿件选择和取舍的主要决策人员,对于图书编校应注意哪些问题,以确保图书的质量,一直是图书编辑重点关注的问题。基于此,下面就针对这一问题提出了相应的建议。

关键词：图书出版编辑编校质量

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责任编辑在图书装帧设计中的作用

传播力研究 2021年第11期5卷 129-130页

作者：张睆贵州人民出版社贵州贵阳550081

伴随时代的飞速发展,图书这一领域出现了极大的变化,图书装帧设计变成图书的一个核心要素。读者不再满足于图书内容以及装帧设计的单一化匹配,而是希望可以持续提高图书装帧设计的综合水平。而责任编辑应该发挥引导作用,同时也应该提升... 详细信息

伴随时代的飞速发展,图书这一领域出现了极大的变化,图书装帧设计变成图书的一个核心要素。读者不再满足于图书内容以及装帧设计的单一化匹配,而是希望可以持续提高图书装帧设计的综合水平。而责任编辑应该发挥引导作用,同时也应该提升本身的审美水平与艺术修养。基于此,本文重点探讨了在图书装帧设计中责任编辑的核心作用,以供参考。

关键词：图书装帧设计责任编辑作用