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基于后验近似的变分自编码器改进算法研究

基于后验近似的变分自编码器改进算法研究

作者：敦瑞静河北大学

学位级别：硕士

对高维数据(如图像)的复杂生成过程进行精确建模是深度学习的关键任务。在许多应用领域中,变分自编码器(VAE)被证明对这项任务非常有效,具有解释和直接控制与数据生成中潜在隐藏因素相对应的潜在变量的能力。但是传统的VAE也有不足之处... 详细信息

对高维数据(如图像)的复杂生成过程进行精确建模是深度学习的关键任务。在许多应用领域中,变分自编码器(VAE)被证明对这项任务非常有效,具有解释和直接控制与数据生成中潜在隐藏因素相对应的潜在变量的能力。但是传统的VAE也有不足之处,那就是对于复杂的模型表现力较差,并且生成的图像往往比较模糊。本文将从改进模型目标函数和改变模型结构两个方面来解决上述问题。本文提出一种基于行列式点过程的变分拉普拉斯自编码器(VLAE-DPP)模型,将行列式点过程方法引入到变分拉普拉斯自编码器模型中,在原始目标函数的基础上添加了一项无监督惩罚损失,以此来提高生成图像的质量。VLAE-DPP模型利用行列式点过程(DPP)来捕获一个真实数据的类似多样性,然后通过从编码器中提取特征来学习核。最后,训练解码器优化核的伪、实、特征值和特征向量之间的损失,以鼓励解码器模拟真实数据的多样性,从而生成高质量的图像。本文还对原始的变分拉普拉斯自编码器的结构做了改变,在解码器的后面接入了一个判别器,称为对抗变分拉普拉斯自编码器(AVLAE)。原始的变分拉普拉斯自编码器使用平方误差作为重构的目标损失,这在一定程度上会影响生成图像的效果。本文提出的AVLAE模型利用判别器的特征表示来代替原始的重构误差,且判别器与解码器具有对抗学习的过程,从而可以提高生成图像的质量。实验结果表明,在多个数据集上VLAE-DPP模型和AVLAE模型都不同程度的解决了图像生成不清晰的问题,提高了生成图像的质量。

关键词：变分自编码器行列式点过程变分推断拉普拉斯近似生成对抗网络

基于共见性差异的空间布局对用户记忆特征的影响研究

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包装工程 2024年

作者：金燕李谨瑞朴勋周泓静青岛理工大学

目的本研究探究连续和离散动线类别的展览空间布局设计中用户对展示内容和位置方面记忆影响的差异及影响因素，为虚拟现实空间布局、展示空间设计等领域提供设计决策。方法实验设计，通过共见性的高低及空间布局连续性的高低对展示空... 详细信息

目的本研究探究连续和离散动线类别的展览空间布局设计中用户对展示内容和位置方面记忆影响的差异及影响因素，为虚拟现实空间布局、展示空间设计等领域提供设计决策。方法实验设计，通过共见性的高低及空间布局连续性的高低对展示空间布局进行分类。观察用户在不同展示空间布局下的游览路线，并探讨不同共见性的布局形式对参观者的记忆的影响。结果通过对不同组的参观者进行两种共见性布局设计的记忆测试，发现对画作内容的记忆得分和画作位置的记忆得分与空间布局设计之间存在显著关联。在连续动线布局中，共见性水平的差异对游览者的记忆无明显影响，但展示内容及游览顺序对记忆有明显影响；而在离散动线布局中，共见性水平的差异可能会影响参观者的游览策略和关注焦点，并会影响对展示内容的记忆情况。结论研究结果强调了对于博物馆或美术馆展示空间的设计而言，共见性因素在不同动线布局设计中可能具有不同的重要性，这有助于指导未来的展览设计决策。

关键词：虚拟现实体验设计用户记忆展示布局空间设计

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融合特征优化的跨数据集高光谱图像分类

中国图象图形学报 2024年第08期 2175-2187页

作者：马晓瑞哈林谌敦斌梅亮王洪玉大连理工大学信息与通信工程学院大连理工大学光电工程与仪器科学学院

目的高光谱图像分类可实现对地物目标的逐像素识别，是对地观测中的关键技术。由于采集环境变迁与成像设备差异等因素的影响，不同高光谱图像特征分布偏移，影响现有模型的跨数据集分类精度。针对此，提出了一种融合特征优化的无监督... 详细信息

目的高光谱图像分类可实现对地物目标的逐像素识别，是对地观测中的关键技术。由于采集环境变迁与成像设备差异等因素的影响，不同高光谱图像特征分布偏移，影响现有模型的跨数据集分类精度。针对此，提出了一种融合特征优化的无监督跨数据集高光谱图像分类方法。方法提出了基于奇异值抑制的特征均衡策略实现数据内独立优化，通过限制奇异值正则项兼顾特征的可迁移性与可鉴别性；提出了基于隐式增广的特征匹配策略实现数据间特征协同优化，引导源域特征逼近目标域提高模型的泛化性；设计了基于隐式鉴别器的对抗学习框架实现数据间特征类别级优化，提高了预测多样性，实现跨数据集分类。结果实验在Pavia数据集组和HyRANK数据集组上进行，与多种最新的跨数据高光谱图像分类方法进行了对比，在Pavia数据集组中，相比于性能第2的模型，总体精度、平均精度和к系数分别提高了1.75%、3.55%和2.17%；在HyRANK数据集组中，相比于性能第2的模型，总体精度、平均精度和к系数分别提高了6.58%、13.10%和7.96%。同时进行了消融实验，研究了各个模块对高光谱图像分类效果的影响。实验结果表明，每一模块在提高高光谱图像分类效果方面都是有效的。结论本文提出的融合特征优化的跨数据集高光谱图像分类方法可以在无监督的条件下显著提高跨数据集高光谱图像分类精度，提高分类预测的多样性，得到更好的分类效果。

关键词：高光谱图像分类跨数据集分类特征优化领域自适应无监督分类域对抗网络

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基于VR的变速器虚拟维修培训系统研究

印刷与数字媒体技术研究 2024年第1期 129-136页

作者：李继瑞赵月静河北科技大学机械工程学院石家庄050018 齐鲁理工学院智能制造与控制工程学院济南250200

为解决机械部件现场维修培训受限于时空因素的问题,本研究以典型部件变速器为例,通过实体测绘数据建立了三维模型,对模型进行优化及坐标重设处理,提出了一种改进蚁群算法,并研究了射线碰撞检测技术。基于虚拟现实技术开发了包含维修拆... 详细信息

为解决机械部件现场维修培训受限于时空因素的问题,本研究以典型部件变速器为例,通过实体测绘数据建立了三维模型,对模型进行优化及坐标重设处理,提出了一种改进蚁群算法,并研究了射线碰撞检测技术。基于虚拟现实技术开发了包含维修拆装学习、练习、考试、工作原理展示以及零部件详细数据查询等交互功能的维修培训系统。通过所开发的功能模块实现对操作对象维修拆装过程的详细展示,用以提高维修人员拆装熟练度。随后,将所开发系统发布于多个端口,并通过与实训的对比,验证了该维修培训系统的实用性。

关键词：虚拟现实维修拆装培训系统变速器 Unity 3D

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基于局部离群因子与隔离森林的激光超声缺陷检测

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郑州大学学报(工学版) 2024年

作者：李阳朱文博静丰羽叶中飞马云瑞周洋邹云郑州大学机械与动力工程学院中国电建集团河南电力器材有限公司国网河南省电力公司电力科学研究院

针对激光超声(LU)缺陷检测中最大振幅图存在伪像的问题,结合主成分分析(PCA)和两种无监督的机器学习算法局部离群因子(LOF)和隔离森林(IF),以实现对LU数据的无监督异常检测。首先,利用PCA算法对LU数据进行降维处理,减轻了LU数据的复杂度... 详细信息

针对激光超声(LU)缺陷检测中最大振幅图存在伪像的问题,结合主成分分析(PCA)和两种无监督的机器学习算法局部离群因子(LOF)和隔离森林(IF),以实现对LU数据的无监督异常检测。首先,利用PCA算法对LU数据进行降维处理,减轻了LU数据的复杂度;其次,利用LOF和IF算法进行了数据异常值的识别分析,并利用累积分布函数和核密度估计确定异常值的阈值大小;最后,对比了LOF、IF算法以及最大振幅图的检测结果。结果发现:LOF算法有更优的缺陷识别精度和更低的误判率。

关键词：激光超声缺陷检测主成分分析局部离群因子隔离森林铝合金

金属有机框架Cu@Sc-MOF纳米酶对5'-三磷酸腺苷的比色/荧光检测

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应用化学 2024年第5期41卷 728-738页

作者：柴小静赵瑞瑞张羱董川双少敏山西大学化学化工学院太原030006 山西大学环境科学研究所太原030006

通过溶剂热法制备了一种铜/钪金属有机框架(Cu@Sc-MOF)纳米酶,在H2O2存在下,Cu@Sc-MOF可催化氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)得到蓝色氧化产物oxTMB,并在652 nm处产生特征吸收峰。同样,Cu@Sc-MOF也可氧化邻苯二胺(OPD)生成2-氨基吩嗪... 详细信息

通过溶剂热法制备了一种铜/钪金属有机框架(Cu@Sc-MOF)纳米酶,在H2O2存在下,Cu@Sc-MOF可催化氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)得到蓝色氧化产物oxTMB,并在652 nm处产生特征吸收峰。同样,Cu@Sc-MOF也可氧化邻苯二胺(OPD)生成2-氨基吩嗪(DAP),并在570 nm产生特征荧光发射峰(激发波长为390 nm)。由于5’-三磷酸腺苷(ATP)与Cu2+络合,抑制了Cu@Sc-MOF的催化活性,使得652 nm处的吸光度和570 nm处的荧光强度减弱,基于Cu@Sc-MOF的类过氧化物酶活性,构建了一种用于检测ATP的比色/荧光双模式光谱法。比色和荧光分析法的线性范围分别为2.50~40.00μmol/L和1.00~22.50μmol/L,检出限(LOD)分别为0.60和0.27μmol/L。将上述比色/荧光双模式分析法用于肝癌细胞HepG2细胞裂解液中ATP的检测,加标回收率分别为92.0%~101%和93.2%~97.9%,具有良好的应用前景。

关键词： Cu@Sc-MOF 纳米酶类过氧化物酶活性比色/荧光 5’-三磷酸腺苷

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炭化液对NaCl胁迫下高丹草种子萌发和幼苗生长的缓解效应

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植物资源与环境学报 2024年

作者：梁玉李金凤崔键李文平常雅军汪帆刘晓静姚东瑞江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心江苏沿海生态科技发展有限公司

为探讨炭化液对NaCl胁迫下高丹草(Sorghum bicolor×sudanense)种子萌发和幼苗生长的效应,以工程植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum Linn.)和苦草[Vallisneria natans(Lour.) Hara]的炭化液为研究材料,研究了NaCl胁迫下2种炭化液及稀释比例对高丹草种子萌发及幼苗生长和生理指标的影响。结果显示:在0～16 g·L-1NaCl范围内,高丹草种子的发芽率、发芽势和发芽指数随着NaCl质量浓度的提高呈下降趋势,在16 g·L-1NaCl条件下发芽率仅5.55%;种子萌发阶段的耐盐适应浓度、耐盐半致死浓度和耐盐极限浓度分别为3.95、8.03和15.07 g·L-1。在4 g·L-1NaCl条件下,添加金鱼藻炭化液和苦草炭化液(稀释比例1:15)对高丹草种子发芽势、发芽率和发芽指数的影响不显著,但总体上显著(P<0.05)促进了芽长和根长;且处理10和15 d,金鱼藻炭化液处理的芽长和根长分别较苦草炭化液处理显著增加。在8～16 g·L-1NaCl条件下,添加金鱼藻炭化液(稀释比例1:15)总体上显著增加了高丹草种子的发芽势、发芽率、发芽指数、芽长和根长。在8 g·L-1NaCl条件下,添加稀释比例1:15和1:5的金鱼藻炭化液均较对照显著增加了高丹草幼苗的株高、根长、茎长、叶长、总鲜质量、地上部鲜质量、地下部鲜质量和根冠比,显著降低了超氧阴离子含量、过氧化氢酶活性和可溶性蛋白质含量。综上所述,较高质量浓度NaCl胁迫下,添加金鱼藻炭化液显著促进了高丹草的种子萌发,有效减少了高丹草幼苗受到的氧化损伤,进而缓解了NaCl对高丹草种子萌发和幼苗生长的胁迫作用。

关键词：高丹草炭化液 NaCl胁迫种子萌发幼苗生长

针灸刺激百会、足三里穴缓解小鼠抑郁样行为与肠道菌群的关联

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西安交通大学学报（医学版） 2024年第3期45卷 484-490页

作者：田佳荣孙敦保孙敦花朱峰西安交通大学第一附属医院精神心理科陕西西安710061 安康市中心医院精神科陕西安康725000 旬阳市残联博爱医院精神科陕西安康725700

目的探究针灸百会、足三里穴对慢性温和刺激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)诱发抑郁样行为小鼠的抗抑郁效应及其与肠道菌群变化的关联。方法60只小鼠随机分为:对照组、对照+针灸组、CUMS组和CUMS+针灸组。CUMS和CUMS+针灸组... 详细信息

目的探究针灸百会、足三里穴对慢性温和刺激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)诱发抑郁样行为小鼠的抗抑郁效应及其与肠道菌群变化的关联。方法60只小鼠随机分为:对照组、对照+针灸组、CUMS组和CUMS+针灸组。CUMS和CUMS+针灸组进行为期6周的CUMS处理,CUMS处理的后3周对对照+针灸组和CUMS+针灸组小鼠每天进行20 min的百会和足三里穴针灸;使用糖水偏爱和悬尾实验评估小鼠的抑郁样行为;行为结束后取小鼠粪便使用16S rRNA基因测序检测肠道菌群组成。结果单纯针灸对小鼠糖水偏爱和悬尾实验不动时间无影响(P>0.05);CUMS导致小鼠出现抑郁样行为,糖水偏爱率降低(P0.05),但导致肠道菌群组成发生显著变化(P=0.002);CUMS导致肠道Patulibacter等6个菌属丰度升高,Faecalibacterium等26个菌属丰度降低(P<0.05);CUMS+针灸组相比于CUMS组Faecalibacterium等10个菌属丰度升高,Patulibacter等4个菌属丰度降低(P<0.05);四组小鼠有其各自的特征性肠道菌群;CUMS组相比于对照组视黄醇代谢、泛素系统、N-聚糖生物合成和类固醇荷尔蒙生物合成、细胞凋亡和产热作用等基因功能显著富集(P<0.05),而针灸导致CUMS+针灸组小鼠以上肠道菌群基因功能富集程度降低(P<0.05)。结论针灸百会和足三里穴具有抗抑郁效应,且可使抑郁导致的肠道菌群紊乱部分恢复;针灸百会和足三里穴可能通过影响肠道菌群组成及视黄醇、泛素、N-聚糖和类固醇等代谢功能从而发挥抗抑郁效应。

关键词：抑郁症针灸肠道菌群百会穴足三里穴

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预混进料对废树脂流化裂解反应中颗粒团聚的抑制作用

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化工学报 2024年

作者：黄正梁冯铭瑞宋琦任聪静杨遥孙婧元王靖岱阳永荣浙江省化工高效制造技术重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学院浙江大学宁波科创中心

针对放射性废树脂流化裂解反应过程中颗粒团聚问题，提出了高岭土和陶瓷颗粒预混进料抑制颗粒团聚的新思路。在流化裂解实验装置中，通过测量床层压降和对产物的XRD、SEM以及元素分析，考察预混时高岭土添加量对流化特性和颗粒团聚的影... 详细信息

针对放射性废树脂流化裂解反应过程中颗粒团聚问题，提出了高岭土和陶瓷颗粒预混进料抑制颗粒团聚的新思路。在流化裂解实验装置中，通过测量床层压降和对产物的XRD、SEM以及元素分析，考察预混时高岭土添加量对流化特性和颗粒团聚的影响规律。研究结果表明，高岭土与陶瓷球预混后可在陶瓷球颗粒表面形成均匀的涂覆层，当高岭土添加量≥0.2 wt%时，具有显著的抑制废树脂流化裂解反应中颗粒团聚的作用，但存在一定的作用时长，应定期补加预混高岭土的陶瓷球颗粒，维持陶瓷球表面的高岭土覆层。当高岭土预混添加量为0.2 wt%时，高岭土预混进料抑制团聚的作用时长约为70 min。与高岭土和废树脂共混进料相比，预混进料可在更低的高岭土添加量条件下达到颗粒团聚抑制效果，有利于放射性废树脂的减量化处理。

关键词：放射性废树脂热解流态化团聚高岭土