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基于A2N改进的单图像超分辨重建网络

激光与光电子学进展 2024年

作者：曹华梁庄伟南京师范大学物理科学与技术学院江苏省光电技术重点实验室

在单图像超分辨领域，A2N（Attention in Attention Network）的研究中发现并非所有的注意力模块都对网络有益。因此在网络的设计中可将输入特征分成注意力分支和无注意力分支，再根据输入特征利用动态注意力模块自适应调整这两个分支... 详细信息

在单图像超分辨领域，A2N（Attention in Attention Network）的研究中发现并非所有的注意力模块都对网络有益。因此在网络的设计中可将输入特征分成注意力分支和无注意力分支，再根据输入特征利用动态注意力模块自适应调整这两个分支上的权重，使得网络能够强化有用特征，抑制不重要特征。在实际应用场景中，轻量化的网络更加适合在资源受限的设备上运行。于是，本文在A2N的基础上进行了改进，通过削减原有网络中A2B（Attention in Attention Block）的数量，并引入轻量的感受野模块（Receptive Field Block）来提升网络的整体性能。此外，将L1损失调整为基于傅里叶变换的组合损失，将图像的空间域转换为频率域，从而使网络能够学习图像的频率特征。最终实验表明，改进后的A2N在实现性能提升的同时，参数量减少了约25%，计算复杂度减少了约20%，推理速度提升了15%。

关键词：超分辨深度学习感受野卷积神经网络

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基于改进YOLOv5的遥感图像目标检测

计算机工程 2024年第4期50卷 228-236页

作者：崔丽群曹华维辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105

目前目标检测技术虽然已经趋于成熟,但是对遥感图像的检测仍存在不少挑战。针对遥感图像的背景复杂、目标尺度差异大、目标方向任意等特点造成目标检测精度低下的问题,提出一种基于改进YOLOv5的遥感图像目标检测算法。首先,构建一种联... 详细信息

目前目标检测技术虽然已经趋于成熟,但是对遥感图像的检测仍存在不少挑战。针对遥感图像的背景复杂、目标尺度差异大、目标方向任意等特点造成目标检测精度低下的问题,提出一种基于改进YOLOv5的遥感图像目标检测算法。首先,构建一种联合注意力的多尺度特征增强网络,充分融合高低层特征,使特征层具有语义信息的同时包含丰富的细节信息,并在融合过程中利用设计的特征聚焦模块帮助模型选择关键特征,抑制无关信息。其次,使用感受野模块(RFB)对融合后的特征图进行更新,扩大特征图的感受野,减少特征信息损失。最后,对目标增加旋转角度,并采用圆形平滑标签将回归问题转化成分类问题,提高遥感目标定位的准确性。在用于航拍图像目标检测的大规模数据集(DOTA)上的实验结果表明,与YOLOv5算法相比,所提算法的交并比(Io U)为0.5和0.5~0.95时的平均精度均值(m AP@0.5和m AP@0.5∶0.95)分别提高了7.3和3.3个百分点,能够明显提高复杂背景下遥感图像目标的检测精度,并改善对遥感目标的漏检和误检情况。

关键词：目标检测遥感图像特征融合感受野模块圆形平滑标签

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硅纳米结构阵列的制备及其光学性能研究

硅纳米结构阵列的制备及其光学性能研究

作者：曹华翔中国科学技术大学

学位级别：硕士

晶体硅太阳能电池由于发电成本高于传统化石能源,限制了其更大范围地推广使用。表面呈纳米结构的黑硅材料有望从两个方面解决这个问题,一方面,黑硅材料能够对很宽的光谱范围以及准全方位入射的光拥有极好的抗反射性能;另一方面,黑硅材... 详细信息

晶体硅太阳能电池由于发电成本高于传统化石能源,限制了其更大范围地推广使用。表面呈纳米结构的黑硅材料有望从两个方面解决这个问题,一方面,黑硅材料能够对很宽的光谱范围以及准全方位入射的光拥有极好的抗反射性能;另一方面,黑硅材料极好的光吸收性能使得太阳电池的厚度减少至几十微米以下时依然有很好的关吸收性能,而目前的商用晶体硅太阳能电池为了有效的吸收入射光,多采用的厚度为～300μm的硅片,硅原材料使用成本约占电池总制造成本的一半。本文中,结合纳米球刻印(NSL)和金属辅助的化学刻蚀(MACE)制备出多种纳米阵列结构的黑硅材料,并分别从计算仿真和实验结果两个方面分析其光学性能,找到拥有相对最优的抗反射性能的Si纳米阵列结构。具体研究内容主要集中在以下几个方面:(1)研究纳米球的刻蚀过程,实现非密排聚苯乙烯球直径的精确控制。然后,基于NSL,结合电子束蒸发和磁控离子溅射两项技术,在Si片表面实现Au纳米孔阵列的按需制备和Au纳米圆盘阵列的可控制备。在制备Au纳米圆盘阵列过程中发现了 Au纳米圆环阵列的制备方法,进一步研究Au纳米圆环阵列形成的各个步骤,弄清了 Au圆环阵列的形成机理,最后,制备了不同周期、尺寸大小的Au纳米圆环阵列。(2)以制备得到的Au纳米孔阵列、Au纳米圆盘阵列作为金属催化剂,采用MACE分别实现Si纳米线阵列的按需制备和Si纳米孔阵列的可控制备,分析刻蚀过程中的各个工艺参数对刻蚀结果的影响,找到优化的刻蚀工艺。然后,以Au纳米圆环阵列为刻蚀催化剂,通过MACE初步实现Si纳米孔中线阵列的制备。(3)采用时域有限差分法对不同直径的Si NWAs和Si NHAs的光学性能进行系统地仿真模拟,并将模拟仿真结果与光学性能的实验测试结果进行参照对比。结果表明长度1μm、周期483nm的有序SiNWAs,在300nm直径时的抗反射性能达到最强,而当直径为100nm时,宏观上样品表面呈深红色,FDTD的仿真结果中发现吸收光谱中波长～570nm处出现一个明显的吸收峰,这是由于Si NWAs的本征模式的共振吸收所致。长度1μm、周期483nm的有序Si NWHs,在直径400nm时光吸收率最高,与300nm直径时Si NWAs相比,其拥有更好的抗反射性能,是相比最优的抗反射纳米结构材料。

关键词：纳米球刻印金纳米环阵列金属辅助的化学刻蚀硅纳米孔阵列黑硅

基于ISABO-IBiLSTM模型的刀具磨损预测方法

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中国机械工程 2024年

作者：曾浩曹华军董俭雄重庆大学机械传动国家重点实验室

针对现有的刀具磨损预测方法因为缺少优化算法及网络结构不完善而引起预测精度不高的问题，提出了一种基于改进的减法优化器算法(ISABO)和改进的双向长短时记忆网络(IBiLSTM)相结合的刀具磨损状态预测模型。首先，采用截断法、hampel滤... 详细信息

针对现有的刀具磨损预测方法因为缺少优化算法及网络结构不完善而引起预测精度不高的问题，提出了一种基于改进的减法优化器算法(ISABO)和改进的双向长短时记忆网络(IBiLSTM)相结合的刀具磨损状态预测模型。首先，采用截断法、hampel滤波法、ICEEMDAN-改进的小波阈值降噪法对加速度振动信号与力信号数据进行预处理。其次，提取预处理后的信号数据的时域、频域、时频域特征，并通过斯皮尔曼和最大互信息相关系数筛选特征，构建模型的输入。最后，利用ISABO算法对改进后的双向长短时记忆网络进行参数寻优，基于所得到的优化参数，训练网络实现磨损预测。实验数据分析结果表明，提出的ISABO-IBiLSTM模型对刀具磨损量的预测精度达到98.49％～98.83％，较BiLSTM、IBiLSTM、ICNN-BiLSTM模型有了较大的提高。

关键词：刀具磨损预测减法优化器算法双向长短时记忆网络信号处理深度学习

基于beta回归的长白落叶松树干含水率预测模型

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应用生态学报 2024年第3期35卷 587-596页

作者：曹华燕苗铮郝元朔董利虎东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

为探究人工长白落叶松边材、心材、树皮、树干含水率沿树干的纵向变化规律,本研究结合样地、样木效应,构建了基于beta回归的含水率混合效应模型,采用不限定相对高度(方案Ⅰ)和限定高度在2 m以下(方案Ⅱ)2种抽样方式对模型进行校正。结... 详细信息

为探究人工长白落叶松边材、心材、树皮、树干含水率沿树干的纵向变化规律,本研究结合样地、样木效应,构建了基于beta回归的含水率混合效应模型,采用不限定相对高度(方案Ⅰ)和限定高度在2 m以下(方案Ⅱ)2种抽样方式对模型进行校正。结果表明:边材、树干含水率沿树干向上逐渐增加;心材含水率沿树干向上先略减后增大;树皮含水率沿树干向上先增大后趋于平缓,然后再增加。相对高度、活冠高、林分每公顷胸高断面积、年龄和林分优势高是显著影响长白落叶松木材含水率的因子。方案Ⅰ下,随机抽取2~3个圆盘的含水率测量值来校准模型可以得到稳定的预测精度,树干含水率的平均绝对误差百分比(MAPE)可达7.2%(随机抽取2个),边材、心材、树皮含水率的MAPE可达7.4%、10.5%、10.5%(随机抽取3个);方案Ⅱ下,抽取1.3和2 m圆盘的含水率测量值校准模型最适宜,边材、心材、树皮和树干含水率的MAPE分别达到7.8%、11.0%、10.4%和7.1%。所有beta混合效应回归模型的预测精度都明显优于基础模型。包含样地、样木效应的两水平beta混合效应回归模型可以很好地预测长白落叶松各部位的含水率。

关键词：长白落叶松木材含水率 beta回归模型边材心材树皮树干

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发现磁性氧化物异质结中的超导条纹相

科学通报 2024年

作者：华翔宇项子霁陈仙辉中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心中国科学技术大学物理系合肥国家实验室

非常规超导电性是凝聚态物理学领域重要的研究方向,目前学术界普遍认为非常规超导配对的形成与磁性密切相关.在铜氧化物和铁基高温超导体中,超导电性在相图中都发生在磁有序态附近,而超导与磁性的相互作用则会导致更为奇特的演生现象或...

非常规超导电性是凝聚态物理学领域重要的研究方向,目前学术界普遍认为非常规超导配对的形成与磁性密切相关.在铜氧化物和铁基高温超导体中,超导电性在相图中都发生在磁有序态附近,而超导与磁性的相互作用则会导致更为奇特的演生现象或物态.一个典型例子是镧(La)基214系列铜氧化物,作为高温超导家族最著名的成员之一,该系列材料的特点是随着在反铁磁绝缘母相La2CuO4中引入空穴掺杂,可以产生两种共存并相互竞争的电子序,即超导和条纹序[1,2].

关键词：

碳酸亚乙烯酯：有机合成化学中的多功能合成子

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有机化学 2024年

作者：林雨付海峰曹华刘想广东药科大学医药化工学院广东省化妆品工程技术研究中心

近年来，碳酸亚乙烯酯已成为一种新型、理想的多功能合成子，广泛应用于丰富多样的有机合成转化中。特别是在过渡金属催化的C-H官能化领域，可用于构建含碳、杂环骨架的目标分子。自2009年Nishii和Miura首次报道了碳酸亚乙烯酯作为“乙... 详细信息

近年来，碳酸亚乙烯酯已成为一种新型、理想的多功能合成子，广泛应用于丰富多样的有机合成转化中。特别是在过渡金属催化的C-H官能化领域，可用于构建含碳、杂环骨架的目标分子。自2009年Nishii和Miura首次报道了碳酸亚乙烯酯作为“乙炔醇替代物”参与偶联反应以来，其作为“乙炔替代物”、“C1合成子”、“酰甲基化试剂”及其它功能试剂的应用被陆续报道。这些进展不仅凸现了碳酸亚乙烯酯的多功能转化性，也为复杂化合物的合成提供新思路。本文根据碳酸亚乙烯酯在合成化学中的不同反应角色，概述了近年来碳酸亚乙烯酯的最新研究进展，并对其未来发展提出展望。

关键词：碳酸亚乙烯酯 C-H官能化环化反应氮杂环

纤维随机分布CFRP高速铣削比能模型与表面质量优化

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机械工程学报 2024年第1期60卷 65-74页

作者：宋阳曹华军张金刘磊张琼之重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced plastics, CFRP)具有高比模量和比强度、耐腐蚀性和良好的刚度等优良特性,逐渐被广泛应用于航空航天、汽车、国防军工及生物医疗等高端装备领域。然而,CFRP材料的非均质性及各向异性致使其... 详细信息

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced plastics, CFRP)具有高比模量和比强度、耐腐蚀性和良好的刚度等优良特性,逐渐被广泛应用于航空航天、汽车、国防军工及生物医疗等高端装备领域。然而,CFRP材料的非均质性及各向异性致使其加工表面形貌非常复杂且极易产生加工缺陷,严重制约了CFRP结构件的使用寿命、服役性能及安全可靠性。鉴于高速切削技术有利于提高加工效率和控制表面质量,而切削比能是加工表面质量的重要指标,因此,首先通过引入碳纤维分布、切削效应及边缘效应,阐明切削比能的来源及分布,建立CFRP高速铣削的切削比能预测模型,该比能预测模型精度91.19%。然后,采用三维均方根面粗糙度和三维分形维数对表面质量进行定量表征,根据比能分量与表面质量之间的相关性分析,定义了面向表面质量的比能综合评价指标SCEsq和SCEds,提出基于比能的表面质量优化方法。最后,基于非线性回归分析,分析了铣削参数对SCEsq和SCEds的影响,验证了高速切削有利于减少CFRP加工缺陷。

关键词： CF/PEEK 高速铣削切削比能表面质量纤维分布

中国式现代化背景下的畜牧业数智化转型:价值意蕴、现实基础与实践进路

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饲料研究 2024年第3期47卷 191-195页

作者：曹华莹郑州升达经贸管理学院河南郑州451191

随着信息技术的迅猛发展,数智化转型日渐成为畜牧业迈向现代化的重要引擎。数智化转型主要通过先进技术与人工智能算法,实现养殖过程中的智慧化管理与精细化运营,推动畜牧业走上数智化全产业链发展之路。中国式现代化背景下,畜牧业数智... 详细信息

随着信息技术的迅猛发展,数智化转型日渐成为畜牧业迈向现代化的重要引擎。数智化转型主要通过先进技术与人工智能算法,实现养殖过程中的智慧化管理与精细化运营,推动畜牧业走上数智化全产业链发展之路。中国式现代化背景下,畜牧业数智化转型是推进农业农村现代化的重要保障,促进畜牧产业高质量发展的必由之路,提高农村居民消费能力的关键支撑。畜牧业数智化转型具备一定的现实基础,其中顶层布局为畜牧业数智化转型提供了制度保障,多方参与为畜牧业数智化转型提供了资金支持,科技创新为畜牧业数智化转型提供了技术支撑。文章提出调整产品结构,着力打造绿色畜牧品牌;强化科技创新,完善现代畜牧业基础设施;加强国际合作,融入国际畜牧业发展市场,以促进畜牧业数智化转型,夯实中国式现代化背景下畜牧业高质量发展基础。

关键词：畜牧业数智化农业农村中国式现代化高质量发展