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基于半监督学习的冷轧带钢表面缺陷分类方法研究

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基于半监督学习的冷轧带钢表面缺陷分类方法研究

作者：曹孝碧西安理工大学

学位级别：硕士

冷轧带钢作为各种涂层钢板的主要原材料,被广泛应用于建筑、包装、汽车等行业。在繁琐的精加工过程中,冷轧带钢表面无法避免会出现各种缺陷,缺陷不仅会影响产品外观,而且会严重降低产品性能。近年来,由于计算能力不断提高,深度学习被广... 详细信息

冷轧带钢作为各种涂层钢板的主要原材料,被广泛应用于建筑、包装、汽车等行业。在繁琐的精加工过程中,冷轧带钢表面无法避免会出现各种缺陷,缺陷不仅会影响产品外观,而且会严重降低产品性能。近年来,由于计算能力不断提高,深度学习被广泛应用于表面缺陷检测。因此,研究出一种基于深度学习的冷轧带钢表面缺陷检测系统对于保证产品质量、减少废品率、提高生产效率和用户满意度具有重要意义。缺陷分类是缺陷检测的重要环节,为了提高系统中分类模型的检测精度和检测速度,同时解决由于标注成本高昂、数据量较少阻碍分类模型性能提升的问题。本文提出了一种基于半监督学习的冷轧带钢表面缺陷分类方法,主要研究内容如下:(1)针对现阶段由于缺少冷轧带钢表面缺陷数据集和仅有热轧带钢表面缺陷数据集的情况,本文提出了应用迁移学习思想来对冷轧带钢表面缺陷进行分类的方法:首先采用后者对分类模型进行预训练,然后依据两者之间的相似点对模型进行微调,最后将模型应用于前者。另外,依据两者的缺陷成因和特点,采用类别匹配和模型微调的方法,解决了负迁移问题。(2)针对如何得到大量无标注样本来辅助少量有标注样本训练半监督分类模型的问题,本文提出了一种改进的InfoGAN数据生成模型。该模型以无监督学习的方式训练,在InfoGAN的生成器中添加了SENet,以提高其挖掘小目标缺陷特征的能力;将InfoGAN的判别器中步长为2的卷积替换为2×2的最大池化,并调整优化算法,以均衡生成器和判别器的性能;并对训练策略进行改进,以解决判别器分类效果不佳的问题。通过改进后的InfoGAN数据生成实验,结果表明该模型能够有效生成多样性更为丰富、质量更高的热轧带钢表面缺陷仿真图像。(3)针对现阶段大多数分类模型无法同时保证高精度和实时性的问题,本文提出了一种基于Res Net-50和FPN层的分类模型。该分类模型以半监督学习的方式训练,在训练策略方面,除了应用伪标签方法之外,还改进了无监督损失的平衡系数,进而提高了模型训练的稳定性。通过预训练实验,本文提出的模型平均准确率、精确率、召回率均在97.50%以上,最优分类准确率达到了99.86%,且平均单张图像检测速度为28)。实验结果表明,该模型能够同时满足高精度和实时性的需求。同时测试了在少量标注样本下的检测效果,当有标签数据量仅为25%(270张)时,模型分类准确率仍能达到可观的96.25%。(4)为了验证预训练好的分类模型微调后迁移到冷轧带钢表面缺陷分类的可行性,本文搭建了由硬件和软件组成的冷轧带钢表面缺陷检测系统。使用该系统对人工制作的色差、油污、锈蚀、辊印、划痕等五类冷轧带钢表面缺陷进行分类和可视化功能测试实验,系统检测的平均准确率、平均精确率和平均召回率分别达到了98.08%、99.38%和98.68%,平均检测速度达到了78.13FPS,并且该系统能够实现将缺陷类型、数量、位置及检测所用时长进行可视化展示,测试结果表明该系统能够在可观的分类精度下实现冷轧带钢表面缺陷的实时分类。

关键词：冷轧带钢热轧带钢表面缺陷分类深度学习半监督学习迁移学习 InfoGAN

热解石墨的气源分解、沉积及辐照分子动力学研究

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热解石墨的气源分解、沉积及辐照分子动力学研究

作者：曹孝国安徽建筑大学

学位级别：硕士

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面向车路协同的路侧交通目标检测模型及部署

计算机应用 2024年

作者：王泉曹心雨陈祺东南京信息工程大学电子与信息工程学院无锡学院物联网工程学院

车路协同旨在通过信息交换和协作实现智能高效的交通管理，其中高精度、轻量化、易于部署的路侧视角下的车辆与行人检测至关重要。为此，提出基于改进YOLOv8的轻量化交通目标检测模型。所提模型引入FasterNet中的FasterBlock替换原始C2... 详细信息

车路协同旨在通过信息交换和协作实现智能高效的交通管理，其中高精度、轻量化、易于部署的路侧视角下的车辆与行人检测至关重要。为此，提出基于改进YOLOv8的轻量化交通目标检测模型。所提模型引入FasterNet中的FasterBlock替换原始C2f中的某些瓶颈组件，以减少浮点运算和参数量，降低整体模型的复杂性。在模型的颈部网络采用兼顾速度和精度的GSConv(Group Shuffle Convolution)替代原有的卷积核，并引入了SlimNeck特征融合模块，使每个特征层能够同时考虑深层特征的语义信息和浅层特征的细节。使用MPDIoU(Minimum Point Distance Intersection Over Union)替换原有的损失函数，以提高模型的边界框回归性能。最后通过通道剪枝修剪模型网络中的冗余连接以减小模型规模，提高检测速度。实验结果表明，经过改进和剪枝的模型与原算法相比，精度提升了1个百分点，平均精确率（m AP）提升了1.2个百分点，计算量和参数量分别降低了70%和69.3%。在边缘设备Atlas 200I DK A2(算力4 TOPs,功耗9 W)的条件下，达到了58帧/s的检测速度。

关键词：车路协同 YOLOv8 损失函数模型剪枝嵌入式部署边缘计算

战区总医院遂行非战争军事行动卫勤保障任务的实践与思考

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华南国防医学杂志 2010年第1期24卷 70-71页

作者：唐甫斌曹孝东张璧李丽英广州军区广州总医院医务部广东广州510010

目的提高战区总医院遂行非战争军事行动卫勤保障任务的能力。方法回顾分析近年遂行抗冰救灾、抗震救灾、援外医疗、化学武器挖掘作业卫勤保障任务的实践。结果明晰了战区总医院遂行非战争军事行动卫勤保障任务的特点与对策。结论设置并... 详细信息

目的提高战区总医院遂行非战争军事行动卫勤保障任务的能力。方法回顾分析近年遂行抗冰救灾、抗震救灾、援外医疗、化学武器挖掘作业卫勤保障任务的实践。结果明晰了战区总医院遂行非战争军事行动卫勤保障任务的特点与对策。结论设置并不断完善非战争军事行动卫勤保障预案、强化技能训练,是提升战区总医院遂行非战争军事行动卫勤保障能力的有效途径。

关键词：非战争军事行动卫勤保障实践研究

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赴东南亚某国抗强热带风暴医疗救援准备

解放军医院管理杂志 2009年第5期16卷 437-438页

作者：唐甫斌曹孝东张璧李丽英广州军区广州总医院计划科广州510010

2008年5月初,东南亚某国遭受强热带风暴袭击,造成巨大破坏。医院按上级要求紧急抽组一支医疗队实施医疗救援。在严密分析当地医疗救援行动特点的基础上,认真做好人员选派、关系协调、物资筹措、应急培训等方面的准备,仅用2天时间,就完... 详细信息

2008年5月初,东南亚某国遭受强热带风暴袭击,造成巨大破坏。医院按上级要求紧急抽组一支医疗队实施医疗救援。在严密分析当地医疗救援行动特点的基础上,认真做好人员选派、关系协调、物资筹措、应急培训等方面的准备,仅用2天时间,就完成抽组医疗队的各项准备,为医疗队顺利完成任务打下了坚实基础。

关键词：东南亚强热带风暴医疗救援准备工作

低电压模式下茶多酚增强电芬顿提高污泥脱水性能的作用机制

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环境科学学报 2024年

作者：谷麟曹孝王欣宋小毛许智华徐苏云蔡苗上海理工大学环境与建筑学院海南墣锦环境科技股份有限公司 3. 海口市固废处理处置与土壤修复工程技术研究中心

电芬顿法耦合电化学氧化与电絮凝，是近年来在传统Fenton氧化技术上发展起来的一种新型污泥预处理与脱水技术.然而，较高的操作电压易导致电极副反应加剧，阳极区释放的Fe2+快速累积并争夺羟基自由基，使系统电流效率下降、体系能耗升... 详细信息

电芬顿法耦合电化学氧化与电絮凝，是近年来在传统Fenton氧化技术上发展起来的一种新型污泥预处理与脱水技术.然而，较高的操作电压易导致电极副反应加剧，阳极区释放的Fe2+快速累积并争夺羟基自由基，使系统电流效率下降、体系能耗升高，因此，解决低电压电芬顿预处理污泥的关键是改善Fe3+在多相体系中的高效还原.茶多酚(TP)是一类环境友好、含高活性酚羟基结构的多元酚的混合物，兼具螯合性与还原性，本文使用茶多酚为助剂，研究其作为中间体在低电压模式下对电芬顿提高污泥脱水性能的增强作用及机制.结果表明，当以铁板为阳极，槽电压为8 V，初始pH为4，并分别向体系中投加1.0 mL·L-1的H2O2和30 mg·g-1TS的TP时，处理15 min后的污泥毛细吸水时间(CST)和含水率(WC)可分别降至最低，分别达到25.7 s和59.3%，相比未加TP时在最佳条件下节省能耗17.5%.一方面，茶多酚可以增加低电压下体系中溶解性铁的含量，通过Fe-π键促进Fe3+/Fe2+循环，高效还原H2O2并持续性产生·OH，破坏污泥絮体结构和降解胞外聚合物；另一方面，茶多酚与水分子竞争EPS中蛋白质的亲水位点，通过改变蛋白质的二级结构和暴露蛋白中的疏水位点，降低水分羟基同蛋白质侧链的结合，使污泥结合水降低，絮体颗粒沉降，污泥脱水性能得以提升.

关键词：茶多酚电芬顿 EPS 污泥脱水

基于自然资源观测数据的新型高端智库体系框架构建

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资源科学 2024年第4期46卷 775-785页

作者：钱建利白栋徐多勋黄青东智金孝文中国地质调查局西安矿产资源调查中心西安710101 中国地质大学(武汉)环境学院武汉430074 秦岭-黄土高原过渡带水土要素耦合与生物资源保育野外观测研究站潼关714300 中国地质调查局西宁自然资源调查中心西宁810000

【目的】面对自然资源“两统一”管理职责新要求、新需求,在自然资源管理中,自然资源情报获取能力、分析挖掘能力和决策支撑能力总体滞后于发展需要。构建自然资源领域新型高端智库体系,对自然资源综合管理、关键问题研究和相关政策制... 详细信息

【目的】面对自然资源“两统一”管理职责新要求、新需求,在自然资源管理中,自然资源情报获取能力、分析挖掘能力和决策支撑能力总体滞后于发展需要。构建自然资源领域新型高端智库体系,对自然资源综合管理、关键问题研究和相关政策制定等具有重要意义。【方法】本文总结分析了中国已有自然资源观测数据基础、特点,以及梳理国内外自然资源领域智库建设现状;在此基础上,基于自然资源观测数据,聚焦服务自然资源管理需求,构建新型高端智库体系总体框架。【结果】提出了构建新型高端智库体系的基本原则、服务路径,初步探讨形成了由数据管理、技术支撑、组织保障和应用服务体系构成的总体框架。【结论】建设自然资源新型高端智库体系是一项长期性工作,需要不断总结经验,逐步丰富和完善自然资源领域智库体系建设内容和相关体制机制;加强与已有智库平台的整合、准入、供给、共享机制等方面建设;建立中国自然资源领域智库联盟,实现信息互通、资源互用、优势互补、发展互促的良性互动局面,支撑服务新时代自然资源精细化、智慧化、科学化管理。

关键词：自然资源观测数据高端智库体系框架统一管理

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建始丝弦锣鼓“干牌子”艺术特征初探

戏剧之家 2024年第5期 72-74页

作者：曹孝泓武汉音乐学院湖北武汉430060

建始丝弦锣鼓形成至今已有一百多年的历史,其中的“干牌子”更是独具艺术特点。“干牌子”是由纯打击乐器组成的器乐合奏牌子,在一首曲牌中,各乐器不同的节奏相互配合产生了强弱对比丰富的音响效果;正是通过变换锣音强弱位置,使用加减... 详细信息

建始丝弦锣鼓形成至今已有一百多年的历史,其中的“干牌子”更是独具艺术特点。“干牌子”是由纯打击乐器组成的器乐合奏牌子,在一首曲牌中,各乐器不同的节奏相互配合产生了强弱对比丰富的音响效果;正是通过变换锣音强弱位置,使用加减乐句、组合乐句等方法,人们不断丰富发展着曲牌。本文聚焦于干牌子的音乐本体,对其内在规律与特点进行初步探讨。

关键词：建始丝弦锣鼓干牌子节奏曲牌

WC–xVC复合粉的制备及高含量VC对WC–Co基硬质合金微观结构和力学性能的影响

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粉末冶金技术 2024年第3期42卷 226-233,254页

作者：邓孝纯康笑东张国华北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083

采用两步碳热还原法合成了WC–xVC复合粉,并以此为原料通过真空烧结法制备了不同Co含量(6%和10%,质量分数)的WC–Co–VC硬质合金,研究了烧结温度(1420℃、1440℃和1460℃)对硬质合金致密化过程的影响,分析了Co和VC含量对WC晶粒尺寸以及... 详细信息

采用两步碳热还原法合成了WC–xVC复合粉,并以此为原料通过真空烧结法制备了不同Co含量(6%和10%,质量分数)的WC–Co–VC硬质合金,研究了烧结温度(1420℃、1440℃和1460℃)对硬质合金致密化过程的影响,分析了Co和VC含量对WC晶粒尺寸以及硬质合金维氏硬度和断裂韧性的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,合金的相对密度增大,当烧结温度为1460℃时,所有合金试样的相对密度均大于98.5%。此外,随着VC含量的增加,WC的平均晶粒尺寸减小,这导致样品的硬度提高,断裂韧性降低。当VC质量分数为6%时,WC–6Co硬质合金和WC–10Co硬质合金的硬度均达到最大值,分别为HV301941和HV301838。在烧结温度和VC含量一定的情况下,试样的断裂韧性随着Co含量的增加而增加,试样的硬度随着Co含量的增加而减小。

关键词： WC–VC复合粉 WC–Co硬质合金维氏硬度断裂韧性 Co含量