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基于深度学习的轻量级红外与可见光图像融合算法研究

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基于深度学习的轻量级红外与可见光图像融合算法研究

作者：李付全贵州师范大学

学位级别：硕士

红外与可见光图像融合在军事国防、民用安防、智慧城市建设和无人驾驶等多个领域用于增强系统对场景的理解和分析能力,已经成为提高计算机视觉系统性能的关键技术之一。多模态图像融合主要是将不同来源、不同模态、不同时空的源图像,针... 详细信息

红外与可见光图像融合在军事国防、民用安防、智慧城市建设和无人驾驶等多个领域用于增强系统对场景的理解和分析能力,已经成为提高计算机视觉系统性能的关键技术之一。多模态图像融合主要是将不同来源、不同模态、不同时空的源图像,针对捕获同一场景的景象进行融合,提升图像的质量。生成的融合图像不仅保留了不同模态有效且互补的信息和减少模态间的冗余信息,而且有利于提高下游计算机视觉任务的准确率,如目标检测、语义分割、行人再检测等。当前,部分深度学习驱动的红外与可见光图像融合方法过于倚重构建复杂的网络架构,以增强对融合图像的特征表示能力,却在一定程度上忽略了作为高级视觉任务预处理的图像融合算法应具备实时性需求,导致其与实际工程应用场景的适配度降低。此外,可见光图像在低/高光条件下拍摄的图像由于传感器和光学器件的限制,会出现各种类型的退化,如欠/过曝图像、颜色失真、噪声增加等。本文针对图像融合网络无法满足实时性需求和可见光欠/过曝造成的图像退化问题,提出了基于多尺度注意力机制和膨胀卷积的轻量级图像融合算法和基于可逆图像处理的红外与可见光图像融合算法。通过大量的对比实验、消融实验及时间复杂分析,验证了这两个算法不仅在融合效果上表现出色,而且均能满足实时性要求。本文的创新性研究工作及成果概括如下:(1)在本研究中,提出了基于多尺度注意模块和混合膨胀卷积块的轻量级红外与可见图像融合算法,可以保持显著的结构特征和细粒度纹理细节。为扩大融合网络中的感受野来提取突出的结构特征,设计了一个具有不同膨胀率的混合膨胀卷积块。该卷积模块提高了网络的运行效率和特征表示的能力。为充分利用源图像的上下文信息,设计不同的注意模块整合到网络的不同层次中,并在总损失函数引导网络的融合过程中,关注显著区域和弥补缺失的信息,极大提升了融合图像的质量。大量的定性和定量实验表明,我们提出的方法在视觉效果和评估指标方面都优于对比的最先进的融合算法。在公共数据集上的实验结果表明,该方法可将熵值(EN)提高4.80%,标准差(SD)提高3.97%,相关系数(CC)提高1.86%,差值相关性(SCD)提高9.98%,多尺度结构相似性(MS＿SSIM)提高5.64%。此外,对VIFB数据集的实验进一步表明,我们的方法优于其他对比的融合算法。(2)在本研究中,针对人眼对亮度变化的敏感度远高于颜色变化这一规律,提出了一种基于可逆图像处理的融合方法。该方法专注于保持图像的纹理细节和亮度信息。通过可逆图像信号处理技术对可见光成像进行建模,训练的亮度和颜色参数引入矫正红外与可见光图像融合结构不一致性的模块,有效地提升了图像融合的综合性能,尤其是在低光照条件下的表现。在算法中基于设计的融合网络模型和损失函数,充分利用多尺度处理和亮度调整策略,以保持显著的结构特征和丰富的纹理细节,减少过度/欠曝光带来的影响。在三个公开数据集定量和定性地验证了该融合网络可以提升图像融合的质量,降低图像的退化。

关键词：红外与可见光图像注意力机制膨胀卷积可逆图像信号处理多尺度图像融合

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丙烯酸酯胶粘剂的研究进展

现代盐化工 2016年第6期43卷 9-10页

作者：李付全不详

文章简述了第二代丙烯酸酯胶粘剂(SGA)的特点及发展过程,介绍了其组成及反应机制。探讨了其优越性能和不足之处(如臭味大、储存期短、耐水性差、不适合大面积或大间隙粘接等),并提出了相应的改进方法。最后针对其应用和发展前景进行了... 详细信息

文章简述了第二代丙烯酸酯胶粘剂(SGA)的特点及发展过程,介绍了其组成及反应机制。探讨了其优越性能和不足之处(如臭味大、储存期短、耐水性差、不适合大面积或大间隙粘接等),并提出了相应的改进方法。最后针对其应用和发展前景进行了展望。

关键词：第二代丙烯酸酯胶粘剂接枝共聚固化机制

基于夜间灯光的2000—2018年成渝地区城市化过程研究

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遥感技术与应用 2022年第4期37卷 897-907页

作者：王晗胡自远李付全周玉科中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队山东临沂276000

成渝城市群正逐步成为我国西部经济发展的增长极,探索其城市化时空格局对区域协调发展具有指引作用。基于2000—2018年整合夜光遥感数据提取城市群多期建成区空间范围,运用夜光规模统计、标准椭圆、位序—规模法则以及空间自相关等指标... 详细信息

成渝城市群正逐步成为我国西部经济发展的增长极,探索其城市化时空格局对区域协调发展具有指引作用。基于2000—2018年整合夜光遥感数据提取城市群多期建成区空间范围,运用夜光规模统计、标准椭圆、位序—规模法则以及空间自相关等指标、模型定量分析了成渝区域城市化时空过程。结果表明:(1)灯光与统计数据配合下的建成区提取多年平均误差为1.27%,重庆、成都和绵阳市提取验证效果好;(2)19年间成渝各城市夜光规模显著增长,整体累计增长5.6倍,2010年后成渝城市群灯光规模扩张速度显著;(3)区域内各城市的位序—规模(rank-size)由高位序城市集中发展转向区域协调均衡发展,中小城市均有不同程度的扩张;(4)城市群规模重心位于四川资阳市安岳县,重心移动整体上以东南方向为主,空间格局整体呈现以“成都—重庆”为轴线沿西北向东南演变,空间范围逐渐扩张,说明以重庆为主的东南都市圈的社会经济形势更显著,对城市群发展更具影响力;(5)成渝城市群扩展的空间集聚程度逐渐加强,冷热点格局整体呈现冷点区占比大,热点区占比低的特征,热点区主要出现在位于成都与重庆主城区及其周边城镇。研究揭示了成渝城市群均衡发展的特征及热点区域,可作为未来城市功能规划和投资决策的参考。

关键词：夜间灯光城镇扩展位序-规模法则时空演变特征成渝城市群

典型城镇区土壤重金属地球化学特征、污染评价及源解析

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环境科学与技术 2024年第11期47卷 67-77页

作者：石林杜江民郭雷刘孝峰李付全河北地质大学河北省战略性关键矿产资源重点实验室河北石家庄050031 河北地质大学地球科学学院河北石家庄050031 山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队山东临沂276002

为探究城镇区土壤重金属污染特征和生态风险,文章采集临沂市兰山区4432件表层土壤样品,测定重金属元素含量和pH。采用地统计学法、地累积指数法和潜在生态风险指数法研究土壤重金属地球化学特征和污染水平,结合绝对因子得分-多元线性回... 详细信息

为探究城镇区土壤重金属污染特征和生态风险,文章采集临沂市兰山区4432件表层土壤样品,测定重金属元素含量和pH。采用地统计学法、地累积指数法和潜在生态风险指数法研究土壤重金属地球化学特征和污染水平,结合绝对因子得分-多元线性回归(APCS-MLR)模型和正定矩阵因子分析(PMF)模型开展土壤重金属来源解析。结果表明:研究区Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg浓度均值分别为60.90、27.90、24.30、69.60、0.15、33.80、7.20、0.0456 mg/kg,变异程度依次为Hg>Pb>Cu>Cd>Zn>As>Ni>Cr;地累积指数表明,Hg、Pb、Cd中重度污染样点数分别为75、30、29个,存在较严重点状污染。潜在生态风险指数表明,RI均值为130.89,为中度风险,Hg、Cd分别贡献了总风险的49.74%、26.67%,为研究区主要生态风险因子;APCS-MLR和PMF模型重金属来源识别结果一致,Cr、Ni为自然源,Cu、Zn为工业源,Cd、Pb为交通运输源,As受自然源和矿业开采源影响,Hg为大气沉降源。综上,人为因素对临沂市兰山区土壤重金属分布影响明显,该区域土壤环境质量整体较好,但要注意Hg、Cd的潜在生态污染风险。

关键词：土壤重金属地球化学特征污染评价来源解析临沂市兰山区

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通辽市农村牧区饮水安全存在问题及解决对策

中国水利 2018年第9期 55-56,59页

作者：李付全吴素利李孟双内蒙古通辽市水利规划设计研究院通辽028006 通辽市水利技术推广站通辽028006 通辽市西辽河总办窝堡水利枢纽管理处通辽028006

一、通辽市饮水安全工程现状1.通辽市概况通辽市位于内蒙古自治区东部,松辽平原西端,科尔沁草原腹地,总面积59 535 km^2,年降雨量350-450 mm。全市辖一市一区一县五旗以及一经济技术开发区,是一个以蒙古族为主体、汉族为多数的多民族聚... 详细信息

一、通辽市饮水安全工程现状1.通辽市概况通辽市位于内蒙古自治区东部,松辽平原西端,科尔沁草原腹地,总面积59 535 km^2,年降雨量350-450 mm。全市辖一市一区一县五旗以及一经济技术开发区,是一个以蒙古族为主体、汉族为多数的多民族聚居地区,2015年全市人口320.8万人,其中蒙古族人口154.3万人,占总人口的48.1%。

关键词：牧区饮水安全问题分析解决对策通辽市

三维高密度电法对岩(土)层界面及岩溶塌陷的响应研究

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中国岩溶 2024年

作者：张建太宗传攀李付全程龙焦永鑫胡自远袁丽伟张来成山东省第七地质矿产勘查院

在岩溶发育区开展三维高密度电阻率法勘察，建立理想的地电模型，并对已完成的三维高密度电法区开展数值模拟。采用有限差分和阻尼最小二乘法进行正、反演计算，分析其电场响应特征，并选择部分工程勘察孔进行验证，并反复推演，提升模... 详细信息

在岩溶发育区开展三维高密度电阻率法勘察，建立理想的地电模型，并对已完成的三维高密度电法区开展数值模拟。采用有限差分和阻尼最小二乘法进行正、反演计算，分析其电场响应特征，并选择部分工程勘察孔进行验证，并反复推演，提升模拟成果准确度。将回填土与基岩界面、岩溶以三维方式表达。结果表明：采用数值模拟计算在物性差异明显情况下，高密度电法对界面、岩溶的刻画详细；三维高密度电法包含大量地电信息，反演结果三维可视化更加直观，为下一步工程建设提供了依据。

关键词：三维高密度岩溶塌陷响应特征数值模拟

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基于双差成像研究郯庐断裂带山东段地壳结构

基于双差成像研究郯庐断裂带山东段地壳结构

2022年中国地球科学联合学术年会

作者：袁子君孙娅李付全张健太中南大学地球科学与信息物理学院山东省第七地质矿产勘查院

自2011年日本311地震以来,郯庐断裂带周边的地震发生频率越来越高。作为中国东部绵延范围最长、活动最强烈、结构最复杂的断裂带,郯庐断裂带已经引起越来越多学者的关注,其有关的研究对世界地震研究都有重大意义。在地震活动性方面,葛...

自2011年日本311地震以来,郯庐断裂带周边的地震发生频率越来越高。作为中国东部绵延范围最长、活动最强烈、结构最复杂的断裂带,郯庐断裂带已经引起越来越多学者的关注,其有关的研究对世界地震研究都有重大意义。在地震活动性方面,葛荣峰等探讨了郯庐断裂带北段现今的地震活动性和应力状态(葛荣峰等,2009),参考了郯庐断裂带北段的地震震源参数和其他应力数据;施炜等分析得出郯庐断裂带在曾经表现出强烈右行走滑的趋势,地震活动可能具有分段性(施炜等,2003)。

关键词：

来源： cnki会议评论

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外固定器在胫骨干开放骨折治疗中的应用

中国骨伤 2002年第7期15卷 429-430页

作者：运乃清李玉春李付全宁河县医院天津301500

我们自1995年5月～1999年5月,选择性的对36例胫骨干开放粉碎骨折、小腿软组织严重挫灭的病人采用双臂多平面组合式外固定器治疗,取得满意效果.报告如下:

关键词：外固定器胫骨干开放骨折治疗应用

郯城地区地下水化学特征及针对硝酸盐的健康风险评价

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地球与环境 2021年第4期49卷 436-446页

作者：韩聪高宗军刘久潭李付全张永帅刘睿男冯超臣山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队山东临沂276006

利用郯城地区100个地下水的水样监测数据,总结水化学特征,分析成因,并针对氮污染问题开展了硝酸盐健康风险评价。结果表明:区内地下水呈弱碱性,矿化度较低,总硬度为中等,水化学类型以HCO_(3)-Ca型为主,但是氮污染严重。分析认为,地下水... 详细信息

利用郯城地区100个地下水的水样监测数据,总结水化学特征,分析成因,并针对氮污染问题开展了硝酸盐健康风险评价。结果表明:区内地下水呈弱碱性,矿化度较低,总硬度为中等,水化学类型以HCO_(3)-Ca型为主,但是氮污染严重。分析认为,地下水化学组成主要受岩石风化与人工施肥控制,碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化溶解与氮肥施用是水化学现状的主因。熵权法水质指数(EWQI)表明区内地下水总体水质良好,但Ⅳ类和Ⅴ类分别占11%和2%,均为以硝酸盐形式存在的氮含量过高所致。在农业活动较强烈的西北部和东部,硝酸盐超标,约占全区面积的60%。基于健康风险评价模型,分别对婴儿、儿童、成年男性和成年女性四类人群进行评价,结果显示长期饮用或接触该区硝酸盐含量过高的地下水会给婴儿和儿童带来极大风险。

关键词：郯城地区地下水化学特征水质评价硝酸盐健康风险评价