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基于双分支网络的课堂抬头率算法研究

基于双分支网络的课堂抬头率算法研究

作者：李小兵重庆科技学院

学位级别：硕士

对学生的课堂学习状况进行有效的基础数据统计和分析是非常有必要的。作为衡量学生课堂学习质量的一个重要指标“课堂抬头率”,能够实时反馈学生在课堂上的学习状态;可以为教师或学校改善管理和提高教学质量提供数据支撑。同时,随着各... 详细信息

对学生的课堂学习状况进行有效的基础数据统计和分析是非常有必要的。作为衡量学生课堂学习质量的一个重要指标“课堂抬头率”,能够实时反馈学生在课堂上的学习状态;可以为教师或学校改善管理和提高教学质量提供数据支撑。同时,随着各类学校信息化的建设以及人工智能的发展,教室里的摄像设备录制的大量视频数据为深度学习研究奠定了基础。针对于课堂情景下学生的人脸图像尺度过小、尺寸变化、存在遮挡、且易受到环境的负面影响,从而导致数据特征复杂、无法形成合理有效的数学模型等问题,本文利用深度学习技术展开基于双分支网络的课堂学生抬头率算法研究。基于双分支网络的课堂抬头率算法研究的主要研究内容分为以下三个部分:1.研究基于改进DSDF的人脸检测模型。为了提高模型的性能和泛化能力对公开数据集WIDER FACE做了针对性扩充,数据来源于真实课堂监控视频。其次,针对课堂监控视频中学生的人脸图像尺寸变化大、尺寸过小等问题,通过使用特征增强模块得到双分支多尺度特征提取网络,进一步提高了对不同尺寸人脸特征信息的获取能力;同时,教室场景下的学生人脸图像也存在相互遮挡的情况,因此模型采用了基于人脸上下文信息的Anchor,使模型能够从感受野较大的上层特征图中获取人脸周围的特征信息作为判断是否为人脸的依据。最终生成的人脸检测模型提高了对部分遮挡、小尺寸等不受约束环境下的人脸检测精度,在扩充后的WIDER FACE数据集中3个不同难度的子集上较原模型分别提高了3.2%,3.6%和2.4%。2.提出了一种基于双分支网络的抬头姿态识别网络模型。为了通过单张二维RGB人脸图像识别学生的头部姿态,利用紧凑的双分支网络分3个维度提取了头部姿态特征信息,更好地表达了二维人脸图像在三维头部姿态空间中的映射关系。学生在课堂监控视频中人脸图像受多角度、表情、光照、背景和距离等不良因素影响,导致所呈现的图像数据颜色、形状、纹理等信息都不尽相同。所以,双分支网络的两个子网络分别采用了不同的特征提取策略,保证了模型对差异性特征信息的感知能力;同时,为增强模型的健壮性改进了特征评估函数使模型抑制其他冗余信息,获取到更多所需的人脸姿态信息。最终生成的头部姿态识别分类模型在CAS-PEAL-R1数据集的测试集多角度、表情、光照、背景、距离等特征变化人脸图像中识别精确度达到了97.1%,每秒处理帧数达到了51.8。3.设计并实现了WEB课堂抬头率分析系统。该系统集成了本文人脸检测模型、头部姿态识别模型等算法研究成果。为了减少算法误检率给课堂抬头率分析带来的影响,基于本文的人脸检测算法得到图像中的人脸位置信息提出了一种课堂抬头率方法。实现了对课堂中学生人数统计误差达到了9%以下。最后,展开系统试验并评价了系统样例中对课堂学生抬头率数据分析的可行性,试验效果表明本文的算法研究成果基本实现了预期的研究目标。

关键词：学生抬头率人脸检测头部姿态识别双分支网络人脸上下文信息差异性特征

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冥想的安全性

心理科学进展 2022年第11期30卷 2570-2585页

作者：孙莎莎李小兵仲恺农业工程学院人文与社会科学学院广州510225 中山大学体育部广州510275

大量研究表明冥想有助于身心健康的维持与幸福感的提升,但与此同时,飞速发展的研究与实践却严重忽略了对其安全性的考察。目前,我们对冥想各群体(临床人群、修行人、正念冥想指导者、普通练习者及大学生等)不良反应的表现、影响因素及... 详细信息

大量研究表明冥想有助于身心健康的维持与幸福感的提升,但与此同时,飞速发展的研究与实践却严重忽略了对其安全性的考察。目前,我们对冥想各群体(临床人群、修行人、正念冥想指导者、普通练习者及大学生等)不良反应的表现、影响因素及发生与转化机制等都知之甚少,目前国内该领域的研究尚属空白,这是迫切需要研究者和实践者重视和严肃对待的伦理问题。国外研究表明,总体而言,冥想不良反应率为8.3%,表现在认知、感知觉、情感、躯体化、意志、自我意识与社会功能等7方面内容的不适或改变,严重的甚至出现自杀意念与行为;冥想不良反应的影响因素包括练习者、练习、关系及健康行为等4方面的内容。中国文化下本土化研究的开展以及冥想指导者胜任力等问题是未来研究的重要方向,分解设计、纵向设计与个人中心取向是重要的研究方法。

关键词：冥想正念安全性不良反应个人中心取向

低比转速离心泵水力与声学性能分析及多目标优化研究

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低比转速离心泵水力与声学性能分析及多目标优化研究

作者：李小兵兰州理工大学

学位级别：硕士

噪声污染是环境污染中的第二大要素,设计安静型工业产品,控制现有设备的噪声排放已经成为一种重要的发展趋势。作为一种流体输送装置,离心泵广泛应用于国民经济生产的多个领域中。但其工作过程中伴随有强烈的噪声,噪声的产生不仅对设备... 详细信息

噪声污染是环境污染中的第二大要素,设计安静型工业产品,控制现有设备的噪声排放已经成为一种重要的发展趋势。作为一种流体输送装置,离心泵广泛应用于国民经济生产的多个领域中。但其工作过程中伴随有强烈的噪声,噪声的产生不仅对设备自身有不利影响,更多是对外界环境的影响。离心泵的水力性能和声学性能在水力结构设计过程中既相互关联又相互矛盾,目前提高泵效率、降低泵噪声水平是一个重要的研究热点。本文主要通过采用叶片出口梯形切割以及蜗壳多目标优化设计的方式研究对离心泵水力及声学性能的影响,以期实现水力及声学性能的协同优化。首先基于RNG k-ε湍流模型对离心泵进行全三维非定常数值模拟,在此基础上采用边界元法计算内场噪声,采用结构有限元耦合声学边界元法计算外场流激噪声。本文主要研究内容和结论如下:1.叶片出口梯形切割对离心泵蜗壳诱导噪声影响的研究。以一台比转速为66的单级单吸离心泵为对象,通过定义切割宽度系数δ与径向高度系数γ,设计了9种切割方案。分析不同切割方案下离心泵水力特性和噪声幅射特性,并采用试验方法验证数值计算的准确性。研究表明:动静干涉是离心泵蜗壳流激噪声产生的主要原因,合理的叶片出口梯形切割能够使离心泵水力性能基本稳定的同时有效降低动静干涉强度及蜗壳流激噪声水平。声学性能最优切割方案,叶频处的进、出口监测点声压级分别下降13%和7.5%,外场噪声监测点声压级下降2.4%。2.基于径向基神经网络和遗传算法的离心泵蜗壳多目标优化设计。以离心泵效率和总声压级作为优化目标,以蜗壳的基圆直径、基圆宽度、隔舌安放角以及扩散管高度为优化变量。样本空间的建立采用拉丁超立方试验设计方法,RBF神经网络用于搭建优化变量与优化目标间的代理模型。在此基础上,利用遗传算法在最优参数范围内对代理模型进行了求解。针对获得的Pareto解集合,选取两个极值个体与初始个体进行不同工况的水力和声学性能对比分析。结果表明:在额定工况下,相较于初始个体,效率最优个体的效率提升3.79%,叶频处压力脉动峰值下降4.4%,内场噪声下降1.4%,外场噪声下降0.6%;声压级最优个体的效率提升1.1%,叶频处压力脉动峰值下降14%,内场噪声下降5.5%,外场噪声下降2.3%。证明所采用的优化设计方法能够兼顾离心泵的水力性能和声学性能,为蜗壳水力设计提供参考。

关键词：离心泵梯形切割多目标优化径向基神经网络遗传算法动静干涉

P含量对快堆蒸发器用2.25Cr1Mo钢步冷脆化倾向的影响

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铸造 2022年第7期71卷 857-861页

作者：伞晶超李小兵辽宁装备制造职业技术学院辽宁沈阳110161 季华实验室广东佛山528200

2.25Cr1Mo钢是我国四代先进钠冷快堆热交换器主体结构材料,掌握钢中有害元素适宜控制范围是实现部件国产化制造的关键环节。采用步冷处理试验方法研究了不同P含量对2.25Cr1Mo钢第二类回火脆性倾向的影响。结果表明:P含量会对2.25Cr1Mo... 详细信息

2.25Cr1Mo钢是我国四代先进钠冷快堆热交换器主体结构材料,掌握钢中有害元素适宜控制范围是实现部件国产化制造的关键环节。采用步冷处理试验方法研究了不同P含量对2.25Cr1Mo钢第二类回火脆性倾向的影响。结果表明:P含量会对2.25Cr1Mo钢第二类回火脆性产生显著影响。当钢中P含量为0.002%(质量分数,下同)时,第二类回火脆性敏感系数为-51.4℃,脆化倾向小。当P含量升至0.012%,尽管该数值满足ASTM-A387标准规定的P含量要求范围(≤0.035%),但钢的第二类回火脆性敏感系数已达59.6℃,具有较强的回火脆性倾向。当P含量为0.05%时,步冷处理前后钢的冲击功均较0.012%P试验钢有了明显降低,且脆性敏感系数高达174℃,回火脆性倾向极大。在对2.25Cr1Mo钢成分设计时,建议P含量控制在0.002%为宜。

关键词： 2.25Cr1Mo钢步冷试验 P含量第二类回火脆性

钨、硼对Ti-42Al-5Mn合金热物性参数的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第4期52卷 1338-1344页

作者：李小兵舒磊潜坤陈波刘奎林鲲季华实验室广东佛山528200 北京科技大学固体化学研究所北京100083

材料的导热和膨胀性能是影响其应用的重要因素,本工作以低成本、易变形的Ti-42Al-5Mn合金(原子分数,%,下同)为研究对象,研究了钨、硼微合金化对合金的热扩散速率、热导率、热膨胀性等热物性参数的影响。结果表明,随着W含量提高至1.0at%... 详细信息

材料的导热和膨胀性能是影响其应用的重要因素,本工作以低成本、易变形的Ti-42Al-5Mn合金(原子分数,%,下同)为研究对象,研究了钨、硼微合金化对合金的热扩散速率、热导率、热膨胀性等热物性参数的影响。结果表明,随着W含量提高至1.0at%,合金的热扩散率稍有降低,反之B含量提高至0.3at%,合金的热扩散率略有增加。W添加降低合金导热性能与其增加组织中βo相含量有关。对于β凝固γ-TiAl合金,γ、α_(2)、β_(o)三相导热能力大小顺序应为γ>α_(2)>β_(o)。而B提高合金的导热性能与B在合金中形成的含B第二相粒子有关。W对合金线热膨胀性影响较小,在100~300℃范围内,随着W含量提高至1.0at%,合金的平均线膨胀系数稍有降低,相反在更高温度时的影响逐渐减小。TiAl合金的热膨胀系数数值与铸铁相当,低于钢铁、镍基高温合金等材料,在制造诸如活塞这类要求热膨胀系数很低的部件时具有一定的应用价值。

关键词： β凝固γ-TiAl合金变形热物性参数 Mn W

三元复合驱采出水油/水界面稳定性机理研究——沥青质的影响

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中国矿业大学学报 2022年第4期51卷 791-801页

作者：孙浩李晓庆刘丹丹李小兵中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学化工学院江苏徐州221116

为探明沥青质对三元复合驱采出水油/水界面稳定性的影响,通过分子动力学模拟研究了沥青质与驱油表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠,SDBS)分子在油/水界面的吸附行为,结合油/水界面膜的微观形貌、弹性模量及薄化破裂行为研究,明确了沥青质存... 详细信息

为探明沥青质对三元复合驱采出水油/水界面稳定性的影响,通过分子动力学模拟研究了沥青质与驱油表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠,SDBS)分子在油/水界面的吸附行为,结合油/水界面膜的微观形貌、弹性模量及薄化破裂行为研究,明确了沥青质存在条件下油/水界面膜微观结构及界面性质的变化规律.结果表明:SDBS与沥青质分子交联形成了致密牢固的界面膜体系,这种复合界面膜结构具有较大的空间位阻,能阻碍水化膜脱稳和油滴排液,使油滴寿命延长;采出水乳液中油相沥青质含量越高,界面膜越致密平整,且黏弹性显著强化,导致采出水稳定性提升.聚醚破乳剂能破坏复合界面膜上乳化剂分子排列结构,但SDBS分子取向没有改变;而通过向聚醚分子中引入季铵盐基团,破乳剂电中和特性显著提高,结合聚醚自身优异的界面延展性,能实现复合界面膜的有效脱稳.

关键词：三元复合驱油水分离沥青质界面吸附界面膜

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试论戏曲曲牌一曲多变的意义

中国戏剧 2023年第6期 82-83页

作者：李小兵台州学院

一曲多变之“一曲”主要指中国戏曲中的曲牌。这“一曲”在音乐主体的操持过程中通过即兴、移植和改编、传承和传播产生各种变化,实践一曲多变的理念,最终丰富了民间音乐曲库、检验了艺人表演技术水平,对音乐风格的多样性是一种重要补... 详细信息

一曲多变之“一曲”主要指中国戏曲中的曲牌。这“一曲”在音乐主体的操持过程中通过即兴、移植和改编、传承和传播产生各种变化,实践一曲多变的理念,最终丰富了民间音乐曲库、检验了艺人表演技术水平,对音乐风格的多样性是一种重要补充。这一曲具有框格、原型、准绳、母体、基础、程式的意义。

关键词：一曲多变音乐风格技术水平音乐曲库中国戏曲音乐主体即兴多样性

W对Ti-42Al-5Mn凝固组织与元素分配行为的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第10期51卷 3850-3858页

作者：李小兵赵鹏翔陈波舒磊张孟殊刘奎季华实验室广东佛山528200 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院安徽合肥230026

以低成本、易变形的Ti-42Al-5Mn合金(原子分数,下同)为研究对象,研究了0.5at%~1.0at%W含量对合金凝固组织和元素在相中分配行为的影响。结果表明,采用CaO坩埚一次真空感应熔炼方法制备的合金铸锭不同位置难熔金属W分布均匀且O含量控制在... 详细信息

以低成本、易变形的Ti-42Al-5Mn合金(原子分数,下同)为研究对象,研究了0.5at%~1.0at%W含量对合金凝固组织和元素在相中分配行为的影响。结果表明,采用CaO坩埚一次真空感应熔炼方法制备的合金铸锭不同位置难熔金属W分布均匀且O含量控制在556~660μg/g。W添加后,合金凝固组织得到明显细化,随着W含量的增加,凝固组织中片层组织尺寸降低、含量减少,且凝固组织显微硬度得到明显提升。通过对不同相合金元素分布行为特征分析发现,Al在合金不同相中的富集顺序为:γ>α_(2)>β_(o),Ti、Mn、W的为:β_(o)>α_(2)>γ,W添加不能改变Ti、Al元素在相关相中的分配行为,但会在一定程度上改变Mn元素的分配行为。随着W含量的增加,W在β_(o)和α_(2)相中的分配系数线性增加,分别满足k_(α_(2)/γ)^(w)=1.4026CW(at%)+0.4313,k_(β_(o)/γ)^(W)=1.3290C_(W)(at%)+1.8745,且W在β_(o)相中的富集倾向约为Mn的5.6倍,在α_(2)相中的富集倾向约为Mn的7.5倍。

关键词： TiAl基金属间化合物 W含量凝固组织真空感应熔炼分配系数

对比剂质量浓度对犬腰椎穿刺CT脊髓造影效果的影响

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中国兽医学报 2022年第7期42卷 1471-1475页

作者：司路李小兵吉林大学动物医学学院林长春130062 云南农业大学动物医学院云南昆明650201

为探究不同质量浓度对比剂对犬CT脊髓造影效果的影响,本试验将9只健康成年小型宠物犬分为3组,分别以80,150,250 g/L质量浓度碘海醇溶液(以碘计)进行腰椎穿刺CT脊髓造影,并于5,15 min后进行多排螺旋CT扫描,观察各组造影效果。结果显示:15... 详细信息

为探究不同质量浓度对比剂对犬CT脊髓造影效果的影响,本试验将9只健康成年小型宠物犬分为3组,分别以80,150,250 g/L质量浓度碘海醇溶液(以碘计)进行腰椎穿刺CT脊髓造影,并于5,15 min后进行多排螺旋CT扫描,观察各组造影效果。结果显示:150 g/L质量浓度组第5胸椎头侧CT值优于其他2组;第5胸椎尾侧,250 g/L质量浓度组造影效果更好。结果表明,对比剂在蛛网膜下腔的分布受其质量浓度的影响。因此,建议在进行CT脊髓造影前,预先大致定位病变部位,而后针对性地选择CT脊髓造影方案。对位于第5胸椎头侧的病变,使用150 g/L碘海醇溶解进行CT脊髓造影可获得更好的造影效果。

关键词：犬 CT脊髓造影碘海醇质量浓度