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基于深度卷积神经网络的太阳能电池EL缺陷检测方法研究

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基于深度卷积神经网络的太阳能电池EL缺陷检测方法研究

作者：杜福廷辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

太阳能电池组件在工业量产的过程中,因生产环节的繁琐性,容易产生十字隐裂、裂痕、阴影等缺陷,降低电池组件的发电功率,进而引发连锁反应影响到整体的能源利用效率和能源生产的稳定性,因此对太阳能电池组件的缺陷检测具有重要意义。目... 详细信息

太阳能电池组件在工业量产的过程中,因生产环节的繁琐性,容易产生十字隐裂、裂痕、阴影等缺陷,降低电池组件的发电功率,进而引发连锁反应影响到整体的能源利用效率和能源生产的稳定性,因此对太阳能电池组件的缺陷检测具有重要意义。目前人工检测法是生产车间主流的检测方法,但由于成本昂贵且不能有效的检测缺陷,随着计算机视觉的蓬勃发展,基于机器视觉的自动缺陷检测方法逐步兴起。自动缺陷检测方法分为传统图像处理法和深度学习法,传统图像处理法对缺陷与非缺陷区域的高对比度和均匀的光照有着苛刻的要求,在缺陷的类型变化时,往往需要重新设计算法,不具普适性。近些年随着计算机计算能力和存储能力的极大提升,深度学习理论体系日趋成熟,基于深度学习的缺陷检测逐渐成为该领域学者所关注的重点。本文将深度学习算法引入到太阳能电池组件缺陷检测任务中,探索研究深度学习在太阳能电池缺陷检测中的实践。主要内容和研究工作如下:(1)构建太阳能电池片缺陷数据集。在基于太阳能电致发光原理的基础上于实际工业环境中采用CCD相机拍照后收集汇编成太阳能电池片数据库,经过对太阳能电池组件的裁剪预处理成太阳能电池片,根据实验任务需求制作了缺陷分类的太阳能电池片缺陷数据集。(2)针对太阳电池片EL图像,提出一种融合SE注意力机制和Ghost卷积层并引入批标准化的T-VGG(tiny visual geometry group)轻量级卷积神经网络模型。首先使用Ghost卷积层替换常规卷积层,其次引入SE注意力机制和批规范化,进而实现对电池片缺陷的高精高速检测。实验结果表明,该卷积神经网络对缺陷的粗检测准确率为99.15%,检测时间为32ms/张。(3)设计了一种适用于太阳能电池片缺陷检测的轻量型卷积神经网络模型M-CNN(Micro Convolutional neural network,M-CNN)。该模型首先融合CBAM注意力机制和多特征拼接以保证太阳能电池片缺陷检测的准确率,然后引入Ghost卷积层加快卷积神经网络模型前向推理速度进而提高太阳能电池片缺陷检测的效率。实验结果表明,M-CNN对缺陷的粗检测(I类数据集)准确率在99.50%,对较大缺陷检测准确率为94.63%,对微小瑕疵检测的准确率为91.91%,检测547*547像素的太阳能电池片EL图仅需28ms。同时研究了一种基于深度学习的太阳能电池片缺陷定位的方法,该方法是利用Grad-CAM算法与M-CNN卷积神经网络模型相结合的缺陷检测技术,达到了对所测试包含缺陷的太阳能电池片进行定位缺陷目的。本文共39张图,19个表格,61篇参考文献

关键词：深度学习太阳电池卷积神经网络缺陷检测

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基于T-VGG的太阳电池片缺陷检测

太阳能学报 2022年第7期43卷 145-151页

作者：陶志勇杜福廷任晓奎林森辽宁工程技术大学电子与信息工程学院葫芦岛125105

针对太阳电池片EL图像,提出一种融合注意力机制和Ghost卷积层并引入批标准化的T-VGG轻量级卷积神经网络模型。首先使用Ghost卷积层替换常规卷积层,其次引入注意力机制和批规范化,进而实现对电池片缺陷的高精高速检测。实验结果表明,该... 详细信息

针对太阳电池片EL图像,提出一种融合注意力机制和Ghost卷积层并引入批标准化的T-VGG轻量级卷积神经网络模型。首先使用Ghost卷积层替换常规卷积层,其次引入注意力机制和批规范化,进而实现对电池片缺陷的高精高速检测。实验结果表明,该卷积神经网络模型对缺陷的检测准确率为99.15%,对缺陷类型的检测准确率为96.28%,检测时间为0.032 s/张,在保证高精高效性的同时兼具通用性。

关键词：深度学习卷积神经网络太阳电池缺陷检测 T-VGG

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基于AG-CNN的轻量级调制识别方法

电子测量与仪器学报 2022年第4期36卷 241-249页

作者：陶志勇闫明豪刘影杜福廷辽宁工程技术大学电子与信息工程学院葫芦岛125105

针对传统卷积神经网络在调制方式盲识别过程中,存在模型体积大、运算量高、无法部署至移动端等问题,提出了一种基于双注意力机制与Ghost模块的轻量级CNN模型AG-CNN(attention and Ghost convolution neural network)调制识别方法,该方... 详细信息

针对传统卷积神经网络在调制方式盲识别过程中,存在模型体积大、运算量高、无法部署至移动端等问题,提出了一种基于双注意力机制与Ghost模块的轻量级CNN模型AG-CNN(attention and Ghost convolution neural network)调制识别方法,该方法首先将调制信号映射至复空间,并根据归一化点密度对映射点进行颜色处理,得到高阶特征密度星座图;将该特征作为AG-CNN模型的输入进行学习训练,最后使用训练好的模型对接收端接收到的未知信号进行识别。实验表明,AG-CNN模型对散点为10000的密度星座图识别率在99.95%以上,与相同层数的CNN模型相比,卷积层参数量压缩6.01倍,计算量压缩6.76倍,且相较于VGG-16、InceptionV3、ResNet-50、Shufflenet、Efficientnet等卷积网络模型,参数量与浮点数运算数下降明显,且在大幅节省学习参数量、降低模型复杂度的情况下,表现出优秀的分类性能。

关键词：调制盲识别密度星座图深度学习 Ghost模块双注意力机制

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外显子组测序在人类疾病中的应用

遗传 2014年第11期36卷 1077-1086页

作者：饶书权杜廷福许琪中国医学科学院基础医学研究所北京100005

据估计,约85%的人类遗传变异集中在蛋白编码区,因此对全部的蛋白编码区(外显子组)进行重测序,可以快速、有效地鉴定人类疾病遗传变异。以往鉴定孟德尔遗传病的致病基因多采用连锁分析结合候选定位克隆的方法,不仅耗时长,而且成功率低。2... 详细信息

据估计,约85%的人类遗传变异集中在蛋白编码区,因此对全部的蛋白编码区(外显子组)进行重测序,可以快速、有效地鉴定人类疾病遗传变异。以往鉴定孟德尔遗传病的致病基因多采用连锁分析结合候选定位克隆的方法,不仅耗时长,而且成功率低。2009年,科学家第一次应用外显子组测序在4名弗里曼谢尔登综合征(常染色体显性遗传病)中发现了位于MYH3中的点突变,显示出外显子组测序在孟德尔遗传病致病基因鉴定中的强大功效。就复杂疾病而言,传统的关联研究,包括全基因组关联研究(GWAS),虽然鉴定了大量的常见变异,但对低频变异和罕见变异的检测能力十分有限;深度测序的发展为解决上述问题提供了良好的契机。文章就外显子组测序在人类疾病中的应用进行了综述。

关键词：外显子组测序孟德尔遗传疾病复杂疾病

补肺活血胶囊治疗轻中型新型冠状病毒肺炎的临床研究

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现代药物与临床 2024年第4期39卷 936-942页

作者：杜廷钰孟泳河南中医药大学河南郑州450046 河南省中医院河南郑州450002

目的观察补肺活血胶囊治疗轻中型新型冠状病毒肺炎的临床疗效。方法选取2022年12月—2023年4月河南省中医院收治的160例轻中型新型冠状病毒肺炎患者,按照随机数字表法将纳入病例随机分为对照组(80例)和治疗组(80例)。对照组患者给予常... 详细信息

目的观察补肺活血胶囊治疗轻中型新型冠状病毒肺炎的临床疗效。方法选取2022年12月—2023年4月河南省中医院收治的160例轻中型新型冠状病毒肺炎患者,按照随机数字表法将纳入病例随机分为对照组(80例)和治疗组(80例)。对照组患者给予常规药物治疗。治疗组患者在对照组治疗基础上口服补肺活血胶囊,4粒/次,3次/d。两组患者连续治疗2周。观察两组的临床疗效、胸部CT影像学改善情况、核酸转阴时间、症状持续时间、住院天数,比较两组治疗前后炎症指标、凝血功能指标、肺炎严重程度(PSI)评分、CURB-65评分、临床肺部感染(CPIS)评分的变化情况。结果治疗后,治疗组的总有效率为83.75%,显著高于对照组的43.75%(P<0.05)。治疗组胸部CT改善情况与对照组比较差异无统计学意义。与对照组比较,治疗组患者核酸转阴时间、症状持续时间、住院天数均显著降低(P<0.05)。治疗后,两组患者C反应蛋白(CRP)水平均降低,而白细胞(WBC)、中性粒细胞比例(NEUT%)、淋巴细胞百分比(LYMPH%)水平均升高(P<0.05);治疗后,治疗组CRP水平低于对照组,WBC、NEUT%、LYMPH%水平高于对照组(P<0.05)。治疗后,两组凝血酶原时间(PT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、D-二聚体均下降,而凝血酶时间(TT)水平则增加(P<0.05);治疗后,治疗组关于凝血功能指标的调控效果更显著(P<0.05)。治疗后,两组PSI评分、CURB-65评分及CPIS评分较治疗前均显著下降(P<0.05);治疗后,治疗组PSI评分、CURB-65评分及CPIS评分低于对照组(P<0.05)。结论补肺活血胶囊治疗新型冠状病毒肺炎临床疗效良好,可以抑制炎症反应,纠正血液高凝状态,从而缩短核酸转阴时间和住院天数,缓解患者临床症状,且安全性较高。

关键词：补肺活血胶囊新型冠状病毒肺炎核酸转阴时间症状持续时间 C反应蛋白白细胞中性粒细胞比例肺炎严重程度(PSI)评分 CURB-65评分临床肺部感染(CPIS)评分

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路用复合相变材料及相变改性沥青性能评价

化工进展 2024年

作者：杜小聪辛春福赵钰内蒙古大学交通学院中国铁路太原局集团有限公司内蒙古自治区综合交通运行监测与应急指挥中心

沥青路面在极端温度环境下会产生高温车辙、低温开裂等病害，发展复合相变材料对提高沥青的调温性能具有重要意义。为进一步推进沥青路面调温技术的发展，提高相变材料在沥青中的生命周期。首先，对路用复合相变材料的组成成分进行介绍... 详细信息

沥青路面在极端温度环境下会产生高温车辙、低温开裂等病害，发展复合相变材料对提高沥青的调温性能具有重要意义。为进一步推进沥青路面调温技术的发展，提高相变材料在沥青中的生命周期。首先，对路用复合相变材料的组成成分进行介绍。其次，对复合相变材料的制备工艺进行对比。在此基础上，主要从沥青路面的调温性能以及复合相变材料掺入对沥青路面造成的影响展开讨论。梳理发现，载体是决定复合相变材料导热能力和耐久性的关键因素。因此，确定复合相变材料载体后针对不同的载体材料选择相应的制备方法至关重要。在载体中使用具有高导热性的碳基材料，不仅可以提高复合相变材料的抗渗漏性能，还能提高复合相变材料的导热能力。目前，复合相变材料在沥青中虽具有一定的调温性能但仍然存在储热能力低和抗渗漏性能不足的缺点，未来研究可以在明确复合相变材料与沥青相容的基础上，研发更具有针对性的路用复合相变材料，进而制定统一的相变评价标准和方法。

关键词：复合材料绿色道路相变材料制备工艺沥青路面

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高校图书馆信息素养培训讲座研究

高校图书馆信息素养培训讲座研究

作者：杜福洪山东师范大学

学位级别：硕士

教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》指出,要充分认识到提升信息素养对于落实立德树人目标,培养创新人才知识、技能、应用能力以及信息意识、信息伦理等方面的重要性,将学生信息素养纳入学生综合素质评价。《高等学校数字校园建设规... 详细信息

教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》指出,要充分认识到提升信息素养对于落实立德树人目标,培养创新人才知识、技能、应用能力以及信息意识、信息伦理等方面的重要性,将学生信息素养纳入学生综合素质评价。《高等学校数字校园建设规范(试行)》也将信息素养培养作为高等学校培养高素质、创新人才的重要内容。《关于大力加强中小学线上教育教学资源建设与应用的意见》则提出要提高师生应用能力,加大教师培养培训;全面增强学生的信息素养,将信息素养的培育工作巧妙地融入各学科的日常教育教学中。随着各项信息素养教育政策相继出台,信息素养在国民教育发展中愈发受到重视,以培训讲座为主要形式的信息素养教育成为了提高国民信息素养水平的重要途径。高校图书馆作为信息素养培训讲座的主要实施阵地,肩负着信息素养教育培训的重任,在提高大学生信息素养水平的过程中发挥着举足轻重的作用。在综合其他学者对培训讲座理论研究和对部分高校进行的数据实证研究的基础上,本文将讲座数据样本从“双一流”、财经类、某省高校图书馆拓展到全国公办本科院校。同时,结合了现代培训理论、混合式学习理论和传播学理论等多重理论框架进行研究。通过微信公众号、各高校图书馆官网等途径进行网络调研,总结了当前培训讲座在场次、时间和主题方面的开展情况。为深入了解情况,将选取的71所样本高校按照七大地理分区在每个分区抽取一定比例高校并给读者发放调查问卷,调查读者的参与状况、满意度评价和培训需求等三个方面并将数据用于同现状分析相结合总结问题并提出建议。根据开展现状和问卷结果,得出了当前高校图书馆在开展培训讲座时存在宣传不到位,宣传效果不理想;时间安排不合理,场次缺乏连贯性;讲座吸引力不够,长效机制未形成;培训主题单一,教师水平参差不齐;缺乏系统的评估体系,读者反馈渠道不畅;信息化建设不足,公益化推进缓慢等问题。针对以上问题,本研究认为应从以下几方面改进:多元化宣传渠道,提高宣传实效;优化时间安排,适当增减场次;提升内容质量,形成长效机制;丰富讲座主题,定期培训授课教师;完善评估机制,畅通反馈渠道;加强信息化建设,推进培训讲座公益化;打造多学科主讲团队,制定明细讲座日程表等,希望通过以上建议为图书馆开展培训讲座提供参考意见,为提升读者信息素养水平贡献一份力。

关键词：高校图书馆培训讲座信息素养教育

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α-突触核蛋白的核易位机制及其功能

中国生物化学与分子生物学报 2020年第10期36卷 1138-1144页

作者：李国祥杜廷福马开利中国医学科学院&北京协和医学院医学生物学研究所药物安全性评价研究中心昆明650118 中国医学科学院&北京协和医学院医学灵长类研究中心&神经科学中心北京100005

α-突触核蛋白(alpha-synuclein,α-Syn)是一种脑内含量丰富的可溶性蛋白质,既能参与正常突触功能的维持和囊泡运输,又与多种神经退行性疾病有关,然而其确切的功能目前仍未完全清楚。已有研究表明,在生理条件下,α-突触核蛋白主要定位... 详细信息

α-突触核蛋白(alpha-synuclein,α-Syn)是一种脑内含量丰富的可溶性蛋白质,既能参与正常突触功能的维持和囊泡运输,又与多种神经退行性疾病有关,然而其确切的功能目前仍未完全清楚。已有研究表明,在生理条件下,α-突触核蛋白主要定位在细胞质中,少部分能定位在细胞核中,具有多种生物学功能。在帕金森病(Parkinson’s disease,PD)、阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)患者大脑及氧化应激的细胞中,均发现α-突触核蛋白趋向于向细胞核中聚集。α-突触核蛋白核易位受到多种因素的精密调控,除自身氨基酸序列外,还受到其129位丝氨酸磷酸化(S129)水平、点突变(A53T,A30P,G51D)、细胞内Ca2+水平的影响,以及核输入蛋α(importin-α)、三结构域蛋白28(tripartite motif-containing protein 28,TRIM28)等多种蛋白质的精密调控,其异常的核易位则与细胞毒性相关。核易位的α-突触核蛋白能和组蛋白去乙酰化酶及组蛋白甲基化酶相互作用,从而改变组蛋白乙酰化和甲基化水平,最终影响染色质的稳定性。此外,α-突触核蛋白能与DNA相互作用,从而改变DNA构象、参与DNA损伤修复及基因表达调控。本文综述了α-突触核蛋白的结构特征,生理及病理条件下的细胞核内定位现象,详细的核易位机制及其在胞核中的功能研究进展,将有助于了解α-突触核蛋白生理功能及其在疾病发生发展中的作用。

关键词： α-突触核蛋白核易位功能

氧气反应模式-电感耦合等离子体串联质谱法测定转炉石墨球中痕量铊

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冶金分析 2024年第6期44卷 11-17页

作者：朱诗文贾进李小君沈真陈泽仁杜登福湘潭钢铁集团有限公司

采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定转炉石墨球样品中痕量Tl时，其含有的Hg、Pb和稀土元素（Ir、Os、Re等）会以氢化物多原子离子(1H204Hg+、1H204Pb+)和稀土化合物离子(12C193Ir+、14N191Ir+、16O189Os+、18O187Re+)形式对205Tl... 详细信息

采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定转炉石墨球样品中痕量Tl时，其含有的Hg、Pb和稀土元素（Ir、Os、Re等）会以氢化物多原子离子(1H204Hg+、1H204Pb+)和稀土化合物离子(12C193Ir+、14N191Ir+、16O189Os+、18O187Re+)形式对205Tl+的测定产生多原子离子质谱干扰。将样品于750℃灼烧1 h后用10 mL HCl-10 mL HNO3-5 mL HF-3 mL HClO4体系溶解样品；在串联四级杆（MS/MS）模式下，设置一级质量过滤器（Q1）的质荷比（m/z）为205,使得205Tl+与12C193Ir+、14N191Ir+、16O189Os+、18O187Re+等进入碰撞反应池；同时，在反应池中通入O2,使205Tl+和O2反应生成205Tl16O+,而干扰离子不与O2发生反应；将二级质量过滤器（Q2）的m/z设置为221,只有205Tl16O+通过并进入检测器中，从而消除了质谱干扰。据此，建立了氧气反应模式-电感耦合等离子体串联质谱法（ICP-MS/MS）测定转炉石墨球中痕量Tl的方法。对O2流量进行了优化，选择O2流量为0.5 mL/min;考察了基体效应和内标校正的效果，结果表明，基体效应可忽略，选择5μg/L In为内标校正可克服仪器信号漂移对测定的影响。方法线性范围为0.01～1.00μg/L,线性相关系数为0.999 8,检出限为0.000 65μg/g,定量限为0.002 0μg/g。按照实验方法对转炉石墨球样品中Tl进行加标回收试验，回收率在95%～105%之间。采用所建立的方法对转炉石墨球样品中Tl进行测定，结果的相对标准偏差（RSD,n=11）为1.6%～2.4%,测定值与石墨炉原子吸收光谱法测得结果基本一致。

关键词：转炉石墨球铊电感耦合等离子体串联质谱法(ICP-MS/MS) 氧气反应模式