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光学遥感图像的小样本目标检测

遥感学报 2024年第7期28卷 1693-1701页

作者：周莲何楚汪鼎文郭子琪武汉大学计算机学院武汉430072 武汉大学电子信息学院武汉430072

对遥感图像进行目标检测,具有广阔的应用前景。针对小样本背景下遥感图像目标检测任务存在特征提取不足、定位困难和分类易混淆的问题,本文提出了一种基于协同注意力模块和对比学习分支的小样本目标检测算法。首先,对训练样本进行数据... 详细信息

对遥感图像进行目标检测,具有广阔的应用前景。针对小样本背景下遥感图像目标检测任务存在特征提取不足、定位困难和分类易混淆的问题,本文提出了一种基于协同注意力模块和对比学习分支的小样本目标检测算法。首先,对训练样本进行数据增强操作,以扩充数据集规模;其次,提出了一种协同注意力模块,包括设计的背景衰减注意力和空间感知注意力,利用遥感图像丰富的背景与目标特征信息,指导网络关注与目标定位相关的重点信息,从而便于RPN网络生成更好的区域建议框,减少遗漏目标的概率,提升模型对小样本类别的定位性能;然后,设计了一种对比学习分支。基于设计的对比损失函数,通过联合训练策略,在训练时从特征学习逐步过渡到分类器学习,提高了分类的准确率;最后,设计出一种基于微调的迁移学习范式的小样本目标检测模型,分为基础训练阶段和微调阶段,在基础训练阶段借助充足的基类样本训练模型学习类无关的参数,在微调阶段使用制作的小样本数据集帮助目标检测模型适应特定类别目标,提升其检测性能。此外,本文以两阶段微调方法TFA(Two-stage Fine-tuning Approach)为基准,通过在遥感数据集NWPU VHR-10和DIOR上验证本文提出算法的有效性,结果显示本文算法在NWPU VHR-10和DIOR数据集上与其他基准算法相比,平均精度均有大幅提升。

关键词：目标检测小样本学习遥感图像注意力机制对比学习

青霉-链格孢菌共代谢天然产物和结构衍生物抗帕金森病模型细胞氧化损伤研究

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青霉-链格孢菌共代谢天然产物和结构衍生物抗帕金森病模型细胞氧...

作者：汪伊兰湖北大学

学位级别：硕士

柔性低损耗含氟有机聚硅氧烷光波导材料的设计、制备及性能研究

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柔性低损耗含氟有机聚硅氧烷光波导材料的设计、制备及性能研究

作者：汪岳吉林大学

学位级别：硕士

近年来,随着光学通讯数据量的急剧增加以及传统电学传输方式对于能源的巨大消耗,光学传输由于其高带宽、低能耗、抗干扰、集成度高、低成本等优势得到了快速发展。硅光技术由于其与传统集成电路芯片制备工艺的完全兼容,在光子芯片中得... 详细信息

近年来,随着光学通讯数据量的急剧增加以及传统电学传输方式对于能源的巨大消耗,光学传输由于其高带宽、低能耗、抗干扰、集成度高、低成本等优势得到了快速发展。硅光技术由于其与传统集成电路芯片制备工艺的完全兼容,在光子芯片中得到了广泛深入的研究和迅速发展。然而,硅光芯片的研究和应用仍存在着原材料成本高、制作工艺复杂、传输损耗较高等问题。而有机聚合物作为光学材料,拥有低廉的成本,且易于集成,具有广阔的应用前景。其中,有机硅材料因其特有的Si-O-Si主链,具有更优异的热稳定性、耐腐蚀性、耐老化性、电绝缘性和化学稳定性等诸多性能。且有机硅材料因与硅或二氧化硅基底具有相似的结构,能够很好的涂覆于基材上,可以有效降低因界面的结合不紧密或界面粗糙引起的光学损耗。本论文从波导材料结构设计的角度出发,以光学损耗低、折射率可调节为目标,设计合成了新型结构的聚硅氧烷分子,深入探究了分子结构与光学损耗之间的关系,为超低损耗的光波导材料的设计与应用提供了新的思路。具体内容如下:第一章首先概述了光波导材料的分类,并总结了近年来各类光波导材料的研究进展,分析其优势与不足。针对总结出的光波导器件对材料的要求,还探讨了有机硅材料的改性方法,并探究其在不同光波导器件领域的应用,最后在此基础上提出了本论文的设计思路与研究内容。第二章介绍了合成的一系列不同含氟量的硅氧烷聚合物,并探索了其在光波导领域的应用。聚合物中氟含量的调节通过开环聚合反应中,添加三氟丙基甲基环三硅氧烷单体的含量进行调节。分子体系中三氟丙基甲基环三硅氧烷的引入大大降低了材料的光学损耗,4-乙烯基-1-环己烯-1,2-环氧的引入提供了环氧交联点,使得固化体系内无需加入其他交联剂。通过调节聚合物中含氟链节的比例,得到折射率在1.4342-1.4663范围内,5%热失重时温度在293-365℃范围内的四种可交联氟代聚硅氧烷。交联得到的薄膜表面光滑平整,具有良好的热稳定性。与商用的FSU-8、SU-8对比在光通讯波长的吸收值,具有明显优势。该材料制备的平面光波导,测得传输损耗可低至0.01 dB/cm,制备的有机-无机杂化集成嵌入式波导器件,测得传输损耗仅为?0.02 dB/cm。第三章对第二章的材料进一步氟改性,通过硅氢加成反应引入高含氟量的1H,1H,2H,2H-全氟辛醇丙烯酸酯单体,通过单体的添加量来调节聚合物中的氟含量。在实现了聚合物在光通讯波段吸收损耗进一步降低的同时,折射率的调节范围也扩大为1.38-1.43。但反应过程中牺牲了部分环氧基团,导致热稳定性略有下降。进一步改性的聚合物与第二章中的聚合物具有相似的分子结构,制得的波导芯、包层层间应力的匹配性优异,二者配合制备的平面光波导,传输损耗均可低至0.01 dB/cm。制备的有机-无机杂化集成嵌入式波导器件,测得器件的传输损耗仅为?0.01 dB/cm,证明材料有望应用于制备超低损耗的光波导器件。

关键词：光波导聚硅氧烷氟化改性光学损耗光刻胶

基于改进Faster R-CNN的铝塑泡罩药板缺陷检测算法研究

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基于改进Faster R-CNN的铝塑泡罩药板缺陷检测算法研究

作者：汪国伟南昌航空大学

学位级别：硕士

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井漏时压力波特征辨识理论研究

井漏时压力波特征辨识理论研究

作者：汪北京长江大学

学位级别：硕士

基于IEEE802.11的OFDM无线视频通信系统及其FPGA实现

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基于IEEE802.11的OFDM无线视频通信系统及其FPGA实现

作者：汪奥南昌大学

学位级别：硕士

随着信息技术的飞速发展,正交频分复用(OFDM)作为一种物理层调制解调技术,因其优越的抗多径干扰和宽带传输能力,在第四代(4G)和第五代(5G)移动通信技术领域中扮演着重要的角色;在自组网和光通信等特殊场景下,OFDM也同样发挥着重要的作... 详细信息

随着信息技术的飞速发展,正交频分复用(OFDM)作为一种物理层调制解调技术,因其优越的抗多径干扰和宽带传输能力,在第四代(4G)和第五代(5G)移动通信技术领域中扮演着重要的角色;在自组网和光通信等特殊场景下,OFDM也同样发挥着重要的作用。利用OFDM技术为核心实现数据通信的原型机系统,不仅具有重要的研究价值,也为无线视频传输提供了实际可行的解决方案。本文围绕正交频分复用的无线视频通信系统展开研究,主要工作内容以及取得的成果如下:(1)搭建了软硬件一体化的无线视频通信系统。本系统分为802.11物理层调制解调算法处理模块、射频信号收发模块和软件控制模块三个部分。FPGA完成802.11物理层调制解调算法设计和射频芯片的配置;射频芯片AD9361完成OFDM信号与射频信号的转换和射频信号的收发工作;软件控制模块方面,利用FFmpeg和Easy Darwin工具来实现流媒体的实时传输。(2)建立了OFDM的仿真模型,实现了基于IEEE802.11物理层的调制解调算法。本文利用软件工具Matlab对OFDM调制解调系统中符号同步、频偏估计和包络检测等模块的理论性算法进行了验证。同时,使用FPGA完成了从理论到代码的映射过程,并使用Modelsim对RTL代码进行了详尽的仿真,为支持多种调制模式与数据速率的切换奠定了基础。(3)提出并实现了基于流媒体技术的网络视频传输方案。该方案通过一系列工具和技术来实现流媒体传输。具体而言,本文使用FFmpeg对输入视频进行H.264压缩编码;同时,利用Easy Darwin将经过压缩编码的视频数据推流到服务器上;最终,使用VLC将服务器中压缩编码后的视频数据推流到FPGA指定网口实现流媒体的实时传输。(4)测试了无线视频通信系统的性能。本系统在日常的空口信道中进行测试并使用天线进行数据交互,累次测试发送十万多帧数据包,结果显示所有数据包均通过CRC校验。系统的通信质量良好,音视频清晰流畅,对于无线视频通信产品开发具有重要的参考价值和现实意义。

关键词： OFDM IEEE802.11 FPGA 无线通信

基于新型虚拟矢量调制方法的IPMSM模型预测电流控制方法

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2422-2433页

作者：汪逸哲黄晟廖武张冀黄守道湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

模型预测控制方法已经被广泛应用于内置式永磁同步电机(IPMSM)的控制之中,传统模型预测控制方法由于候选电压矢量数量有限,在电机运行过程中会产生较大的电流和转矩谐波。为了增加候选电压矢量数量,提出了构建虚拟电压矢量的方法。但是... 详细信息

模型预测控制方法已经被广泛应用于内置式永磁同步电机(IPMSM)的控制之中,传统模型预测控制方法由于候选电压矢量数量有限,在电机运行过程中会产生较大的电流和转矩谐波。为了增加候选电压矢量数量,提出了构建虚拟电压矢量的方法。但是在应用虚拟矢量调制方法时,系统计算的负担会随虚拟矢量数量的增加而增加,因此控制效果会受到系统计算能力的限制。针对此问题,该文提出了一种新型的虚拟电压矢量调制方法,首先将电压扇区进行细分来增加虚拟电压矢量的数量,然后通过对指令电压矢量坐标进行标幺化处理的方法求得其角度,最后从基础和虚拟电压矢量之中由角度搜索选出最优电压矢量。在该方法中,系统的计算量大小与虚拟电压矢量的数量无关,因此可以在不增加系统计算负担的情况下提升系统的控制性能。实验结果表明,与虚拟矢量数量受到限制的虚拟矢量预测控制方法相比,该方法有效减少了三相电流谐波含量,并且减少了控制算法的执行时间。

关键词：永磁同步电机模型预测电流控制虚拟电压矢量占空比调制

运动想象脑电信号识别技术研究及在智能轮椅控制的应用

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运动想象脑电信号识别技术研究及在智能轮椅控制的应用

作者：汪传来浙江科技大学

学位级别：硕士

脑机接口(Brain Computer Interface,BCI)是人类或动物大脑与外部设备之间的通道,目前脑机接口在利用生物医学信号脑电图恢复机体控制方面发挥着重要作用。基于运动图像(MI)脑电图信号的脑机接口分类目前在医疗辅助和人工智能等领域取... 详细信息

脑机接口(Brain Computer Interface,BCI)是人类或动物大脑与外部设备之间的通道,目前脑机接口在利用生物医学信号脑电图恢复机体控制方面发挥着重要作用。基于运动图像(MI)脑电图信号的脑机接口分类目前在医疗辅助和人工智能等领域取得了重大突破。脑电信号显示了在执行特定运动想象任务时大脑中特定点的电极变化,这类脑电图信号通常伴有事件相关去同步化(ERD)和事件相关同步化(ERS)。智能轮椅控制是目前BCI应用的重要领域,它通过识别使用者的运动想象脑电信号来分析对应的控制意图,从而实现大脑控制轮椅的目的。如今大部分的智能轮椅都还停留在手柄操作和遥控操作的阶段,虽然能够一定程度上缓解轮椅操作上的疲劳,对于重度残疾患者仍然存在操作上的困难。为了提升重度残疾患者的移动能力和出行方式,包括神经科学、计算机科学、康复学和工程学在内的多个领域的学者正在投入智能轮椅控制的领域。本文针对运动想象脑电信号在智能轮椅控制领域的关键技术进行研究,致力于改进深度学习模型提升运动想象脑电信号分类精度,同时设计智能轮椅控制方案将识别到的脑电信号与轮椅控制进行串联。本文的主要工作如下所示:(1)我们提出了一种新的神经网络模型——双分支图卷积注意神经网络(DGCAN)来更好地提取脑电信号中具有高泛化性能的通道,并减弱被试之间的个体差异。我们使用图卷积神经网络(GCN)从样本中提取更有可能捕获正确特征的通道,并通过样本顶部的泛化性能将它们按正顺序排列。处理后样本的顶部称为显著块块,我们使用卷积神经网络和注意机制提取显著块特征,并输入其他原始特征作为补充信息。该模型经过处理后,可以很好地排除信道空间信息干扰,从而缓解脑电信号分类任务的个体差异问题。我们在BCI Competition IV数据集2a和2b上测试了模型的性能,达到了84%和86%的准确率。我们还比较了受试者之间的准确性差距,表明我们的模型有效地减小了受试者之间的准确性差距,并且比以前的模型具有更高的鲁棒性。(2)我们提出了一种利用空间特征和时频域变换来适应每个单独数据的独特特征的技术。该技术将每个数据与适当的时频域处理方法相匹配,匹配精度达到90%。在此基础之上,我们提出了一种基于时空特征的多分支图自适应网络(MBGA-Net),该网络将每个单独的脑电信号与合适的时频处理方法相匹配。然后,我们使用自适应技术将信号馈送到相关的模型分支。通过增强的注意机制和带有残差连接的深度卷积方法,使各模型分支能更有效地获取相关格式数据的特征。(3)我们设计了基于运动想象脑电信号分类的智能轮椅控制模块。通过对采集到的脑电信号进行识别,深度学习模型能够分析出使用者的运动意图。设计的控制模块将运动意图和智能轮椅的控制方案进行串联,根据使用者的运动意图对智能轮椅发出控制指令。

关键词：智能轮椅脑机接口运动想象双分支图卷积注意力神经网络多分枝图自适应网络智能轮椅控制模块

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法庭下沉到村口问题解决在基层

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