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基于深度学习的图像阴影去除算法研究

基于深度学习的图像阴影去除算法研究

作者：王潇翰宁夏大学

学位级别：硕士

阴影是一种生活中常见的光学现象,阴影在图像中的存在提供了不同场景下的光照信息,它可以帮助人们更好地理解图像中场景内容的同时,也会影响图像的质量,给之后要进行各种图像处理的相关算法带来许多麻烦。因此,研究出可以有效的阴影去... 详细信息

阴影是一种生活中常见的光学现象,阴影在图像中的存在提供了不同场景下的光照信息,它可以帮助人们更好地理解图像中场景内容的同时,也会影响图像的质量,给之后要进行各种图像处理的相关算法带来许多麻烦。因此,研究出可以有效的阴影去除算法变得十分重要。在早期阶段,基于传统的方法进行阴影去除任务存在计算过程复杂,并且去除效果不佳等问题。最近几年,深度学习的兴起为图像处理带来了新的思路,这些新的方法也逐渐成为阴影去除任务中的主流算法。本文主要研究在缺少先验信息的前提下,利用有监督的深度学习方法从有阴影图像中恢复出无阴影图像,具体内容如下:(1)在基于卷积神经网络的编码器和解码器结构上,提出了一种融合近端梯度算法的图像去阴影网络。通过输入成对的数据集,让模型学习到有阴影图像和真实无阴影图像之间的映射关系,端到端的生成出去阴影图像。为此,首先提出了一种近端梯度下降模块,对初始的输入特征进行冗余信息的筛选。然后,在网络中使用了门控卷积来降低了模型的过拟合风险,对图像中不同重要程度的特征进行筛选。最后,在每一层的网络里引入了跨阶段特征融合机制,通过融合不同层次的特征信息来提高图像去阴影的准确性。(2)为了解决卷积神经网络在去阴影任务中对于复杂的全局结构信息把控能力不足的问题,提出了一种Shadow Uformer网络来提高图像的去阴影效果。在图像的输入阶段,利用交叉注意力特征融合模块自适应地融合了不同层之间的特征,并且使用注意机制自适应地学习特征的相关性,帮助网络捕捉到更丰富的特征信息。其次将卷积神经网络中的卷积层替换为一种基于Transformer框架的局部增强模块,使用一个具有非重叠移位窗口的多头注意力机制来捕获更多的全局依赖关系。最后,使用一个调制解调器来处理不同场景下的阴影图像。

关键词：图像去阴影深度学习近端梯度算法 Transformer框架

共轴双旋翼/尾推桨/传动耦合系统动力学建模与固有特性分析

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航空学报 2024年第9期45卷 141-154页

作者：李博王潇南京航空航天大学航空学院南京210016 南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室南京210016

高速直升机采用了前行桨叶、降旋翼转速、尾推等技术来实现高速飞行,其中共轴刚性双旋翼、变转速传动系统、高功率输出尾推桨所构成的耦合系统给传统直升机扭振分析带来了新的挑战。针对高速直升机多模式复杂耦合扭振系统,提出了一种基... 详细信息

高速直升机采用了前行桨叶、降旋翼转速、尾推等技术来实现高速飞行,其中共轴刚性双旋翼、变转速传动系统、高功率输出尾推桨所构成的耦合系统给传统直升机扭振分析带来了新的挑战。针对高速直升机多模式复杂耦合扭振系统,提出了一种基于传递矩阵法的新建模策略。相比较于传统有限元方法建模策略,该方法无需对传动链进行当量化处理,也不需要基于哈密顿原理推导系统的整体控制方程,根据系统的拓扑结构即可直接写出系统的控制方程。此外,通过引入分叉虚铰链单元,将任意拓扑结构的传动链都解耦成多条相互独立的链式传动链,从而进一步显著降低了建模难度。最后基于该方法研究了高速直升机不同工作模式下的耦合扭振动力学。

关键词：高速直升机扭振传递矩阵法传动链动力学模型

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三维TTI介质qP波透射立体层析方法研究

地球物理学报 2024年第4期67卷 1546-1569页

作者：王潇杨锴杨顺军同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 中国石油集团东方地球物理公司新疆物探处乌鲁木齐830016

致力于研究三维TTI介质下的qP波立体层析反演算法.将射线扰动理论应用于三维具有倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)介质拟声波程函方程,导出立体层析所需的三维TTI介质qP波数据空间与三维TTI介质模型空间之间的所有Frechét导数.在通过灵... 详细信息

致力于研究三维TTI介质下的qP波立体层析反演算法.将射线扰动理论应用于三维具有倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)介质拟声波程函方程,导出立体层析所需的三维TTI介质qP波数据空间与三维TTI介质模型空间之间的所有Frechét导数.在通过灵敏度测试验证了相应Frechét导数对于三个各向异性THOMSEN参数的正确性之后,使用两步法反演策略——即先使用坐标分量和射线参数水平分量(不包括走时)实施初始反演而后再使用所有数据空间分量进行反演,在三维qP波TTI介质情形下针对三个各向异性THOMSEN参数可以获得理想的反演结果,为三维qP波TTI介质下透射立体层析的应用做好了理论准备.用一个典型的理论数据算例证实了上述观点.

关键词：三维T TI介质 qP波透射立体层析 Frechét导数两步法反演策略

基于多层多向Transformer的红外弱小目标检测

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航空学报 2024年第14期45卷 1-13页

作者：王潇刘贞报西北工业大学民航学院西安710072

针对基于卷积神经网络的红外图像弱小目标检测方法面临卷积神经网络的感受野有限,扩展感受野的下采样操作容易导致特征丢失,以及卷积网络对局部对比特征提取能力有限的问题,提出了一种基于多层多向Transformer的红外图像弱小目标检测算... 详细信息

针对基于卷积神经网络的红外图像弱小目标检测方法面临卷积神经网络的感受野有限,扩展感受野的下采样操作容易导致特征丢失,以及卷积网络对局部对比特征提取能力有限的问题,提出了一种基于多层多向Transformer的红外图像弱小目标检测算法。首先使用感受野较大、对比特征提取能力较强的Transformer网络作为基本单元,设计U型深度神经网络和多特征层融合网络将局部特征以及全局特征进行融合。同时在解码网络设计双向注意力算子,利用自注意力计算机制分别计算空间方向和特征方向的注意力特征,进一步提高深度网络提取弱小目标和周边区域对比特征的能力。另外在主干网络最后添加数量约束网络,通过统计对比检测结果中目标的数量,减小误检目标的数目,提高目标检测的准确度。最后在多个实验数据集上和已有方法进行了对比实验,在各个评价参数上取得了最多35%的提升,证明所提红外弱小目标检测算法具有较高的准确性。

关键词：红外弱小目标检测 Transformer 多特征层融合双向注意力算子数量约束

葡萄籽原花青素对砷致小鼠肝脏毒性预防保护作用的研究

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毒理学杂志 2016年第1期30卷 14-17页

作者：李嫦婧李述刚牛强徐上知冯刚玲丁玉松王海霞刘志霞王潇翰石河子大学医学院预防医学系新疆石河子832000

目的观察葡萄籽提取物原花青素(GSPE)对三氧化二砷(As2O3)所致肝脏毒性的预防保护效果,揭示其可能机制。方法将84只昆明种小鼠,随机分为35 d空白组、70 d空白组、35 d GSPE组、70 d GSPE组、砷染毒组、GSPE预防组和GSPE干预组,每组12只... 详细信息

目的观察葡萄籽提取物原花青素(GSPE)对三氧化二砷(As2O3)所致肝脏毒性的预防保护效果,揭示其可能机制。方法将84只昆明种小鼠,随机分为35 d空白组、70 d空白组、35 d GSPE组、70 d GSPE组、砷染毒组、GSPE预防组和GSPE干预组,每组12只,雌雄各半,以GSPE 400 mg/kg、As2O35 mg/kg为剂量灌胃给药。测定小鼠体重、肝重、肝脏系数、肝匀浆中丙二醛(MDA)含量、谷胱甘肽(GSH)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活力、总抗氧化能力(T-AOC)水平,血清中天冬氨酸转氨酶(AST)与丙氨酸转氨酶(ALT)活力。结果砷染毒组ALT和AST活性、MDA含量显著高于70 d空白组,SOD活性、GSH含量、T-AOC水平显著低于70 d空白组(P<0.05);砷染毒组与GSPE干预组、70 d GSPE预防组相比,血清ALT、AST活力增高(P<0.05);70 d GSPE预防组ALT及AST活性、MDA含量均低于35 d GSPE干预组(P<0.05),SOD活性、GSH含量、T-AOC水平均高于35 d GSPE干预组(P<0.05);GSPE干预组和GSPE预防组较砷染毒组,SOD活力、T-AOC水平、GSH含量均升高,MDA含量均降低(P<0.05)。结论砷染毒前35 d对小鼠进行GSPE预防性干预,可提高肝脏组织抗氧化能力,有效减轻砷致肝脏毒性作用。

关键词：葡萄籽原花青素三氧化二砷肝脏毒性抗氧化作用

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勒瓦娄哇的剥片模式与技术组合

人类学学报 2024年

作者：王潇玉高星西北大学文化遗产学院中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室中国科学院脊椎动物与古人类研究所中国科学院大学

勒瓦娄哇技术是旧石器时代中期的代表性技术之一，其特点是通过预制石核来生产特定的石片产品。早年中国发现的勒瓦娄哇技术产品较少，所以对于此类技术的研究有限。本文重点介绍勒瓦娄哇技术的概念、产品及其剥片模式的具体特点，回顾... 详细信息

勒瓦娄哇技术是旧石器时代中期的代表性技术之一，其特点是通过预制石核来生产特定的石片产品。早年中国发现的勒瓦娄哇技术产品较少，所以对于此类技术的研究有限。本文重点介绍勒瓦娄哇技术的概念、产品及其剥片模式的具体特点，回顾目前在中国发现的勒瓦娄哇遗存，梳理相关技术特征和遗址内石器工业的技术面貌，对相关的研究材料做了补充，希望能对后续的考古研究提供一些参考。

关键词：石制品石核剥片勒瓦娄哇技术

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一种电机直驱操动机构行程曲线规划方法

电机与控制学报 2024年第5期28卷 9-16页

作者：王潇吴旭升肖曦海军工程大学电气工程学院湖北武汉430034 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

电机直驱操动机构过控制电机按照行程曲线运行,直接驱动高压开关实现分合闸动作。针对电机直驱操动机构行程曲线缺乏系统性规划方法,无法与机构运行特性相匹配,规划、验证及优化周期长,可移植性差等问题,结合多项式模型与负载特性模型... 详细信息

电机直驱操动机构过控制电机按照行程曲线运行,直接驱动高压开关实现分合闸动作。针对电机直驱操动机构行程曲线缺乏系统性规划方法,无法与机构运行特性相匹配,规划、验证及优化周期长,可移植性差等问题,结合多项式模型与负载特性模型提出一种电机直驱操动机构行程曲线规划方法。根据运动学和动力学分析,建立电机直驱操动机构负载特性数学模型。利用多项式模型生成行程曲线簇,并结合电机直驱操动机构及高压开关特性建立多目标优化算法,筛选出最佳行程曲线。仿真和实验结果表明,所提方案可以实现电机直驱操动机构及高压开关的稳定、可靠运行,与传统的行程曲线规划方法相比,可以实现10.3%的能耗优化,能够进一步提升控制系统整体功率密度。

关键词：高压开关操动机构电机行程曲线曲线规划多项式模型

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磷添加对毛竹林不同土层磷组分的影响

磷添加对毛竹林不同土层磷组分的影响

作者：王潇浙江农林大学

学位级别：硕士

毛竹（Phyllostachys edulis）林是我国亚热带地区重要的森林资源,由于该地区土壤中的大部分有效磷被淋溶或者被铁铝氧化物固定,存在着严重的磷限制问题。然而,目前关于毛竹林土壤磷组分的研究大多关注表层土壤,且驱动因素仅关注了生物... 详细信息

毛竹（Phyllostachys edulis）林是我国亚热带地区重要的森林资源,由于该地区土壤中的大部分有效磷被淋溶或者被铁铝氧化物固定,存在着严重的磷限制问题。然而,目前关于毛竹林土壤磷组分的研究大多关注表层土壤,且驱动因素仅关注了生物和非生物因素的某一方面,缺乏综合分析生物和非生物因素对不同土层土壤磷转化的影响。基于此,本研究以毛竹林不同深度土壤为研究对象,2021年12月设置3个磷添加梯度(CK:0 kg P ha-1yr-1;LP:50 kg P ha-1yr-1;HP:100 kg P ha-1yr-1),利用Hedley磷分级方法分析不同土层（表层:0～20 cm;深层:20～40 cm）中的磷组分（有效磷、有机磷、次生矿物磷、原生矿物磷和闭蓄态磷）对磷添加的响应,同时探究不同磷添加处理对不同土层理化性质和微生物数量、酶活性、解磷微生物的影响,以期筛选出驱动不同土层磷组分转化的调控因素。主要的研究结果为:（1）磷添加对表层和深层土p H和SOC/TN的影响不显著,在磷添加（LP和HP）处理下,与CK相比,表层土（0～20 cm）有机碳（SOC,14.7%～32.5%）,有效氮（AN,15.0%～58.4%）显著增加了,显著增加了秋季和冬季总氮（TN,29.6%～45.2%）,总磷（TP,39.0%～60.5%）,并且显著增加夏季表层土SOC/TP（59.6%）和TN/TP（45.0%）,HP增加了冬季表层土游离态氧化铁（Fed,47.3%）,秋季表层土游离态氧化铝（Ald,42.2%,P<0.05）和夏季表层土TP（13.1%）,显著降低了秋季和冬季SOC/TP（17.7%～23.6%）、TN/TP（18.8%）。在LP处理下,冬季深层土SOC（27.2%）、TN（31.3%）和秋季深层土AN（22.2%）显著增加,HP处理显著增加了秋季的土壤SOC（43.2%）、TN（35.1%）和AN（42.1%）、冬季深层土Fed（49.9%）和Ald（25.6%）,显著降低了冬季深层土SOC/TP（24.6%）和TN/TP（29.3%,P<0.05）。表明磷添加提高了毛竹林土壤养分和加快了铁铝矿物的溶解。在磷添加处理下,深层土壤SOC、TN和AN显著低于表层土。（2）磷添加显著增加了表层和深层土微生物量碳（MBC,21.2%～66.1%）、微生物量氮（MBN,38.7%～54.7%）、微生物量磷（MBP,35.7%～163.4%）和碱性磷酸酶（ALP,91.3%～263.0%,P<0.05）但对多数酸性磷酸酶活性影响不显著,表明磷添加促进了土壤微生物的生长,一定程度上提升了微生物活性。但是在夏季林间土中,LP显著降低了夏季表层土MBP（17.4%）,HP显著降低了夏季表层土MBN（44.6%）。磷添加显著降低了表层土phoC（37.4%～42.1%）和phoX（43.0%～70.7%）的基因丰度（P<0.05）,HP显著增加了深层土pho D（102.3%）,且磷添加处理下,表层与深层土壤解磷功能基因的丰度无显著差异,表明表层解磷微生物对磷添加的响应更敏感。相关性表明游离态氧化铁与土壤pho C基因丰度呈显著负相关。（3）磷添加显著增加了表层土和深层土有效磷（43.7%～111.4%）、有机磷（39.2%～133.4%）、次生矿物磷（40.8～212.9%）和闭蓄态磷（9.2%～12.7%）含量,减少了原生矿物磷含量（16.1%～44.8%）。同时,磷添加增加了有效磷（1.0%）、有机磷（2.0%～12.0%）、次生矿物磷（3.0%～9.0%）占总磷的比重,降低了原生矿物（2.0%～3.0%）和闭蓄态磷（6.0%～16.0%）占比。在所有处理下,表层土壤有效磷、次生矿物磷和原生矿物磷显著高于深层土,表明磷添加未改变磷组分垂直分布格局。（4）表层土壤有效磷、有机磷、次生矿物磷与SOC、TN、AN、Fed和ALP呈显著正相关关系,与pho C呈显著负相关关系。原生矿物磷与Fed和ALP则呈现显著负相关关系。变差分解分析表明表层土壤磷组分转化主要受土壤非生物因素的影响,其中游离态铁发挥了重要作用。深层土有效磷、有机磷、次生矿物磷与Ald、MBC、MBN、pho C和pho D呈显著关系,而变差分解表明深层土壤磷组分主要受到生物因素的影响。综上所述,磷添加均显著增加了表层和深层土有效磷、有机磷和次生矿物磷,改变了不同磷组分的占比。但土层深度土壤磷转化的调控因素则不同,表层土主要受非生物因素的影响,而深层土主要受到生物因素的影响。因此,本研究结果将有助于了解亚热带毛竹林不同土层磷组分转化和磷有效性的调控机制,从而为毛竹林磷肥的施加提供科学参考,有利于毛竹林的可持续经营。

关键词：磷添加毛竹林磷组分不同深度酶活性解磷微生物

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《介石书院图卷》的书法表征与精神旨归

中国书法 2024年第5期 166-170页

作者：王潇蒋文浩中国国家博物馆复旦大学古籍整理研究所

《介石书院图卷》集文学、书法、绘画于一体,多位作者以“介石书院”为中心,通过不同的艺术形式共同呈现了明代士族的精神世界,其中书法在这一作品中承担了重要的艺术表达功能。此图卷的创作者们在卷首题端、绘画落款、文章书写、作品... 详细信息

《介石书院图卷》集文学、书法、绘画于一体,多位作者以“介石书院”为中心,通过不同的艺术形式共同呈现了明代士族的精神世界,其中书法在这一作品中承担了重要的艺术表达功能。此图卷的创作者们在卷首题端、绘画落款、文章书写、作品题跋等各个组成部分中均充分实现了书法功用与艺术表现的双重考量,以艺术的形式或隐或显地透露出明代江南士族的道德观念与精神追求。

关键词：顾苓李攀龙黄道周文从简