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基于逐像素强化学习的边缘保持图像复原

计算机工程 2024年

作者：江敏陈飞程航王美清福州大学数学与统计学院福州大学计算机与大数据学院

高强度的高斯噪声往往会模糊或破坏图像的细节和结构，导致边缘信息的丢失。为此，提出基于逐像素强化学习的边缘保持图像复原算法。首先，为每个像素构建一个像素层智能体并设计针对边缘处的侧窗均值滤波器到动作空间中，所有的像素层... 详细信息

高强度的高斯噪声往往会模糊或破坏图像的细节和结构，导致边缘信息的丢失。为此，提出基于逐像素强化学习的边缘保持图像复原算法。首先，为每个像素构建一个像素层智能体并设计针对边缘处的侧窗均值滤波器到动作空间中，所有的像素层智能体通过共享优势行动者-评论家算法的参数，模型可以同时输出所有位置的状态转移概率并选择合适的策略进行状态转移，从而复原图像；其次，在特征提取共享网络中结合协调注意力，从而聚焦所有像素位置在特征通道间的全局信息，并保留位置嵌入信息；然后，为了缓解稀疏奖励问题，设计一个基于图拉普拉斯正则的辅助损失，关注图像的局部平滑信息，对局部不平滑区域加以惩罚，从而促进像素层智能体更加有效地学习到正确的策略来保持边缘。实验结果表明，所提的算法在Middlebury2005年数据集和MNIST数据集上的峰值信噪比分别达到32.97dB和28.26dB，相比于Pixel-RL算法分别提升了0.23dB和0.75dB，参数量和训练总时间降低了44.9%和18.2%，在边缘保持的同时有效降低了模型的复杂度。

关键词：图像复原深度强化学习逐像素强化学习协调注意力图拉普拉斯边缘保持

不同压力高压氧处理对脂多糖诱导神经炎症小鼠认知功能的影响及其作用机制

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中华航海医学与高气压医学杂志 2024年第3期31卷 287-292页

作者：王美丹李航潘树义华南理工大学医学院广州510006 解放军总医院第六医学中心高压氧科北京100048

目的:探讨不同压力高压氧(HBO)处理对脂多糖(LPS)诱导的神经炎症小鼠认知功能的影响及其作用机制。方法:将50只C57BL/6J雄性健康小鼠按照随机数字表法分为模型组、对照组、0.10 MPa组,0.15 MPa组和0.25 MPa组,每组10只。小鼠腹腔注射500... 详细信息

目的:探讨不同压力高压氧(HBO)处理对脂多糖(LPS)诱导的神经炎症小鼠认知功能的影响及其作用机制。方法:将50只C57BL/6J雄性健康小鼠按照随机数字表法分为模型组、对照组、0.10 MPa组,0.15 MPa组和0.25 MPa组,每组10只。小鼠腹腔注射500μg/kg的LPS,在建立慢性神经炎症小鼠模型后,0.10 MPa组小鼠给予常压吸氧,0.15 MPa组和0.25 MPa组小鼠分别给予0.15 MPa和0.25 MPa的HBO治疗,对照组小鼠腹腔注射等量生理盐水,对照组和模型组小鼠置于氧舱内,不加压,不吸氧。采用Morris水迷宫检测各组小鼠行为学变化,苏木精-伊红(HE)、尼氏(Nissl)染色观察小鼠大脑皮质和海马神经元的形态及Nissl小体的变化。结果:与对照组相比,模型组小鼠水迷宫实验中穿越平台次数明显下降(P0.05)。结论:HBO处理对LPS诱导的认知功能障碍相关的神经炎症小鼠模型的学习、记忆能力具有保护作用,其作用机制可能与HBO处理能减轻神经炎症小鼠大脑皮质和海马神经元的受损有关。

关键词：高压氧脂多糖神经炎症认知功能小鼠

受媒体报道影响的SEIAQRS传染病模型分析

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中北大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 74-82页

作者：王美艳薛亚奎中北大学数学学院山西太原030051

为深入了解新型冠状病毒肺炎的传播机制,建立了具有媒体报道和隔离的SEIAQRS传染病模型。利用基本再生数Rc讨论了平衡点的存在性与稳定性。当Rc1时,存在唯一的局部渐近稳定的地方病平衡点。分析了模型参数α(有症状感染者的隔离率)、p(... 详细信息

为深入了解新型冠状病毒肺炎的传播机制,建立了具有媒体报道和隔离的SEIAQRS传染病模型。利用基本再生数Rc讨论了平衡点的存在性与稳定性。当Rc1时,存在唯一的局部渐近稳定的地方病平衡点。分析了模型参数α(有症状感染者的隔离率)、p(有症状感染者的恢复率)和m0(媒体报道系数)对基本再生数的影响,发现隔离有症状感染者、提高有症状感染者的恢复率和加大常态化宣传传染病知识的媒体报道,能降低基本再生数Rc。最后,通过数值模拟验证了媒体报道和有效隔离能减少感染人数,进而有效控制新型冠状病毒肺炎的传播。

关键词：媒体报道传播率隔离 SEIAQRS传染病模型

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融合ViT与对比学习的面部表情识别

中国图象图形学报 2024年第1期29卷 123-133页

作者：崔鑫宇何翀赵宏珂王美丽西北农林科技大学信息工程学院杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室(西北农林科技大学) 杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室(西北农林科技大学) 杨凌712100

目的面部表情识别是计算机视觉领域中的重要任务之一,而真实环境下面部表情识别的准确度较低。针对面部表情识别中存在的遮挡、姿态变化和光照变化等问题导致识别准确度较低的问题,提出一种基于自监督对比学习的面部表情识别方法,可以... 详细信息

目的面部表情识别是计算机视觉领域中的重要任务之一,而真实环境下面部表情识别的准确度较低。针对面部表情识别中存在的遮挡、姿态变化和光照变化等问题导致识别准确度较低的问题,提出一种基于自监督对比学习的面部表情识别方法,可以提高遮挡等变化条件下面部表情识别的准确度。方法该方法包含对比学习预训练和模型微调两个阶段。在对比学习预训练阶段,改进对比学习的数据增强方式及正负样本对对比次数,选取基于Transformer的视觉Transformer(vision Transformer,ViT)网络作为骨干网络,并在ImageNet数据集上训练模型,提高模型的特征提取能力。模型微调阶段,采用训练好的预训练模型,用面部表情识别目标数据集微调模型获得识别结果。结果实验在4类数据集上与13种方法进行了比较,在RAF-DB(real-world affective faces database)数据集中,相比于Face2Exp(combating data biases for facial expression recognition)模型,识别准确度提高了0.48%;在FERPlus(facial expression recognition plus)数据集中,相比于KTN(knowledgeable teacher network)模型,识别准确度提高了0.35%;在AffectNet-8数据集中,相比于SCN(self-cure network)模型,识别准确度提高了0.40%;在AffectNet-7数据集中,相比于DACL(deep attentive center loss)模型,识别准确度略低0.26%,表明了本文方法的有效性。结论本文所提出的人脸表情识别模型,综合了对比学习模型和ViT模型的优点,提高了面部表情识别模型在遮挡等条件下的鲁棒性,使面部表情识别结果更加准确。

关键词：表情识别对比学习自监督学习 Transformer 正负样本对

有机太阳能电池内分子间载流子复合动力学研究

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计算物理 2024年第2期41卷 182-192页

作者：李冲王美姣葛琳曹连振潍坊学院物理与电子信息学院山东潍坊261061

基于载流子复合对有机太阳能电池光伏效率的重要影响,采用扩展的Su-Schrieffer-Heeger紧束缚模型结合非绝热量子动力学方法,对有机太阳能电池内的分子间载流子复合动力学进行理论研究。首先,模拟并揭示了正、负载流子在给/受体界面处的... 详细信息

基于载流子复合对有机太阳能电池光伏效率的重要影响,采用扩展的Su-Schrieffer-Heeger紧束缚模型结合非绝热量子动力学方法,对有机太阳能电池内的分子间载流子复合动力学进行理论研究。首先,模拟并揭示了正、负载流子在给/受体界面处的分子间电荷复合动力学过程,发现分子间的载流子复合表现为分数电荷复合并伴随能量的损失。随后,研究体系带阶Δ、电场、热效应和受体分子的聚集对分子间载流子复合动力学的影响。结果表明:体系带阶Δ表现为载流子的复合势垒,带阶越大越利于抑制载流子的复合。电场可以通过诱导正、负电荷的空间离域抑制载流子的复合,特别是,当电场足够强时可以将复合的电荷转移态解离为自由载流子。热效应会引起给/受体材料在位能的随机涨落,降低载流子的复合势垒,进而加剧载流子的复合。受体分子的聚集会诱导电子在受体分子之间的扩展,增大界面处正、负电荷中心的距离,从而抑制载流子的复合。

关键词：有机太阳能电池电荷转移态载流子复合能量损失

高校校园湿地农耕文化规划设计与价值传承分析

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第5期32卷 911-918页

作者：钱晓虎刘守赞王晴董杜斌浙江农林大学杭州311300

湿地是我国生态文明建设的重要资源,是山水林田湖生命共同体的重要物质基础。近年来,高校校园湿地景观是开展高等院校文化建设和思想政治教育不可或缺的重要途径,其建设规模迅速发展,逐渐成为弘扬农耕文化的主要载体。本文以浙江农林大... 详细信息

湿地是我国生态文明建设的重要资源,是山水林田湖生命共同体的重要物质基础。近年来,高校校园湿地景观是开展高等院校文化建设和思想政治教育不可或缺的重要途径,其建设规模迅速发展,逐渐成为弘扬农耕文化的主要载体。本文以浙江农林大学校园湿地中农耕文化园为研究对象,探讨在湿地景观中融入农耕文化主题,传承农耕文化价值,论述湿地中农耕文化的传承原则和传承意义。“农耕文化园”是以“农·瓜果长廊”为主轴,建设以“农·文化体验区”“农·遗传育种区”和“农·栽培植保区”为板块的“一廊三区”,集教学实践、科普体验和文化传承为一体。调查结果表明,“农耕文化园”建成后承担的课程数量增加了36门(如智慧设施园艺、园艺设施学、设施作物栽培学等)、涉及专业数量增加了2个(智慧农业、设施农业科学与工程),培养本科生人数增幅达110%,本科生一作论文数量增加350%,一类竞赛国家级奖项实现了从0到12的明显突破,考研升学率增长了近2倍;年度承担中小学生研学期数和人数提高2倍以上,举办大型活动次数(如丰收节、薯类科技文化节、嫁接大赛等)增加2倍,有效促进了人才培养、科学研究、社会服务、文化传承的有机融合。本文提出了农林校园保护文化资源、利用自然风貌、设计文化展览、打造文化体验、复原传统节日、建设专业团队的湿地公园建设实践路径,对湿地公园传承农耕文化有重要的实践意义。

关键词：高校校园湿地规划设计价值传承农耕文化园

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粘弹性围岩纵向变形曲线及其释放系数演化规律

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上海交通大学学报 2024年

作者：王嘉琛孟令赞张顶立卢松文明北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京城建设计发展集团股份有限公司北京市轨道结构工程技术研究中心北京市应急管理科学技术研究院城市运行安全研究中心

常规的弹性解无法对具有强蠕变特性的软岩隧道变形规律提出合理解释。因此，针对软岩隧道施工的时间-空间效应，引入Burgers模型揭示其时空演化规律，并通过数值计算探究不同因素对粘弹性围岩纵向变形规律的影响。同时基于响应面法得到... 详细信息

常规的弹性解无法对具有强蠕变特性的软岩隧道变形规律提出合理解释。因此，针对软岩隧道施工的时间-空间效应，引入Burgers模型揭示其时空演化规律，并通过数值计算探究不同因素对粘弹性围岩纵向变形规律的影响。同时基于响应面法得到位移释放系数的经验公式，与现场监测和其他理论比较验证了本文方法的可行性。研究结果表明地应力对位移释放系数影响可忽略，Kelvin剪切模量、Kelvin粘滞系数、Maxwell剪切模量和开挖速度显著影响位移释放系数，而根据粘滞时间的不同可分为低延滞系数、中延滞系数和高延滞系数三类；针对时间效应影响型、空间效应影响型和时空效应影响型三种粘弹性围岩纵向变形曲线类型拟合得到相应的经验公式。本研究结论可为软岩隧道变形预测提供更简便的方法。

关键词：粘弹性纵向变形曲线软岩隧道时空效应位移释放系数

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小尾寒羊公羊性机能发育及精液品质研究

中国畜牧杂志 2024年第7期60卷 226-231页

作者：白曼刘兴旺王美桀姜怀志沈阳农业大学动物科学与医学学院辽宁沈阳110866 吉林农业大学动物科学技术学院吉林长春130118

本研究旨在揭示小尾寒羊公羊的性机能发育及精液品质的变化规律,为小尾寒羊种公羊培育与种群扩繁提供理论依据。选取3 d内集中出生的小尾寒羊公羔200只单独组群,测定出生(0月龄)至6月龄的空腹体重;观察并记录2~6月龄公羔各类性行为出现... 详细信息

本研究旨在揭示小尾寒羊公羊的性机能发育及精液品质的变化规律,为小尾寒羊种公羊培育与种群扩繁提供理论依据。选取3 d内集中出生的小尾寒羊公羔200只单独组群,测定出生(0月龄)至6月龄的空腹体重;观察并记录2~6月龄公羔各类性行为出现的时间和体重;测定0~6月龄睾丸、附睾和阴茎的发育参数及睾丸组织内各级生精细胞数量;放射免疫法检测0~18月龄公羔外周血睾酮;常规法检测4月龄以上公羊精液品质和精子在体外存活时间。结果表明:小尾寒羊公羔在81日龄时开始出现射精行为;6月龄时单侧睾丸重、单侧附睾重及阴茎长度分别为出生时的234.8倍、58.9倍和2.4倍,6月龄时的睾丸长度、体积分别为出生时的8.5倍和216.9倍;0~18月龄公羊外周血睾酮含量随月龄增长而增加;4月龄可采出精液,但精液密度和精子活率均较低,6月龄后精子活率可达85%以上;8月龄以上公羊精液产量、精液密度和精子活率均呈春高-夏低-秋最高-冬下降的趋势,而精子畸形率均在秋季最低,夏季最高,顶体完整率则相反;0~5℃低温保存条件下,精子体外存活的时间随着精液稀释倍数增加而延长,且无动物源稀释液保存效果优于卵黄稀释液效果。由本研究结果可知,小尾寒羊公羊不仅具有经济早熟性还具有性早熟特性,6月龄后精液品质指标与成年公羊接近,但育成期和成年公羊的精液品质尤其精子质量具有明显的季节性变化特点。

关键词：小尾寒羊睾丸发育精子发生精液品质

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长三角地区近地层臭氧高值特征及其成因分析

环境化学 2024年

作者：牟显金赞侯雪伟朱小东南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室中国气象局大气化学重点开放实验室

为研究长三角地区近地层臭氧污染现状及成因，对2018年3月1日至2021年2月28日三年间环境空气质量数据中的臭氧、二氧化氮和同期欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据（ECMWF ERA5）进行了深入分析，结果表明，2018年至202... 详细信息

为研究长三角地区近地层臭氧污染现状及成因，对2018年3月1日至2021年2月28日三年间环境空气质量数据中的臭氧、二氧化氮和同期欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据（ECMWF ERA5）进行了深入分析，结果表明，2018年至2020年间，长三角地区臭氧浓度呈现夏季最高，春季次之，冬季最低的季节变化特征.空间分布上呈现明显的“北高南低”特征，春季和夏季的南北差异较明显，而秋、冬季的臭氧浓度在空间上分布较均匀.臭氧浓度日变化呈单峰型分布，06:00—08:00达到最低值，14:00—16:00达到最高值；臭氧污染事件主要发生在夏季的苏南和皖苏北地区；2018年月平均臭氧浓度呈单峰型分布，6月份达最高，2019年和2020年均呈双峰结构，受疫情影响，2020年的峰值浓度略有降低. 2019年5月31日至6月19日期间，徐州地区臭氧污染持续20 d，南京地区持续18 d，为近三年长三角典型城市地区臭氧污染持续最长的时段.臭氧污染期间，两地的臭氧8 h滑动平均日最大浓度一直保持在高位.此外，温度达到峰值的时间较臭氧浓度峰值总是提前1 h左右，这可能与近地面大气光化学对气象条件响应速度的滞后性有关；徐州地区和南京地区发生臭氧污染事件的成因多与局地光化学反应有关，降雨量大幅下降也有一定贡献.除此外，徐州和南京两地在此期间存在两次明显的平流层向对流层传输过程（STT），是臭氧浓度升高的另一原因.此外，徐州和南京受南风和偏南风影响，缓慢的臭氧区域水平输送作用也可能会加剧本地臭氧污染.

关键词：长江三角洲臭氧污染时空特征平流层—对流层输送