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YOLO目标检测算法综述

广西物理 2024年第2期 50-53页

作者：王鑫杰王吉平桂林电子科技大学信息与通信学院

YOLO(You Only Look Once)目标检测算法自2015年提出，如今已经发展到YOLOv6，检测速度和精确度更强，是当前研究的热点方向。文章着重介绍了YOLO系列算法的基础网络结构，综述YOLOv1～YOLOv6算法的创新点、优点和局限性，梳理了YOLO检... 详细信息

YOLO(You Only Look Once)目标检测算法自2015年提出，如今已经发展到YOLOv6，检测速度和精确度更强，是当前研究的热点方向。文章着重介绍了YOLO系列算法的基础网络结构，综述YOLOv1～YOLOv6算法的创新点、优点和局限性，梳理了YOLO检测算法及其改良算法在工业、农业以及安防领域的应用情况，在此基础上对YOLO算法未来可能的发展趋势进行展望。

关键词： YOLO 目标检测网络结构卷积神经网络 YOLO算法发展

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畜舍养殖环境智能监控研究现状及展望

华南农业大学学报 2024年第5期45卷 672-684页

作者：付晓魏晓莉严士超戴百生姜润杰周建钊张翼王鑫杰沈维政东北农业大学电气与信息学院黑龙江哈尔滨150030

家畜疫病的发生及传播与养殖环境密切相关,实现畜舍环境信息的精准感知及智能化调控是提高动物健康水平及生产性能的关键,对我国畜牧产业高质量发展具有重要意义。本文从畜舍养殖环境指标体系、精准感知技术与方法、环境优化调控策略及... 详细信息

家畜疫病的发生及传播与养殖环境密切相关,实现畜舍环境信息的精准感知及智能化调控是提高动物健康水平及生产性能的关键,对我国畜牧产业高质量发展具有重要意义。本文从畜舍养殖环境指标体系、精准感知技术与方法、环境优化调控策略及舒适度评估4个方面出发,介绍了影响家畜健康的环境指标、畜舍养殖环境监控设备、无线数据传输优化技术,阐述了环境数据预测模型及分布规律的研究,并重点分析了畜舍调控装备优化设计、多环境参数调控及环境舒适度评估模型等方面的研究和发展现状,最后总结了当前畜舍环境智能监控应用所存在的问题,并对今后养殖环境智能监控发展方向进行了展望,为我国全面发展智慧畜牧业、提升生产效率提供参考。

关键词：畜舍环境智能监控设备精准感知优化调控舒适度评估

基于时空流特征融合的俯视视角下奶牛跛行自动检测方法

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智慧农业（中英文） 2024年第4期6卷 18-28页

作者：代昕王军号张翼王鑫杰李晏兴戴百生沈维政东北农业大学电气与信息学院黑龙江哈尔滨150030 黑龙江东方学院信息工程学院黑龙江哈尔滨150086

[目的/意义]奶牛跛行检测是规模化奶牛养殖过程中亟待解决的重要问题,现有方法的检测视角主要以侧视为主。然而,侧视视角存在着难以消除的遮挡问题。本研究主要解决侧视视角下存在的遮挡问题。[方法]提出一种基于时空流特征融合的俯视... 详细信息

[目的/意义]奶牛跛行检测是规模化奶牛养殖过程中亟待解决的重要问题,现有方法的检测视角主要以侧视为主。然而,侧视视角存在着难以消除的遮挡问题。本研究主要解决侧视视角下存在的遮挡问题。[方法]提出一种基于时空流特征融合的俯视视角下奶牛跛行检测方法。首先,通过分析深度视频流中跛行奶牛在运动过程中的位姿变化,构建空间流特征图像序列。通过分析跛行奶牛行走时躯体前进和左右摇摆的瞬时速度,利用光流捕获奶牛运动的瞬时速度,构建时间流特征图像序列。将空间流与时间流特征图像组合构建时空流融合特征图像序列。其次,利用卷积块注意力模块(Convolutional Block Attention Module, CBAM)改进PP-TSMv2 (PaddlePaddle-Temporal Shift Module v2)视频动作分类网络,构建奶牛跛行检测模型Cow-TSM (Cow-Temporal Shift Module)。最后,分别在不同输入模态、不同注意力机制、不同视频动作分类网络和现有方法 4个方面对比,进行奶牛跛行实验,以探究所提出方法的优劣性。[结果和讨论]共采集处理了180段奶牛图像序列数据,跛行奶牛与非跛行奶牛视频段数比例为1∶1,所提出模型识别精度达到88.7%,模型大小为22 M,离线推理时间为0.046 s。与主流视频动作分类模型TSM、PP-TSM、PP-TSMv2、SlowFast和TimesFormer模型相比,综合表现最好。同时,以时空流融合特征图像作为输入时,识别精度分别比单时间模态与单空间模态分别提升12%与4.1%,证明本研究中模态融合的有效性。通过与通道注意力(Squeeze-and-Excitation, SE)、卷积核注意力(Selective Kernel, SK)、坐标注意力(Coordinate Attention, CA)与CBAM不同注意力机制进行消融实验,证明利用CBAM注意力机制构建奶牛跛行检测模型效果最佳。最后,与现有跛行检测方法进行对比,所提出的方法同时具有较好的性能和实用性。[结论]本研究能够避免侧视视角下检测跛行奶牛时出现的遮挡问题,对于减少奶牛跛行发生率、提高牧场经济效益具有重要意义,符合牧场规模化建设的需求。

关键词：奶牛跛行检测时空融合视频动作分类深度图像注意力机制 TSM

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外泌体促进前交叉韧带重建术后移植物愈合的研究进展

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中国临床实用医学 2024年第1期15卷 74-77页

作者：王鑫杰马辉郑中忍王佳良巩玉翰王国栋赵晓伟济宁医学院临床医学院济宁2272067 济宁医学院附属医院关节与运动医学科济宁272029

前交叉韧带重建术(ACLR)是目前治疗前交叉韧带断裂的"金标准",通过使用自体或异体肌腱来重建前交叉韧带(ACL)的连续性。然而,ACLR后移植物的愈合结果并不满意,表现为愈合时间长、复发率高。为改善ACLR的预后,大量学者采用各种促进ACL重... 详细信息

前交叉韧带重建术(ACLR)是目前治疗前交叉韧带断裂的"金标准",通过使用自体或异体肌腱来重建前交叉韧带(ACL)的连续性。然而,ACLR后移植物的愈合结果并不满意,表现为愈合时间长、复发率高。为改善ACLR的预后,大量学者采用各种促进ACL重建后韧带的愈合策略,包括富血小板血浆、细胞因子、骨膜覆盖、物理干预、生物材料及基于干细胞的细胞治疗方法。尽管都取得了不错的效果,但在临床转化方面均存在不同程度的限制。外泌体作为一种天然且安全的治疗药物,已广泛应用于再生医学领域,特别是在肌腱及韧带损伤修复方面展现出巨大的应用潜力。本文分析了ACLR后移植韧带的愈合过程及挑战,在此基础上阐述了外泌体在促进ACLR后韧带愈合中的作用机制,旨在为后续研究提供一定参考。

关键词：前交叉韧带移植物前交叉韧带重建术外泌体肌腱—骨愈合移植物重塑

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基于图卷积神经网络的缺陷报告严重性预测

基于图卷积神经网络的缺陷报告严重性预测

作者：王鑫杰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

软件缺陷是软件系统中需求、体系结构、设计和应用上的错误。测试人员发现缺陷,将缺陷记录在缺陷报告中,通过缺陷报告将缺陷告知给开发人员,并对缺陷进行追踪和管理。缺陷报告是测试人员与开发人员之间重要的沟通方式。正确预测软件缺... 详细信息

软件缺陷是软件系统中需求、体系结构、设计和应用上的错误。测试人员发现缺陷,将缺陷记录在缺陷报告中,通过缺陷报告将缺陷告知给开发人员,并对缺陷进行追踪和管理。缺陷报告是测试人员与开发人员之间重要的沟通方式。正确预测软件缺陷严重性,有助于及时将各种缺陷报告分派到合适的开发者手中,使其对缺陷进行修复,进而提高缺陷修复的效率与质量。现有的缺陷报告严重性预测手段主要是使用机器学习或深度学习方式从大量的缺陷报告文本中提取严重性相关的特征,利用这些特征进行预测。传统的严重性预测方式大多基于缺陷报告Summary文本进行,然而由于Summary较为简短,信息可能不足,本文研究了融合Description和Summary信息来进行严重性预测的方法。为了去除Description中的噪声,本文研究了标签替换的去噪方式和基于图排序的关键词抽取算法,通过以上方式获取更精练的Description信息。然而基于图排序关键词抽取的严重性预测模型和传统的严重性预测方式都存在一个共同的问题,较为关注文本内容本身与严重性之间的联系,忽略了目前待预测的缺陷报告可能和其他缺陷报告之间的联系。为此我们考虑使用图卷积神经网络来缓解此问题。相比其他图神经网络,图卷积神经网络存在共享参数的机制,并且每个节点包含邻居节点的信息,高层图卷积可以把邻居信息携带进来,再进行计算的时候信息更充分,层数更多,感受域更加广泛。本文研究了基于频谱卷积的图卷积神经网络和基于非频谱卷积的图卷积神经网络,分别提出了基于频谱卷积GCN的缺陷报告严重性预测模型和基于非频谱卷积GCN的缺陷报告严重性预测模型。图卷积神经网络抽取特征时会破坏文本语序信息,因此本文将Bi-GRU结合图卷积神经网络来进行改进,并且通过子图采样的方式缓解了严重性预测时邻居爆炸的问题。基于频谱卷积的图卷积神经网络存在不能在线处理的问题,需要将整个语料库缺陷报告建图,在实际工作过程中存在不便。为了缓解这一问题,本文研究了基于非频谱卷积的图卷积神经网络,用单个缺陷报告文本建图来代替整个语料库建图,缓解了在线处理的问题的同时保留了缺陷报告之间联系的信息。为了提高模型的泛化能力,减少单独子任务的噪音。本文提出了将图卷积神经网络与多任务学习结合的缺陷报告严重性预测模型,并且为了针对下游子任务更好地融合语义信息特征和全局信息特征,本文研究了使用Transformer来进行特征融合,通过Transformer更好地分配每个特征的权重,使得对特定的任务,模型能学到最适合该任务的特征。相比现有方法,该模型在F1值指标上提升了5%左右。

关键词：缺陷报告严重性预测图卷积神经网络多任务学习自注意力机制

碳纤维微观结构表征及力学性能分子动力学模拟

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碳纤维微观结构表征及力学性能分子动力学模拟

作者：王鑫杰重庆大学

学位级别：硕士

碳纤维增强复合材料具有轻质、比强度高、比模量大等优异的力学特性,因此被广泛应用于航空航天、交通运输等领域。碳纤维在微米级尺度下所表现出的多晶乱层石墨结构使其具有复杂的拉伸失效机理。因此,针对碳纤维在拉伸载荷作用下的失效... 详细信息

碳纤维增强复合材料具有轻质、比强度高、比模量大等优异的力学特性,因此被广泛应用于航空航天、交通运输等领域。碳纤维在微米级尺度下所表现出的多晶乱层石墨结构使其具有复杂的拉伸失效机理。因此,针对碳纤维在拉伸载荷作用下的失效机理及其影响因素这个问题,本文通过实验表征和数值模拟相结合的方式进行了相关研究。首先,通过XRD、SAXS和SEM测试方法对五种不同类型的碳纤维进行了实验表征,得到了其微晶和微孔的相关参数及表面形貌特征。结合不同类型碳纤维的微观结构特征与宏观力学性能,发现弹性模量越大的碳纤维拥有更大的微晶基面宽度、微晶堆砌厚度及微晶体积分数。其次,基于实验表征结果建立了包含微晶、微孔及无定形碳在内的仿真模型,并通过分子动力学方法模拟了微观结构的演化过程。结果发现,在碳纤维中强度最高的部分是微晶区域,而微晶与无定形碳的衔接部分最易发生失效。通过模拟得到的应力-应变曲线可发现,基于体积分数建立的模型适用于计算聚丙烯腈基碳纤维的弹性模量,而含缺陷的碳纤维石墨晶体模型则预测中间相沥青基碳纤维的弹性模量更加精准。这说明聚丙烯腈基碳纤维无定形碳的碳原子以sp杂化居多,而中间相沥青基碳纤维的无定形碳中sp杂化的碳原子更多。最后,采用控制变量方法来研究仿真模型中单一微观结构参数对碳纤维拉伸力学性能的影响。研究发现,碳纤维弹性模量与微晶尺寸大小无关联,但其会随着微晶体积分数的增加而增大,且二者呈现出明显的线性关系。此外微晶取向度的增加也会导致碳纤维弹性模量的增大,而取向度接近90°时,弹性模量的变化会逐渐减缓。通过以上研究,模拟了碳纤维微观结构的拉伸失效过程,建立了碳纤维不同微观结构参数与拉伸力学性能之间的联系。为生产企业改进碳纤维的制备工艺以提升力学性能提供了科学依据。

关键词：碳纤维微观结构力学性能失效机理分子动力学

温度梯度对Cu/SAC305/Cu焊点界面反应及晶粒取向的影响

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温度梯度对Cu/SAC305/Cu焊点界面反应及晶粒取向的影响

作者：王鑫杰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着电子元器件逐渐向集成化、系统化方向发展,为追求更高的封装密度,3D封装技术应运而生。在此背景下,芯片键合工艺也在不断演进。固-液互扩散工艺由于键合压力小,并且能实现低温键合,高温服役,因而被应用到3D封装领域。然而,固-液互... 详细信息

随着电子元器件逐渐向集成化、系统化方向发展,为追求更高的封装密度,3D封装技术应运而生。在此背景下,芯片键合工艺也在不断演进。固-液互扩散工艺由于键合压力小,并且能实现低温键合,高温服役,因而被应用到3D封装领域。然而,固-液互扩散键合的最大劣势在于整体工艺时间较长,限制了其大规模应用。此外,随着焊点尺寸的减小,焊点内的晶粒数目也在急剧减少,当其尺寸减小至50μm以下时,通常仅含有1～2个晶粒,而由于焊点的主要组成相Sn以及常见金属间化合物都具有显著的各向异性,焊点的性质将主要由晶粒取向决定,因而如何有效控制焊点的晶粒取向将成为亟待解决的关键问题。因此,本课题基于目前封装领域的关键点,探究利用热迁移效应来加速形成全金属间化合物焊点,并研究温度梯度对焊点晶粒取向的影响,探索控制晶粒取向的新方案。研究内容主要有三个方面:一、温度梯度作用下焊点界面IMC(Intermetallic compounds,金属间化合物)的生长行为;二、温度梯度对Sn晶粒取向及晶粒数目的影响;三、温度梯度对焊点界面IMC晶粒取向及晶界取向差的影响。本文通过等温回流以及热迁移对比实验,观察到在等温回流条件下,两侧界面IMC呈现对称生长,并且随着回流时间的延长,CuSn始终保持扇贝状形貌;而在热迁移过程中,焊点冷端CuSn不断增厚,并逐渐由扇贝状向块状转变,而热端CuSn则在热迁移初始阶段增长至一定厚度后保持不变,并且始终呈现扇贝状形貌。对Cu原子的热迁移路径进行验证,观察到Cu原子在液态钎料中,由热端向冷端迁移,使得冷端熔融钎料中的Cu原子过饱和,促进冷端CuSn的析出。在热端260℃的条件下,Cu原子在液态钎料中的传递热Q*为20.1 k J/mol。此外,对热迁移条件下下焊点界面IMC的生长机制进行了探究,观察到冷端IMC生长属于热迁移-反应速率控制。在熔融焊点凝固过程中施加温度梯度,观察到在钎料层温度梯度为987℃/cm和762℃/cm时,焊点中Sn晶粒数目较多,Sn晶粒[001]方向与Cu基板之间的夹角θ主要在0-50°;适当减小凝固时钎料层的温度梯度至503℃/cm,焊点中的Sn晶粒数目也在减少,并且θ角主要集中在0-30°;进一步减小温度梯度至295℃/cm,焊点主要由单个Sn晶粒组成,并且Sn晶粒的择优取向特征更为明显,θ角主要集中在0-10°。在钎焊过程中施加温度梯度,观察到在更大的温度梯度作用下,冷端CuSn呈现出更为显著的择优取向特征,其[0001]方向近乎垂直于Cu基板,并且随着热迁移时间的延长,沿[0001]方向生长更快的CuSn大晶粒逐渐吞并择优取向并不明显的小晶粒,导致冷端CuSn的织构特征得到进一步加强。此外,观察到更大的温度梯度使得冷端CuSn晶界取向差在0-10°范围内出现的频率更高,然而这一数值并不随着热迁移时间的延长而发生明显变化。

关键词：温度梯度热迁移晶粒取向金属间化合物

稀土掺杂多色上转换铌酸盐材料的发光及温度传感特性研究

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稀土掺杂多色上转换铌酸盐材料的发光及温度传感特性研究

作者：王鑫杰大连海事大学

学位级别：硕士

精准测温在人们的生产、生活及科学研究等领域中有着至关重要的作用。近年来,基于镧系离子(Ln)掺杂的上转换发光(UCL)材料的荧光强度比(FIR)测温技术,因其具有灵敏度高、环境兼容性好和抗干扰能力较强等优点,受到广泛关注。本文选择声... 详细信息

精准测温在人们的生产、生活及科学研究等领域中有着至关重要的作用。近年来,基于镧系离子(Ln)掺杂的上转换发光(UCL)材料的荧光强度比(FIR)测温技术,因其具有灵敏度高、环境兼容性好和抗干扰能力较强等优点,受到广泛关注。本文选择声子能适中、晶体结构稳定的双钙钛矿铌酸盐作为UCL基质材料,通过掺杂离子调控,设计多色上转换发光,并基于Ln热耦合和非热耦合能级探索其温度传感特性。论文主要研究内容如下:(1)采用高温固相法制备了Er,Er/Ho,Yb/Tm掺杂SrLa Nb O(SLNO)上转换发光材料,在980 nm激发下分别实现了绿、红、蓝三基色UCL。SrLa Nb O:Er样品呈现明亮绿光发射,在高浓度掺杂下仍表现出极高的色纯度。SLNO:Er/Ho样品呈现较纯的红光发射,最大发光强度比SLNO:Er提高3.4倍。SLNO:Yb/Tm样品呈现典型的蓝光发射。三种荧光粉按特定比例混合成功实现了白光输出。此外,系统地研究了SLNO:Er/Ho荧光粉的温度传感性能。结果表明,基于Er非热耦合能级(F/I)的FIR测温灵敏度高于热耦合能级(H/S)的FIR灵敏度,其最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别在427 K和641 K时达到0.16803 K和0.01591 K。这些结果表明,Ln掺杂的SLNO上转换荧光粉在全彩显示和非接触式测温等领域具有潜在的应用价值。(2)以实现高纯度、高强度红色UCL为目标,采用高温固相法制备了Ho,Tm,Yb掺杂的SrEr Nb O(SENO)上转换荧光粉,系统研究了荧光粉红光发射特性和发光机制,探索了其温度传感性能。与SENO、SENO:Tm和SENO:Yb样品相比,SENO:Ho实现了更高效的红光发射,红、绿发光强度比(I/I)达到13.5。其中,SENO:3%Ho样品的发光强度较SENO提高了19.1倍。SENO:3%Ho荧光粉在303-723 K的温度范围内的温度传感性能证实,基于Er非热耦合能级(F/H)的温度传感灵敏度高于热耦合能级(H/S),最大绝对灵敏度达0.8537 K(303 K),在温度传感领域应用潜力突出。(3)采用高温固相法制备了SLNO:Er/YbUCL荧光粉,系统研究了其在980nm激发下的发光性能和温度传感特性。变温光谱测试结果表明,随着温度从303 K升至633 K,Er的H→I和I→I发射呈现明显的热增强特性。633 K时,H→I和I→I发射的积分强度分别是303 K时的2.97和7.02倍。基于Er离子热耦合能级(H/S)的最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别达到0.0017K(525 K)和0.0114 K(303 K),呈现出显著、优异的高温热敏性能。

关键词：铌酸盐上转换多色发光温度传感

ST公司变更会计师事务所的动因及其后果研究——以赫美集团为例

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ST公司变更会计师事务所的动因及其后果研究——以赫美集团为例

作者：王鑫杰山西财经大学

学位级别：硕士

当会计师事务所无法满足上市公司的诉求,公司就可能冒险通过变更会计师事务所寻求“合谋”,出具不公允不合法的审计报告。目前我国越来越多的上市公司在下一会计年度变更会计师事务所,尤其在ST公司中,变更会计师事务所的行为更为多见,... 详细信息

当会计师事务所无法满足上市公司的诉求,公司就可能冒险通过变更会计师事务所寻求“合谋”,出具不公允不合法的审计报告。目前我国越来越多的上市公司在下一会计年度变更会计师事务所,尤其在ST公司中,变更会计师事务所的行为更为多见,而ST公司一般面临着财务困境、审计否定、经营受损等不利事项,对于获得标准审计意见从而避免退市有着迫切的需求。部分ST公司在短期内多次变更会计师事务所时通常伴随较高的审计风险,这一异常变更行为已经受到了监管部门和投资者的高度注意,因而具有研究探讨的意义。此外,对变更会计师事务所行为的研究中把ST公司作为单独研究对象的探讨较少,而ST公司的变更行为又具有突出特点,所以本文的研究也有一定的实践意义。本文通过文献研究法、案例分析法,研究说明了上市公司变更会计师事务所的相关制度和现状,在变更行为发生时双方主体必须向证券监督管理委员会和主管部门财政部备案,对2017年—2021年近五年间数据对比发现,变更会计师事务所的ST公司由15家上升到72家,占ST公司的总数由20.55%上升到37.11%,变更行为在ST公司中相对常见,并且向下变更多于向上变更,统计2017年—2021年194家ST公司发生变更行为时的披露原因发现,绝大多数公司并未披露真实的变更原因。进而引入案例公司赫美集团,对其2019年5月被ST后,在2019年至2021年3次变更会计师事务所进行研究,从变更原因着手发现主要有:避免退市、购买有利的审计意见、降低审计费用、掩饰公司财务困境和避险以求自保五个原因,变更事务所的后果主要从五个方面研究:审计费用变化、审计意见变化、市场反应分析、公司财务困境改善情况和变更后信息披露质量分析。通过对赫美集团变更事务所的动因和后果分析提出了对应的建议:ST上市公司应加强公司治理、监管机构应加大对ST公司监管力度、会计师事务所应保持独立性。研究分析得出了本文结论:ST公司财务困境时更倾向于向下换所、ST公司向下换所会带来负面的市场反应、赫美集团变更事务所的真实动因并未披露。

关键词： ST公司变更会计师事务所审计意见财务困境市场反应