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基于嵌入式部署的声音事件分类方法研究与实现

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基于嵌入式部署的声音事件分类方法研究与实现

作者：甘杨港北方工业大学

学位级别：硕士

随着深度学习和信号处理技术的发展,声音事件分类技术在安全防控、居家监测、设备异常检测和智能家居等多个领域得到应用。声音事件分类是指识别特定场景中可能出现的多个事件的类别,并提供声音事件的时间定位。目前,基于神经网络的方... 详细信息

随着深度学习和信号处理技术的发展,声音事件分类技术在安全防控、居家监测、设备异常检测和智能家居等多个领域得到应用。声音事件分类是指识别特定场景中可能出现的多个事件的类别,并提供声音事件的时间定位。目前,基于神经网络的方法在声音事件分类领域占据了主导地位并得到广泛应用。然而,在声音事件分类领域中,带有时间戳信息的帧级别强标签数据集数量稀缺,神经网络的性能受到了数据集的限制。针对上述问题,本文对弱监督和半监督声音事件分类算法展开研究,并在嵌入式平台完成算法的部署,具体内容如下:(1)提出了一种基于拼图类激活映射(Puzzle CAM)的弱监督声音事件定位方法,该方法从由弱标签训练的声音事件分类网络中获取声音事件的时间戳信息。本文将预训练的CNN14迁移到居家环境下的十分类任务中,并设计了Puzzle CAM算法强制模型捕捉声音事件的更完整区域。CAM突出了模型决策过程中在时间帧上的特征捕获,根据特征所在帧的位置来确定声音事件的发生时间,以实现弱监督声音事件的时间定位。在DCASE2022Task4数据集上的实验表明,与基线系统相比,提出的方法在声音事件检测任务中表现出优越的性能。具体而言,单个系统的CAM实现的PSDS2值为0.732。此外,当使用多个系统的CAM集成时,PSDS2值提高到0.751,其表现均优于基线系统。(2)搭建了一个基于频率自适应机制的卷积循环神经网络提取深层的高级音频特征。通过Mean Teacher架构,使用强标签、弱标签和无标签数据共同训练神经网络,并在训练过程中对输入频谱特征进行随机施加数据增强,以优化Mean Teacher的训练过程,增强模型的泛化能力。在DCASE2022Task4数据集上的实验表明,提出的半监督声音事件分类算法实现了0.404的PSDS1值,0.602的PSDS2值,相比于基线系统分别提高了0.068、0.084。CRNN与CAM集成的声音事件分类系统的PSDS1值达到0.406,PSDS2值达到0.701。相比于基线系统分别提高了0.07、0.165。(3)在瑞芯微平台RK3588S上进行声音事件分类模型的部署。搭建了软硬件开发环境,并进行系统程序的开发设计。针对平台的计算特性,从两个方面进行了模型推理的优化:一是将模型部署在NPU上运行,以加速模型推理。二是将模型量化为INT8模型,降低计算复杂度,提高计算效率。在DCASE测试集上进行了模型推理性能的验证,在F1值相差约0.5%的情况下,量化后的INT8模型将推理延迟降低了70.01ms。最后,完成了实际场景中的实时音频采集及模型推理。

关键词：深度学习声音事件分类类激活映射弱监督学习半监督学习嵌入式部署

外施硒对苦荞生长发育、产量品质及转录调控表达的影响分析

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外施硒对苦荞生长发育、产量品质及转录调控表达的影响分析

作者：甘圳成都大学

学位级别：硕士

硒（Se）是人类必不可少的微量营养元素,具有清除自由基和抗氧化能力,保护细胞膜的结构及功能免受过氧化物的干扰及损害,对人体健康十分重要。通过作物营养强化,将无机硒经由植物转化与氨基酸结合形成有机硒,通过膳食摄入是人体有效的... 详细信息

硒（Se）是人类必不可少的微量营养元素,具有清除自由基和抗氧化能力,保护细胞膜的结构及功能免受过氧化物的干扰及损害,对人体健康十分重要。通过作物营养强化,将无机硒经由植物转化与氨基酸结合形成有机硒,通过膳食摄入是人体有效的补硒方式。苦荞(Fagopyrum tataricum（L.）Gaertn.)作为一种富含营养元素和功能成分的重要杂粮作物,籽粒本身含有其他谷物缺乏的硒元素,天然具有较强的富硒能力,是作为富硒对象的极佳选择。然而,我国土壤硒分布严重不均,自然种植条件下的苦荞难以达到富硒标准,富硒苦荞的生产多采用外施硒肥的方式。目前,有关苦荞对硒吸收的研究较少,硒元素对苦荞生长发育和物质积累的作用机理尚不清楚,因此,本试验在四川成都开展大田试验,以苦荞推广品种西荞1号（XQ1）为供试材料,在始花期进行叶面喷施不同浓度的亚硒酸钠,筛选出最佳硒处理浓度;并分析外施硒对苦荞生长发育、产量相关性状及籽粒品质的影响;结合转录组测序分析苦荞对硒的吸收转运及硒影响性状的响应基因和调控路径。为苦荞富硒的大面积推广示范及育种利用提供科学的理论参考。主要研究结果如下:1.采用大田试验研究不同浓度NaSe O对苦荞灌浆期生理指标的影响。试验结果表明,低浓度硒处理后显著提高了苦荞叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素的含量,在3.0mg/L浓度处理条件下提高作用最显著,在高浓度硒处理后明显降低了苦荞的光合色素含量;低浓度的NaSe O可以促进苦荞叶片中的蔗糖、淀粉的合成和籽粒中的淀粉积累,在6.0 mg/L处理条件下第30天时,蔗糖和淀粉含量达到最大值,分别比对照高44.8%和32.4%,叶片淀粉含量在第10天达到最大值（61.4 mg/g）,籽粒淀粉含量在第30天达到最大值（276.2 mg/g）;高浓度的NaSe O降低了叶片和籽粒中的蔗糖含量,也降低了籽粒中的淀粉积累;适量低浓度的硒处理对苦荞叶片和籽粒的谷胱甘肽过氧化物酶活性整体有促进效果,高浓度下有抑制作用。综上,苦荞经低浓度NaSe O处理后,对各项生理指标有积极的促进作用,而在高浓度处理下呈抑制作用。2.在对苦荞农艺性状的影响方面,低浓度NaSe O对苦荞的农艺性状没有显著影响;在高浓度NaSe O处理条件下,浓度在80 mg/L时,茎粗受到显著抑制,但对株高、主茎分枝数和主茎节数没有显著影响。由于叶面喷施硒在苦荞灌浆初期,此时苦荞的株高、茎粗、主茎分枝和主茎节数的关键生长阶段已基本发育完成,此时施硒对这些性状的影响效果相对较小。3.在对苦荞产量相关性状的影响方面,随着施硒浓度的增加,苦荞千粒重、单株粒数、单株粒重和产量呈先增加后降低的变化趋势。在6.0 mg/L NaSe O处理条件下,千粒重、单株粒数和粒重表现最佳;在3.0和6.0 mg/L处理条件下,产量均显著提高,分别比对照组增产6.6%和5.1%;高浓度硒处理显著降低了苦荞的产量相关性状（千粒重、单株粒数、单株粒重和产量）。4.在对苦荞收获后籽粒的品质影响方面,低浓度的NaSe O可以提高苦荞籽粒总淀粉、直链淀粉的含量,在6.0 mg/L浓度下最为显著,对支链淀粉和类黄酮含量没有显著影响;而高浓度处理显著降低了苦荞的总淀粉和支链淀粉含量;高浓度40 mg/L NaSe O处理下,显著促进了苦荞的直链淀粉含量,比对照组提高12.4%;当处理浓度为20 mg/L时,类黄酮含量最高,比对照组提高54.0%;外源硒能够明显提高苦荞籽粒的硒含量,籽粒总硒含量随着硒处理的浓度增加而增加,但苦荞籽粒有机硒含量随着叶面喷施浓度的提高呈先增加后降低的趋势,有机硒转化率也呈同样的变化趋势;在低浓度NaSe O处理下,3.0 mg/L处理时有机硒含量最高,6.0 mg/L次之。有机硒转化率最高达到74.5%。在高浓度NaSe O处理下,80 mg/L的处理条件下,有机硒含量最高,有机硒转化率和对照组相比没有显著差异,均在19.3-24.1%之间。5.运用转录组分析探究苦荞对硒的吸收转运和硒影响性状的基因调控表达影响,综合分析发现,6.0 mg/L的处理浓度在本研究中表现最佳。针对最佳硒处理浓度及空白对照处理的苦荞转录组及表型性状,利用WGCNA分析,发现硒处理通过上调叶绿素合成前体物质催化酶（Ft POR）的表达,促进叶绿素的生物合成;通过调控苦荞蔗糖和淀粉代谢相关酶基因（Ft INV、Ft MALZ1/2、Ft Gl GC1/2、Ft WAXY、Ft Gl GA1/2/3、Ft GBE1、Ft BAM1/2）的表达来促进籽粒中淀粉的合成和积累,从而提高千粒重及单株粒种,最终促进产量提高;通过调控参与亚硒酸盐吸收转运的硫酸盐转运蛋白基因Ft SULTR3.4/3.5、含硒氨基酸转运相关的蛋白Ft NPF4.6/5.6、Ft AAP2和参与

关键词：苦荞外源硒生长发育产量转录组

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成渝机场群航班时刻资源配置优化研究

成渝机场群航班时刻资源配置优化研究

作者：甘琦中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

在近年来的全球经济快速发展背景下,民航业作为国民经济的重要组成部分,其快速进步不仅极大地促进了全球化进程,还在推动地区经济发展方面发挥了显著作用。特别是区域机场群的发展,它代表了航空运输未来的重要发展方向。然而,机场群中... 详细信息

在近年来的全球经济快速发展背景下,民航业作为国民经济的重要组成部分,其快速进步不仅极大地促进了全球化进程,还在推动地区经济发展方面发挥了显著作用。特别是区域机场群的发展,它代表了航空运输未来的重要发展方向。然而,机场群中相邻机场之间的相互依赖和制约,导致了一系列问题,如结构发展的不合理性和资源配置的不均衡等。针对这些挑战,航班时刻的优化管理成为了缓解机场拥堵、减轻航班延误的关键手段之一。因此,本研究在全面分析国内外相关研究成果的基础上,针对机场群航班时刻优化问题展开深入研究,旨在通过协同发展的视角,探索一种既能降低机场总航班延误,又能兼顾多方利益的机场群运行模式。本文通过全面分析国内外关于机场群航班时刻优化的研究成果,在此基础上,采取了机场群协同发展的新视角,旨在寻求一个既能减少机场总航班延误,又能兼顾多方利益的运行模式。研究首先总结了现有文献,并明确了所要解决的问题及文章的结构。随后,定义了航班时刻和机场群的概念,并建立了评估机场群运行效率的指标体系。通过应用数据包络分析法,并借助DEAP 2.1软件,以成渝机场群为例,从多个角度对机场群的运行效率进行了深入分析,并基于资源配置提出了协同发展的建议。进一步,研究采用层次分析法来确定评估指标的权重,并应用TOPSIS方法评估了机场群航班时刻的质量,为航班时刻的优化奠定了基础。在此基础上,构建了一个考虑机场群时刻特征的航班时刻优化基础模型,并使用实例数据对其进行了验证。之后,研究又进一步开发了一个基于两步规划的机场群航班时刻资源配置优化模型,并设计了一个融合鸽群算子的改进粒子群优化算法来求解该模型。以成渝机场群为例,验证了航班时刻调整后的效果,结果显示,通过优化后,重庆江北机场、成都天府机场和成都双流机场的总航班延误成本明显降低,为航班时刻分配提供了有效的决策支持。这项研究不仅为机场群航班时刻优化提供了新的理论和方法,还为实现区域机场群的高效协同运行提供了实用的策略和建议,对于缓解机场拥堵、提高航班运行效率具有重要的实际意义。

关键词：成渝机场群资源配置航班时刻机场群协同发展

降雨强度和坡度对喀斯特坡耕地产流和氮磷流失的影响

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环境科学学报 2024年第4期44卷 116-123页

作者：甘贤民严友进戴全厚徐小金王晨阳甘艺贤贵州大学林学院贵阳550025 南京林业大学林草学院、水土保持学院南京210037 贵州大学土壤侵蚀与生态修复研究中心贵阳550025 六盘水市水城区林业局六盘水553400

养分流失是造成喀斯特坡耕地土地生产力下降和面源污染的重要因素之一.本研究采用室内模拟降雨,结合模拟喀斯特坡耕地地表、地下二元水文结构,探索在不同降雨强度(30、50、70和90 mm·h^(-1))和坡度(5°、10°、15°、20°和25°)下喀... 详细信息

养分流失是造成喀斯特坡耕地土地生产力下降和面源污染的重要因素之一.本研究采用室内模拟降雨,结合模拟喀斯特坡耕地地表、地下二元水文结构,探索在不同降雨强度(30、50、70和90 mm·h^(-1))和坡度(5°、10°、15°、20°和25°)下喀斯特地区坡耕地土壤氮、磷流失特征.结果表明:在30 mm·h^(-1)降雨强度条件下,喀斯特坡耕地产生的径流主要为地下孔(裂)隙径流.随径流从地下孔(裂)隙向下漏失的全氮和全磷流失通量分别为43.36~95.88 mg·m^(-2)·h^(-1)和2.24~6.45 mg·m^(-2)·h^(-1).当降雨强度≥50 mm·h^(-1)时,地表产生径流,在径流的驱动作用下,全氮和全磷从地表发生流失.降雨强度在50~90 mm·h^(-1)时,随径流从地表流失的全氮和全磷养分流失通量分别为35.86~201.04 mg·m^(-2)·h^(-1)和2.26~16.80 mg·m^(-2)·h^(-1).降雨是径流养分流失的主要驱动力.降雨强度和坡度对径流中全氮在地表流失的贡献率分别为75.03%、14.07%,在地下孔(裂)隙流失的贡献率分别为74.94%、7.49%;对径流中全磷在地表流失的贡献率分别为75.09%、14.08%,在地下孔(裂)隙流失的贡献率分别为81.98%、8.19%.研究结果可为喀斯特地区坡耕地养分流失及农业面源污染防治提供参考.

关键词：径流非点源污染氮磷喀斯特坡耕地降雨强度

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流通现代化对区域市场整合的影响机制分析——以成渝地区双城经济圈为例

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商业经济研究 2024年第3期 189-192页

作者：甘元玲重庆对外经贸学院跨境商务学院重庆401520

以流通现代化驱动区域市场整合成为建设全国统一大市场的重要举措。本文利用中介效应和调节效应模型,实证分析了流通现代化对区域市场整合的影响效应及作用机制,研究发现流通现代化及其三个维度对区域市场整合具有显著正向影响,其中流... 详细信息

以流通现代化驱动区域市场整合成为建设全国统一大市场的重要举措。本文利用中介效应和调节效应模型,实证分析了流通现代化对区域市场整合的影响效应及作用机制,研究发现流通现代化及其三个维度对区域市场整合具有显著正向影响,其中流通基础设施现代化和流通产业现代化的影响效应较强,流通渠道数字化的影响效果相对较弱;流通效率在流通现代化和区域市场整合间起到了部分中介作用,即流通现代化能够提高流通效率,进而促进区域市场整合;数字经济正向调节了流通现代化对区域市场整合的影响效应,即数字经济发展水平越高,流通现代化对区域市场整合的影响效果越强。

关键词：流通现代化区域市场整合流通效率数字经济成渝地区双城经济圈

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8mm毫米波大功率发射机的研制

微波学报 2024年

作者：孟欢范青甘成才四创电子股份有限公司

为了适应地面平台测云雷达的探测需要，研制了一型8mm毫米波大功率发射机。根据雷达系统下达的指标要求及国产元器件发展水平，确定了发射机的研制方案。介绍了系统组成及设计中采取的关键技术。采用国产多电子注扩展分布互作用速调管（... 详细信息

为了适应地面平台测云雷达的探测需要，研制了一型8mm毫米波大功率发射机。根据雷达系统下达的指标要求及国产元器件发展水平，确定了发射机的研制方案。介绍了系统组成及设计中采取的关键技术。采用国产多电子注扩展分布互作用速调管（EIK），有效的扩展了发射机瞬时带宽并提升了输出峰值功率。围绕速调管的工作参数，展开模块化的调制电源设计，选用浮动板调制器，支持雷达工作脉宽、重复频率等的快速变换。对固态功放射频输出的前后沿进行整形，优化了发射机输出的频谱谱宽。实测结果表明，研制的大功率发射机满足设计指标要求，同时具有体积小、散热好、维护方便、可靠性高、抗干扰能力强等特点。

关键词：毫米波大功率扩展分布互作用速调管模块化浮动板调制器

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基于阅读策略和语义对齐的图文匹配方法

重庆邮电大学学报(自然科学版) 2024年

作者：甘凤梅夏英重庆邮电大学计算机科学与技术学院旅游多源数据感知与决策技术文旅部重点实验室

图文匹配是跨媒体计算领域的一项重要任务，如何准确计算图像和文本之间的语义相似度是该任务的关键技术之一。受人们阅读思维的启发，提出一种基于阅读策略和语义对齐的图文匹配方法（reading-strategy and semantic alignment network... 详细信息

图文匹配是跨媒体计算领域的一项重要任务，如何准确计算图像和文本之间的语义相似度是该任务的关键技术之一。受人们阅读思维的启发，提出一种基于阅读策略和语义对齐的图文匹配方法（reading-strategy and semantic alignment network， RSAN）。为了提高图文匹配的准确率和效率，该方法设计了一个基于Transformer和双向门控循环单元（bidirectional gated recurrent unit， Bi-GRU）的区域特征增强模块，生成具有语义关系的图像区域特征以提升语义对齐的准确性。同时设计了一个包含概述分支和精读分支的阅读模块，聚合全局对齐和局部对齐来学习更准确的匹配分数。其中，概述分支利用广义池化算子实现良好的全局语义对齐，精读分支利用交叉注意力机制仅关注图像区域和文本单词间的重要局部对齐。在Flickr30K和MS-COCO数据集上开展综合实验，结果表明RSAN模型相较于现有基线模型，在准确率和效率上具有良好的表现。

关键词：图文匹配特征增强语义对齐相似度计算

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电机驱动非理想振动系统的索末菲效应

力学学报 2024年

作者：丁川甘子川王笑宋汉文同济大学航空航天与力学学院

真实转子系统无法提供理想恒定驱动，随着电机输入电压升高，在系统固有频率附近会出现长时间平均转速停滞和多稳态跳跃，称为“索末菲(Sommerfeld)效应”。非理想电机运行时会经过索末菲效应作用区，而长期陷于这一区域时电机转速剧烈... 详细信息

真实转子系统无法提供理想恒定驱动，随着电机输入电压升高，在系统固有频率附近会出现长时间平均转速停滞和多稳态跳跃，称为“索末菲(Sommerfeld)效应”。非理想电机运行时会经过索末菲效应作用区，而长期陷于这一区域时电机转速剧烈波动，会严重影响电机寿命。简化忽略转速波动而注重稳态平均转速，无法观察系统内部受力变化，因此借助数值分析研究电机-振动系统作用过程。建立了非理想直流电机-质体-不平衡转子系统的机电耦合动力学模型，通过Matlab/Simulink建模，分析了振动系统各内力分量的变化规律，考察了索末菲效应产生、演变和消失过程。观察到非理想系统进入共振区后，恢复力、惯性力和阻尼力将突然产生偶数倍频成分，导致系统在平均转速与固有频率渐进一致的前提下，产生快转、停转乃至反转剧烈交替切换的现象，并在输入电压大于临界电压后结束跳跃。研究描述了由于非理想驱动系统展现的非线性行为，最后为振动系统动力设计提供指导并确保动力设备正常运行。

关键词： Sommerfeld效应转子系统振动系统非线性动力学

基于MDL-U2-Net的盆底超声图像轻量级分割及参数测量

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：刘孝保甘博敏姚廷强申吉泓昆明理工大学机电工程学院昆明医科大学第一附属医院

对超声图像中盆底区域进行准确地分割，是实现对盆底疾病计算机辅助诊断的重要环节. 针对盆底形态复杂、边界模糊、分割算法参数量庞大以及参数测量精度有限等问题，提出一种轻量级语义分割网络MDL-U2-Net以及修补算法AC-F. 首先， ... 详细信息

对超声图像中盆底区域进行准确地分割，是实现对盆底疾病计算机辅助诊断的重要环节. 针对盆底形态复杂、边界模糊、分割算法参数量庞大以及参数测量精度有限等问题，提出一种轻量级语义分割网络MDL-U2-Net以及修补算法AC-F. 首先，对基准U2-Net进行结构优化和通道数调整，以有效地降低网络参数量; 其次，融入复合损失函数以缓解训练损失波动并提升边界保持能力，提高网络对模糊边界的分割准确性; 之后，提出深度非对称多尺度混洗卷积模块捕获特征空间采样的位置偏移信息，弥补轻量网络感受野不足和特征提取能力较弱的缺陷，提高网络对盆底复杂形态的建模能力; 最后，采用修补算法对分割盆底进行精细化填补，以提高盆底完整性和参数测量的精度. 在自制数据集上的实验结果表明， MDL-U2-Net对盆底分割的Jaccard， Recall和HD95指标分别达到91.226%， 93.589%和1.074，与基准U2-Net相比，模型参数量缩减了94.37个百分点; 此外，经AC-F算法处理后的区域面积测量百分误差降至1.25%， ICC达到0.998且有95%(76/80)的数据在95%LoA内，能够实现轻量级分割和精确参数测量.

关键词：盆底超声图像轻量化复合损失函数深度非对称通道混洗卷积模块参数测量