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单阶段实例分割——从局部到整体的网络结构研究综述

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中国科技论文 2024年第2期19卷 131-142页

作者：周涛石道宗赵雅楠张祥祥杜玉虎陆惠玲北方民族大学计算机科学与工程学院银川750021 图像图形智能处理国家民委重点实验室(北方民族大学) 银川750021 宁夏医科大学医学信息与工程学院银川750004

单阶段实例分割是近年来深度学习领域的研究热点,其通过将目标检测和目标分割并行的方式实现图像的实例级分割,该方法目前已被广泛应用于图像目标分割领域。首先,阐述了单阶段实例分割基本原理。然后,从局部和整体2个方面对单阶段实例... 详细信息

单阶段实例分割是近年来深度学习领域的研究热点,其通过将目标检测和目标分割并行的方式实现图像的实例级分割,该方法目前已被广泛应用于图像目标分割领域。首先,阐述了单阶段实例分割基本原理。然后,从局部和整体2个方面对单阶段实例分割的网络结构进行梳理,在局部网络结构方面,从特征提取、特征融合、特征预测3个方面进行归纳,其中,在特征预测部分,按照有锚框到无锚框的思路对目标边界框的生成方式进行分类,按照全局掩膜到局部掩膜的思路对目标掩膜的表示方式进行分类,全局掩膜包括原型系数方法、目标位置方法和目标边界方法,局部掩膜包括目标轮廓方法、目标位置方法和目标特征方法;在整体网络结构方面,对22个主流的网络结构进行总结。接着,归纳了单阶段实例分割在医学图像分割、视频图像分割、遥感图像分割等应用领域的发展现状。最后,对单阶段实例分割的发展方向进行展望。

关键词：单阶段实例分割特征提取特征融合特征预测目标边界框目标掩膜

强化特征提取能力的下颌骨骨折检测3M-YOLOv5网络

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光学精密工程 2023年第21期31卷 3178-3191页

作者：周涛杜玉虎石道宗彭彩月陆惠玲北方民族大学计算机科学与工程学院宁夏银川750021 北方民族大学图像图形智能处理国家民委重点实验室宁夏银川750021 宁夏医科大学医学信息与工程学院宁夏银川750004

针对人工智能辅助骨折部位治疗时由于骨折部位通常伴随着出血等症状,不同体位所拍摄的CT影像存在较大差异,骨折部位大小不一,以及受到出血部位以及周围组织的干扰,骨折部位的特征提取不充分、骨折部位检测精度不高的问题,设计了一种3M-Y... 详细信息

针对人工智能辅助骨折部位治疗时由于骨折部位通常伴随着出血等症状,不同体位所拍摄的CT影像存在较大差异,骨折部位大小不一,以及受到出血部位以及周围组织的干扰,骨折部位的特征提取不充分、骨折部位检测精度不高的问题,设计了一种3M-YOLOv5网络来检测下颌骨骨折部位。在特征提取网络中采用密集模块,利用密集连接特性提高网络的特征提取能力;采用局部全局注意力模块来提取CT影像的全局信息;构造一个轻量化的多尺度密集块,以较少的参数量提取骨折部位的多尺度特征;在特征增强网络中设计跨维度双向特征融合模块,使得特征图的高度、宽度以及通道之间有所交互,同时引入可训练的权重来平衡不同尺度特征图的融合重要性。为了验证3M-YOLOv5网络的有效性,在自建数据集上进行消融实验和对比实验。实验结果表明,在置信度阈值取0.5时,3M-YOLOv5网络的mAP值、F1值、召回率、精确率分别为99.17%,99.06%,98.81%和99.32%。所提出的下颌骨骨折CT影像检测网络能够较好地检测出影像中的骨折部位,辅助医生制定治疗方案。

关键词：目标检测下颌骨骨折 YOLOv5 跨维度注意力密集连接神经网络

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标量磁位积分方程法计算舰艇三维静磁场

兵工学报 2024年第3期45卷 948-956页

作者：何保委周国华刘胜道宗敬文唐烈峥海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

掌握舰艇磁场分布规律是实施舰艇磁防护技术的重要前提,采用积分方程法计算舰艇三维静磁场是有效手段之一。积分方程法通常建立以剖分单元内磁化强度或者磁感应强度为待求量的方程组,基于所求得的源区值获得整个场域的解。若想进一步提... 详细信息

掌握舰艇磁场分布规律是实施舰艇磁防护技术的重要前提,采用积分方程法计算舰艇三维静磁场是有效手段之一。积分方程法通常建立以剖分单元内磁化强度或者磁感应强度为待求量的方程组,基于所求得的源区值获得整个场域的解。若想进一步提高磁场计算精度,需要增加网格密度,代价则是计算机的内存需求和计算量急剧增加。针对这一问题,采用一种以标量磁位为待求量的积分方程。将铁磁源区划分为四面体单元,根据变分原理将未知函数分片展开,按照单元和节点的相对位置关系寻找奇异积分,采用参数替换的方法转化为非奇异积分。球体解析模型表明:使用标量磁位进行建模仅需将源区离散为粗糙的网格单元即可得到高精度的磁场计算结果;网格加密后,标量建模方法在保持计算精度的同时,内存需求和CPU执行时间大幅小于矢量建模方法。开展了三维舰船磁场的虚拟验证实验,对于大型船体等需要精细划分网格的铁磁物体,标量磁位积分方程法计算得到的磁场与有限元商业软件的计算结果吻合较好,并且与矢量建模方法相比更加高效和节约内存。

关键词：舰艇磁场积分方程法标量磁位四面体单元奇异积分

芪苈强心胶囊治疗慢性心衰合并糖尿病临床观察

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辽宁中医杂志 2024年

作者：宗道然周明丽杨功强信阳市中心医院心血管科

目的观察芪苈强心胶囊对慢性心力衰竭（CHF）伴糖尿病患者的疗效。方法113例患者随机分为对照组56例和观察组57例，对照组予常规治疗，观察组加用芪苈强心胶囊，6个月为一疗程。比较两组临床疗效，心功能指标（LVEF、CO、CI、SV）和血... 详细信息

目的观察芪苈强心胶囊对慢性心力衰竭（CHF）伴糖尿病患者的疗效。方法113例患者随机分为对照组56例和观察组57例，对照组予常规治疗，观察组加用芪苈强心胶囊，6个月为一疗程。比较两组临床疗效，心功能指标（LVEF、CO、CI、SV）和血流变指标（全血黏度、血浆黏度、红细胞压积、血沉），记录治疗过程中住院次数、累计住院时间。结果观察组有效率90.7%，高于对照组68.5%（P<0.05）。治疗后，两组患者LVEF、CO、CI、SV显著增高，全血黏度、血浆黏度、红细胞压积、血沉显著降低（P<0.05）。组间相比，观察组LVEF、CO、SV高于对照组，全血黏度、血浆黏度、血沉低于对照组（P<0.05）。观察组住院次数和累计住院时间分别为（0.9±0.2）次和（8.8±0.8）d，显著少于对照组的（1.4±0.3）次和（15.5±1.3）d。结论芪苈强心胶囊治疗CHF伴糖尿病安全有效，且可改善患者血流变指标。

关键词：慢性心力衰竭糖尿病芪苈强心胶囊血流变

TRNet:基于遥感影像的三通道区域增强变化检测网络

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计算机应用研究 2024年

作者：石卫超宋宝贵管宗胜秦道龙邵攀三峡大学水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室三峡大学计算机与信息学院

遥感影像变化检测任务是遥感领域的研究重心之一，目前大多为深度学习方法，主要采用单通道或孪生网络提取特征，能够较为有效提取变化特征。但是随着遥感影像分辨率的不断升高，单一化的特征提取方式易受无关细节信息的影响，从而导致... 详细信息

遥感影像变化检测任务是遥感领域的研究重心之一，目前大多为深度学习方法，主要采用单通道或孪生网络提取特征，能够较为有效提取变化特征。但是随着遥感影像分辨率的不断升高，单一化的特征提取方式易受无关细节信息的影响，从而导致检测结果中变化和未变化区域分割能力不足问题。为此，提出一种全新的三通道区域增强变化检测网络，从多个角度增强特征提取能力。首先构建了三通道区域增强编码器，利用三个特征提取通道，定向提取相似性信息、全面性信息和差异性信息；并且在编码器每个层级使用区域分离增强模块，能够将通道1和3增强通道2，有利于取得更好的变化区域分割效果；其次设计了层级交互指导融合解码器，通过高层级特征和低层级特征之间的交互指导，实现不同层级特征间的有效融合；最后使用基于信息熵的自适应权重来优化损失函数，通过给高熵区域更多的关注，来改善网络模型的训练过程。在常用数据集上的实验结果表明，与对比网络相比所提网络能够取得更优的检测精度。

关键词：遥感变化检测深度学习区域增强层级交互

乡村社会空间重构特征及其机制研究——以陇中黄土丘陵沟壑区秦安县为例

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地理研究 2024年第2期43卷 462-477页

作者：吴姗姗马利邦石志浩宗艳玲钟懿西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室兰州730070 西北城乡发展与协同治理研究院兰州730070

乡村社会空间可有效反映乡村社会阶层分化、社会经济结构转变、物质空间功能转型,对其开展研究有利于实现乡村振兴和城乡融合发展,促进区域协调发展。本文试图从乡村社会关系视角解析乡村社会空间内涵,在此基础上选取指标测度分析秦安县... 详细信息

乡村社会空间可有效反映乡村社会阶层分化、社会经济结构转变、物质空间功能转型,对其开展研究有利于实现乡村振兴和城乡融合发展,促进区域协调发展。本文试图从乡村社会关系视角解析乡村社会空间内涵,在此基础上选取指标测度分析秦安县2000年、2010年和2020年乡村社会空间类型、结构及重构特征,探讨乡村社会空间重构机制。结果表明:①秦安县2000年、2010年和2020年乡村社会空间指标变化显著且空间差异明显,呈现老龄化、非农化、非粮化、生活条件优化、政府管理加强及聚落集聚复杂化的演变特征。②秦安县2000年、2010年和2020年乡村社会空间的主因子演变呈“分化-整合”特征,使乡村社会空间类型多元优质,结构大同小异,秦安县中东部地区较为显著,主要表现出设施配置优化、农业种植非粮化、管理强化及发展条件提升的特征。③行政、市场和社会等外部力量直接作用于人口、土地和产业等乡村内部要素,促使空间功能转型,并改变社会关系建构和社会活动发生的基础,影响乡村社会空间的内在建构和外在表征,进而导致乡村社会空间重构。

关键词：乡村社会空间空间重构重构机制陇中黄土丘陵沟壑区

人口流动视角下的耕地利用行为及其影响因素研究

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Journal of Geographical Sciences 2024年第3期34卷 439-458页

作者：马利邦宗艳玲王祥石志浩张文博 College of Geography and Environmental Science Northwest Normal UniversityLanzhou730000China Key Laboratory of Resource Environment and Sustainable Development of Oasis Gansu ProvinceLanzhou730070China Institute of Urban and Rural Development and Collaborative Governance of Northwest Lanzhou730070China

Due to rapid socio-economic development and urban-rural integration,the rural population is increasingly moving away from the primary industry,leading to a noticeable transformation of rural farmland use.This paper analyzed the changes in farmland use and the mechanisms in 213 villages of Longxi county,China in 2020,using multiple linear regression models,based on the aforementioned situation.Analysis revealed main findings:(1)Male and young and middle-aged emigration levels are concentrated in areas with higher and lower values,the emigration of talent is more evenly distributed.Overall,male emigration rates were high in all directions and low in the central area,whereas the young and middle-aged emigration rates exhibited a pattern of high loss in the north and south extremes,and low loss in the central area.The emigration of talent demonstrated a pattern of low losses to the east and high losses to the west of the G30 national highway.(2)Primary farmland use behavior was self-cultivation,then abandonment and finally transfer,with over 60%of the total area in 179 villages used for self-cultivation compared to less than 5%in 164 villages allocated for transfer,while less than 30%of the area in 179 villages was abandoned.(3)Significant differences were observed in the factors that influenced various farmland use behaviors,emigration of male,young and middle-aged and talent were the common influencing factors observed among all three types of farmland uses.The loss of males,young and middle-aged had a significant association with reduced self-cultivation while the emigration of talent led to an increase in self-cultivation use.Increased emigration of all three population constituencies significantly increased farmland transfer and abandonment.The conclusions carry significant theoretical and practical implications for enhancing the coordination of rural human-land relationships and improvement of the understanding of the relationship between population migration and farmland use.

关键词： population migration farming use farmland transfer farmland abandonment

集成CNN和Transfromer的通道交互多层级融合变化检测

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测绘科学 2024年

作者：邵攀石卫超秦道龙张晓东董婷管宗胜武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室三峡大学水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室三峡大学计算机与信息学院

为有效集成卷积神经网络(CNN)的局部性和Transformer的全局性，提出一种全新的通道交互多层级融合变化检测网络CIMLFNet。以CNN和Transformer为基础，设计一种三通道特征提取器，以充分提取两期影像的时空特征；构建一种金字塔时空交叉... 详细信息

为有效集成卷积神经网络(CNN)的局部性和Transformer的全局性，提出一种全新的通道交互多层级融合变化检测网络CIMLFNet。以CNN和Transformer为基础，设计一种三通道特征提取器，以充分提取两期影像的时空特征；构建一种金字塔时空交叉注意力模块，利用通道2提取的特征增强通道1和3提取的特征，突出变化信息；提出一种双分支通道交互多层级融合模块，分别从层级优先和通道优先的角度对增强的特征进行融合，以充分利用CNN和Transformer的优势和互补性；给出一种简单有效的边界区域增强分类器。在WHU、Google、GVLM和LEVIR等4组公开变化检测数据上，CIMLFNet的F1/IoU值分别达到91.19%/83.80%、85.97%/75.40%、88.85%/79.94%和90.07%/81.94%，明显优于6组对比方法，验证了CIMLFNet的有效性。

关键词：遥感变化检测 CNN Transformer 通道交互多层级融合金字塔时空交叉注意力边界区域增强

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利用舰船内部磁场的反演建模方法

国防科技大学学报 2024年第4期 184-190页

作者：何保委张俊洪刘胜道周国华唐烈峥宗敬文海军工程大学电气工程学院

积分方程法被广泛应用于舰船磁场反演建模当中，但模型要求有足够多的测量点用于获取舰船在特定深度的磁场。针对积分方程法利用近场磁场建模时精度较差的问题，提出一种增加约束方程的改进措施，并分别开展了薄钢板模型和三维舰船模型... 详细信息

积分方程法被广泛应用于舰船磁场反演建模当中，但模型要求有足够多的测量点用于获取舰船在特定深度的磁场。针对积分方程法利用近场磁场建模时精度较差的问题，提出一种增加约束方程的改进措施，并分别开展了薄钢板模型和三维舰船模型磁场数值仿真。采用有限元方法对舰船内部测量点进行初始化选择，基于舰船内部磁场测量值构建了反演模型，采用奇异值分解法求解磁源参数并预测船外空间磁场，舰船外部空间磁场预测结果的均方根误差小于12%。舰船舱段模型磁场推算实验表明，由舱段内部磁场预测外部磁场的均方根误差约为13%,证明了所提出方法的有效性，可以改善传统反演模型的不稳定和精度不足的问题，研究结果可为舰船闭环消磁的算法设计提供思路。

关键词：积分方程法舰船磁场反演建模内部磁场闭环消磁