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基于重构意识的鲁棒模糊聚类图像分割算法研究

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基于重构意识的鲁棒模糊聚类图像分割算法研究

作者：祁霄西安邮电大学

学位级别：硕士

图像分割在图像处理和计算机视觉领域扮演着重要的角色,广泛应用于场景理解、医学图像分析、机器人感知、视频监控、增强现实和图像压缩等领域。模糊聚类在图像分割中发挥关键作用,特别是对于具有模糊边界或混合特征的图像。随着模糊聚... 详细信息

图像分割在图像处理和计算机视觉领域扮演着重要的角色,广泛应用于场景理解、医学图像分析、机器人感知、视频监控、增强现实和图像压缩等领域。模糊聚类在图像分割中发挥关键作用,特别是对于具有模糊边界或混合特征的图像。随着模糊聚类图像分割算法的快速发展以及成像技术的不断进步,模糊聚类图像分割面临着新的机遇和挑战。一方面,成像技术的不断进步丰富了图像数据的获取手段,为算法的设计提供了更丰富的数据支持,同时也对算法的精度和效率提出了更高的要求。另一方面,随着图像数据规模的不断扩大,以及对分割结果精度的不断追求,模糊聚类算法需要更加高效和准确,以适应现实场景中的复杂性和多样性。然而传统的模糊聚类图像分割算法在处理复杂图像时存在以下问题:(1)传统算法往往难以准确捕捉复杂图像中的边界信息,导致分割结果的边界模糊不清,影响了分割的精度和可用性;(2)复杂图像中常常存在各种类型的噪声,传统算法对噪声的敏感性较高,容易将噪声错误地归类为目标对象,从而影响了分割结果的质量;(3)一些传统算法在处理大规模图像时计算复杂度较高,耗时较长,限制了其在实际应用中的实时性和可扩展性。针对上述问题,本文以模糊聚类方法为主要理论,以提升算法的鲁棒性和扩展性为目标,研究面向高噪声污染图像、模糊图像以及雾霾污染图像聚类分割的方法和模型。本文的主要研究内容与创新之处主要包括:(1)针对核模糊加权局部信息C-均值聚类算法处理高噪声污染图像时会出现细节丢失和分割效果不佳的问题,提出了结合引导双边滤波和核模糊加权局部信息C-均值聚类算法思想的图像分割算法。首先,针对噪声图像建立了引导双边滤波的优化模型;其次,将该滤波模型嵌入到核化模糊局部信息C-均值聚类中,构建一种新的重构滤波信息驱动的噪声图像模糊聚类模型;最后,利用拉格朗日乘子法求解该模型,得到噪声图像分割的三级交替迭代算法,并对其收敛性进行了严格分析。实验结果表明,相比于最新的模糊聚类相关算法,该算法具有更好的分割性能和抗噪性能。(2)现有的鲁棒模糊聚类算法主要用于处理噪声污染图像,但对于模糊噪声图像的分割问题并不有效。因此,提出一种基于局部特征驱动的模糊局部信息C-均值聚类方法,旨在通过引入图像的特征信息来实现对模糊噪声图像的高质量分割。首先,使用局部三值模式提取模糊噪声图像的特征信息;其次,将图像特征信息嵌入到核模糊加权局部信息C-均值聚类的目标函数中,建立了模糊噪声图像分割模型。最后,利用拉格朗日乘子法求解该模型,得到模糊噪声图像分割的三次交替迭代聚类算法。实验结果表明,该算法对模糊噪声图像具有较好的分割性能。(3)模糊C-均值聚类是一种经典的聚类算法,广泛应用于模式识别、图像分割和数据分析等领域。然而,传统的模糊C-均值聚类算法在雾图像分割中存在一些明显的局限性。因此,本文提出了一种将模糊聚类与图像引导滤波相结合的带雾图像分割方法。首先,采用引导滤波方法对图像进行预处理,得到引导图像;其次,将非局部引导滤波和模糊C-均值聚类相结合,建立了一个适用于带雾图像分割的优化模型。再次,利用拉格朗日乘子法求解,得到了带雾图像分割的五级交替迭代聚类算法,并对其收敛性进行了严格分析。大量实验表明,该算法在雾天图像分割中具有较好的性能。(4)准确的图像分割是执行图像分析任务的先决条件。图像中存在不同的语义信息和复杂的场景结构,这种语义多样性对图像分割提出了挑战。为了应对这些挑战,现有算法在分割过程中利用不同类型的信息来提高鲁棒性。然而,当前的算法在去除噪声和保留细节之间存在权衡。因此,构建了一种改进的图像分割模型,并提出了两种改进的聚类算法。首先,通过引入自相似性和反投影来提高图像分割算法的鲁棒性;其次,将滤波模型嵌入模糊聚类算法中,构建了一种新的噪声污染图像分割模糊聚类模型;最后,利用拉格朗日乘子法求解,从模型中推导出四级交替迭代算法。本文提出了具有高精度和强鲁棒性的模糊聚类图像分割算法,能够对高噪声污染图像、模糊噪声图像以及带雾图像进行很好的分割,进一步扩展了其应用范围。本文还从理论分析所提出算法的合理性,并在各种数据集以及各种类型的图像上证实了本文提出的算法的有效性和普适性。

关键词：图像分割引导双边滤波重构局部三值模式交替迭代算法

基于TRIZ理论的半径可调式林果振动采收激振器设计与试验

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农业机械学报 2024年

作者：焦灏博罗巨明汤爱沸马晨王丽红李亚萍李成松西南大学工程技术学院丘陵山区农业装备重点实验室(重庆) 石河子大学机械电气工程学院

针对现有激振器输出的激振力幅值和频率无法独立可调，造成激振力的幅值和频率无法同时满足林果振动采收需求的问题，利用TRIZ理论构建出激振器与果树物质-场模型。根据物质-场模型和物理冲突解决问题的方法，获得偏心块式激振器激振力... 详细信息

针对现有激振器输出的激振力幅值和频率无法独立可调，造成激振力的幅值和频率无法同时满足林果振动采收需求的问题，利用TRIZ理论构建出激振器与果树物质-场模型。根据物质-场模型和物理冲突解决问题的方法，获得偏心块式激振器激振力振幅和频率独立可调的偏心块布局，提出了四偏心块激振器和半径可调式激振器方案。并通过2种激振器设计方案的动态性能对比发现，半径可调式激振器性能更优。以柑橘树为试验对象，利用半径可调式激振器对不同的果树施加3种不同频率和振幅的激振力。结果表明增大激振力的频率，果实的采净率呈现增大趋势。同时激振频率一定时，增大激振力的幅值，果实的采净率也呈现出增大趋势，当激振频率为19 Hz，丝杠螺母的行程为70 mm时，果实的平均采净率为86.3%。并通过试验对比发现，激振频率对果实的采净率影响程度大于激振力幅值的影响程度。半径可调式激振器能够改变激振力的幅值，提高果实的采净率。同时半径可调式激振器具有幅频独立调节特性，当激振力频率较大时，降低振幅以够防止果树的损伤。

关键词：激振力林果采收幅频调节 TRIZ理论半径可调式激振器

漳县：“下沉式”走访推动解决退役军人“急难愁盼”问题

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漳县：“下沉式”走访推动解决退役军人“急难愁盼”问题

定西日报

作者：后爱萍李青

漳县讯（新定西·定西日报通讯员后爱萍李青）为进一步畅通退役军人问题反映渠道，着力解决好退役军人“急难愁盼”困难，近日，漳县退役军人事务局针对退役军人信访工作中存在的问题和短板，广泛开展下沉式主动走访活动，推动问题在... 详细信息

漳县讯（新定西·定西日报通讯员后爱萍李青）为进一步畅通退役军人问题反映渠道，着力解决好退役军人“急难愁盼”困难，近日，漳县退役军人事务局针对退役军人信访工作中存在的问题和短板，广泛开展下沉式主动走访活动，推动问题在一线发现、矛盾在一线化解、困难在一线解......

关键词：退役军人事务局下沉式

来源： cnki报纸评论

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基于深度学习的集成电路掩模优化研究与实现

基于深度学习的集成电路掩模优化研究与实现

作者：祁攀安徽理工大学

学位级别：硕士

内生真菌浸种对燕麦生长和根部内生真菌群落的影响

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草业学报 2024年

作者：郭璟王越祁存英李静青海理工学院生态与环境科学学院青海省高原气候变化及其生态环境效应重点实验室

内生真菌在促进植物生长、增强抗逆性、改变植物根部微生物群落结构等方面有着重大的研究和开发价值。本研究采用内生真菌（木霉菌ADK和黄绿卷毛菇AF）浸种燕麦的方法开展田间试验，通过测定燕麦生长指标、生理生化指标、根际土壤理化... 详细信息

内生真菌在促进植物生长、增强抗逆性、改变植物根部微生物群落结构等方面有着重大的研究和开发价值。本研究采用内生真菌（木霉菌ADK和黄绿卷毛菇AF）浸种燕麦的方法开展田间试验，通过测定燕麦生长指标、生理生化指标、根际土壤理化指标，评价内生真菌浸种对燕麦的促生效果，并利用高通量测序技术研究内生真菌浸种对燕麦根部内生真菌群落组成的影响。结果表明：2种内生真菌均能促进燕麦株高生长，增加根长、干重、鲜重等，其中，ADK对燕麦生长性状影响最显著（P<0.05）,AF对燕麦产量增加最显著（P<0.05）。内生真菌对燕麦生理也有显著影响（P<0.05）,ADK和AF组过氧化物酶（POD）活性和维生素C(Vc)含量较CK分别增加87.53%、86.03%%和5.56%、58.11%，脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量分别减少64.62%、72.85%和54.82%、63.85%。此外，ADK和AF能够提高土壤全磷含量，且AF显著（P<0.05）提高土壤有机碳含量。Illumina高通量测序结果表明内生真菌浸种增加了燕麦根部内生真菌的Shannon指数、Pielou指数以及特有OTU的数量，改变了燕麦根部内生真菌群落结构。主成分分析（PCA）结果显示ADK促进了燕麦生长，增加了燕麦根部内生真菌多样性；AF提高了燕麦产量，增强了燕麦抗逆性。本研究揭示出内生真菌浸种对燕麦有显著的促生效果，并能增强燕麦的抗逆性及改变燕麦根部内生真菌群落结构，为后期开发植物促生菌剂提供了菌种资源，也有助于开发木霉菌及黄绿卷毛菇在生物菌肥方面的潜能。

关键词：内生真菌燕麦浸种促生群落结构

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多尺度残差可变形肺部CT图像配准算法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第10期52卷 135-145页

作者：刘卫朋李旭任子文祁业东河北工业大学人工智能学院天津300401 河北工业大学生命科学与健康工程学院天津300401 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所天津300192

肺部4维CT(4D-CT)图像因受到呼吸、心跳的影响而发生较大的形变,肺内的运动尺度可能大于算法用于优化过程的感兴趣结构(血管、气道等),这可能导致配准算法仅对齐了血管、气道等明显特征。针对肺实质轮廓配准后强度差异性较大的问题,文... 详细信息

肺部4维CT(4D-CT)图像因受到呼吸、心跳的影响而发生较大的形变,肺内的运动尺度可能大于算法用于优化过程的感兴趣结构(血管、气道等),这可能导致配准算法仅对齐了血管、气道等明显特征。针对肺实质轮廓配准后强度差异性较大的问题,文中提出了以无监督端到端深度学习为基础的多尺度残差可变形肺部CT图像配准算法,使用编码器-解码器结构形式的多尺度深度残差网络作为形变向量场的生成模型,以增强特征表达能力,提高参数利用效率和网络收敛能力;通过多分辨率自注意力融合模块提高网络对多尺度信息的感知能力;设计包含特征校正提取模块的跳跃连接,以有选择地提取编码器输出的特征图,并在重新校准后供解码器学习对齐偏移。最后,在Dir-lab公共数据集上采用文中配准算法与传统算法、目前先进的无监督配准算法进行了比较实验。结果表明:所提出的配准算法在Dir-lab公共数据集上的目标配准误差可以达到1.44mm±1.24mm,优于传统算法和主流的无监督配准算法;在控制体素折叠率小于0.1%的情况下,估计密集变形向量场耗时小于2.00s,表明文中算法在对时间敏感的肺部研究中有巨大潜力。

关键词：深度学习肺部CT图像图像配准无监督学习

企业数字化水平对融入全球创新网络速度的影响研究

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管理学报 2024年

作者：高瑞杜晓君祁乔东北大学工商管理学院

基于时间视角,结合国际双元学习理论,利用2009～2021年中国A股上市公司海外直接投资数据,采用Cox比例风险模型,实证检验企业数字化对融入全球创新网络速度的影响及其机制,并依据战略三脚架逻辑,探讨东道国知识产权保护、行业开放度以及... 详细信息

基于时间视角,结合国际双元学习理论,利用2009～2021年中国A股上市公司海外直接投资数据,采用Cox比例风险模型,实证检验企业数字化对融入全球创新网络速度的影响及其机制,并依据战略三脚架逻辑,探讨东道国知识产权保护、行业开放度以及动态能力对二者关系的调节效应。研究表明,企业数字化显著提升了融入全球创新网络速度,知识产权保护、行业开放度以及动态能力对数字化与融入全球创新网络速度之间起正向调节作用。机制分析表明,企业数字化通过提升知识获取和知识整合效应,从而促进融入全球创新网络速度。异质性分析表明,对于进入非“一带一路”国家、处于战略性新兴产业的企业以及“专精特新”企业,数字化产生的加速效应更为显著。

关键词：数字化全球创新网络双元学习动态能力知识产权保护

国家治理现代化进程中数字治理的价值偏离与纠偏

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管理学刊 2024年第2期37卷 70-80页

作者：祁壮莫漫漫华北水利水电大学法学院河南郑州450045 国家自然科学基金委员会计划与政策局北京100085

数字技术全面融入国家治理,驱动着国家治理模式向数字治理变革。数字治理已成为国家治理现代化的重要组成。不同于工业时代的国家治理现代化之路,数字治理携带着信息技术的基因和禀赋,在推进国家治理现代化的进程中,交织着国家对数字治... 详细信息

数字技术全面融入国家治理,驱动着国家治理模式向数字治理变革。数字治理已成为国家治理现代化的重要组成。不同于工业时代的国家治理现代化之路,数字治理携带着信息技术的基因和禀赋,在推进国家治理现代化的进程中,交织着国家对数字治理价值取向的不断调整与反思。由于数字技术发展的不确定性以及人类应用技术时的有限理性,数字技术运用如果违背治理初衷与价值追求,可能引发新的治理危机。在推进国家治理现代化进程中明确数字治理的价值导向,是实现数字善治的前提。数字治理应当坚持以人民为中心的数字权力观,倡导平等公平的数字权利观,营造共建共治共享的数字秩序观,树立安全与发展并重的数字安全观,以更好地回应数字时代的治理需求。

关键词：国家治理现代化数字治理价值偏离价值纠偏

基于模型预测和转角补偿的智能汽车换道轨迹跟踪控制算法

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江苏大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 249-256页

作者：李胜琴邢佳祁东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

为了提高自动驾驶跟踪过程中路径跟踪的精确性和车辆的操纵稳定性,提出了一种基于模型预测控制原理并结合转角补偿的轨迹跟踪控制方法.将整体控制结构分为上下两层:上层为轨迹跟踪控制层,根据获得的道路信息及车辆行驶状态,利用模型预... 详细信息

为了提高自动驾驶跟踪过程中路径跟踪的精确性和车辆的操纵稳定性,提出了一种基于模型预测控制原理并结合转角补偿的轨迹跟踪控制方法.将整体控制结构分为上下两层:上层为轨迹跟踪控制层,根据获得的道路信息及车辆行驶状态,利用模型预测控制算法得出车辆的前轮转角控制量;下层采用滑模控制理论设计转角补偿器,以汽车的横摆角速度误差为控制目标,实现精确跟踪.结果表明:与单点预瞄策略相比,模型预测+转角补偿的轨迹跟踪控制策略能更好地控制车辆实现轨迹跟踪,且横摆角速度和质心侧偏角峰值明显降低,稳定性更好.

关键词：轨迹跟踪模型预测控制转角补偿分层控制滑模控制