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基于近红外光谱技术的空苞山核桃快速识别

中国食品学报 2024年第2期24卷 292-302页

作者：俞储泽翁定康曹烁森孙通浙江农林大学光机电工程学院杭州311300

空苞山核桃是指果实没有种仁或者发育受阻的山核桃,严重影响山核桃产品品质。为实现空苞山核桃的快速无损识别,利用2种近红外检测装置在200~1160 nm波长范围采集带壳山核桃样本的光谱,采用8种预处理方法进行光谱预处理,利用竞争自适应... 详细信息

空苞山核桃是指果实没有种仁或者发育受阻的山核桃,严重影响山核桃产品品质。为实现空苞山核桃的快速无损识别,利用2种近红外检测装置在200~1160 nm波长范围采集带壳山核桃样本的光谱,采用8种预处理方法进行光谱预处理,利用竞争自适应重加权采样(CARS)方法筛选空苞山核桃的特征波长变量,最后应用线性判别分析(LDA)、二次判别分析(QDA)和马氏距离判别分析(MDA)建立空苞和正常山核桃的分类模型。结果表明,使用检测装置1所建立的空苞山核桃分类模型性能优于检测装置2的分类模型,经多元散射校正(MSC)预处理后建立的分类模型的识别结果最好,LDA、QDA及MDA模型的特异性、敏感性和正确率均为1,优于其它预处理方法建立的分类模型。经CARS变量筛选后,建模所用的光谱变量数目大大减少,有效简化了分类模型,而模型性能仍与全波长模型性能持平。本文为空苞山核桃的快速、无损识别提供了一种可行的方法。

关键词：山核桃近红外光谱空苞竞争自适应重加权采样

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引入现代教育技术为学生提供创新性学习体验

小学科学 2024年第10期 139-141页

作者：牛智敏利津县第一实验学校山东

英语作为一门语言学科,教学目的在于能使学生以英语进行沟通交流。因此,对学生展开英语口语教学是整个教学流程中必不可少的一环。而现如今,科技发展迅速,现代教育技术也越发完善,给予教师将现代教育技术运用到英语口语教学的可能性,进... 详细信息

英语作为一门语言学科,教学目的在于能使学生以英语进行沟通交流。因此,对学生展开英语口语教学是整个教学流程中必不可少的一环。而现如今,科技发展迅速,现代教育技术也越发完善,给予教师将现代教育技术运用到英语口语教学的可能性,进而丰富教学内容,使学生英语能力得到全面提高。基于此,本文以现代教育技术融入小学英语口语教学的意义作为切入点,深入探讨信息技术与小学英语口语教学融合的策略。

关键词：现代教育技术创新教学方法融合策略

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永州市冷水滩区鸟类资源调查及多样性分析

湖南师范大学自然科学学报 2024年

作者：徐亚兰杨智敏卢盛俊周帆王斌湖南师范大学生命科学学院

为掌握永州市冷水滩区鸟类资源现状，在2022-2023年间，采用样线法和红外相机监测法对冷水滩区鸟类进行多样性调查。结果显示，共记录到鸟类111种，隶属于13目42科。其中，留鸟56种，旅鸟6种，候鸟49种；地理区系上东洋种36种，古北种1... 详细信息

为掌握永州市冷水滩区鸟类资源现状，在2022-2023年间，采用样线法和红外相机监测法对冷水滩区鸟类进行多样性调查。结果显示，共记录到鸟类111种，隶属于13目42科。其中，留鸟56种，旅鸟6种，候鸟49种；地理区系上东洋种36种，古北种13种，广布种62种；另外，国家一级保护鸟类1种，国家二级保护鸟类13种。生物多样性分析表明，冷水滩区鸟类Shannon-Wiener多样性指数（H）、Simpson多样性指数（D）和Pielou均匀性指数（J）分别为H=3.594、D=0.953、J=0.755。本次调查进一步掌握了冷水滩区鸟类多样性本底现状，填补了该地区鸟类资源调查的记录空白，为该地区后续科学研究与保护管理提供了基础数据。

关键词：鸟类资源多样性实地监测冷水滩区

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基于时空特征的异常行为检测方法研究

基于时空特征的异常行为检测方法研究

作者：翁思馨北方工业大学

学位级别：硕士

随着生活的变迁,智能视频监控在现实生活中的应用场景越来越多,视频行为检测识别作为视频理解的一大类别,有广阔的研究和应用前景。但视频监控场景复杂多样,容易出现行人互相遮挡、环境光线不足等各种问题,增加了依靠静态图像判断人体... 详细信息

随着生活的变迁,智能视频监控在现实生活中的应用场景越来越多,视频行为检测识别作为视频理解的一大类别,有广阔的研究和应用前景。但视频监控场景复杂多样,容易出现行人互相遮挡、环境光线不足等各种问题,增加了依靠静态图像判断人体行为类别的难度。行为检测网络对连续帧序列的长时信息提取和理解的能力不足,奔跑、摔倒、吸烟、打架斗殴、打电话等异常行为类别易与其他类别混淆,也是提升行为检测准确率的障碍。此外,训练视频模型的计算量巨大,时间代价和硬件代价较高,使得模型的训练和验证变得困难。针对上述问题,本文从基于时空特征的行为检测出发,根据YOWO网络参数量较小、检测速度快但检测准确性较低的特点,以及Slow Fast网络检测准确率较高但参数量较大的特点,为发挥二者优势、改善劣势进行研究和改进。本文的研究工作如下:(1)针对YOWO网络存在的参数量大和时空特征的提取能力不足的问题,本文提出了基于注意力机制的时空网络异常行为检测算法,将2D CNN分支上的多个卷积层替换为SAN模块,在3D CNN分支末尾添加PSA模块,增强了时空特征的提取、表达和融合能力,提升了行为检测的准确率,加快了检测速度。在AVA数据集上进行验证,本文算法的m AP达到30.9%(比原本的YOWO网络提高了2.4%),GFLOPs为41.1(比原本的YOWO网络降低1.3)。(2)通过分析Slow Fast网络的结构,针对该网络中参数量大、时空特征提取能力不足、正负样本和难易样本不均衡等问题,本文提出了基于注意力机制和改进损失函数的快慢网络异常行为检测算法,在Slow Fast网络的快路径使用灰度化视频帧序列作为输入数据,在m AP没有明显变化的情况下有效减少了GFLOPs;将慢路径和快路径用到的Non-local模块替换为ANN模块,在减少参数量的同时提升了时空特征的提取能力;使用Focal Loss作为损失函数,解决了正负样本和难易样本不均衡的问题。在AVA数据集上进行验证,本文算法的m AP达到31.2%(比原本的Slow Fast网络高2.9%),GFLOPs为217(比原本的Slow Fast网络低17)。本文还在实际监控视频上验证了该算法的有效性。上述的研究和实验结果表明,本文提出的两种算法可以在保证计算量缩小的基础上提升检测准确率,并且能够满足复杂场景下的多种应用,对异常行为检测领域的研究具有一定价值。

关键词：异常行为检测时空特征双流网络注意力机制损失函数

热处理对H13钢等离子熔覆Fe-Mo-Cr-Ni-B合金覆层组织及耐磨性能的影响

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武汉科技大学学报 2024年

作者：柯德庆汪威吕正奇潘应君常智敏武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

采用等离子熔覆技术在H13合金钢表面熔覆Fe-Mo-Cr-Ni-B合金,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)配合能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计以及多功能摩擦磨损试验机,对热处理前后熔覆层的组织结构、硬度和耐磨性进行分析。... 详细信息

采用等离子熔覆技术在H13合金钢表面熔覆Fe-Mo-Cr-Ni-B合金,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)配合能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计以及多功能摩擦磨损试验机,对热处理前后熔覆层的组织结构、硬度和耐磨性进行分析。结果表明,Fe-Mo-Cr-Ni-B合金覆层主要由α-Fe、Mo2FeB2、(Mo,Fe,Cr)3B2和Fe23(B,C)6相组成;熔覆层磨损以Mo2FeB2硬质相的脆性剥落为主;在1 000℃温度下热处理后,熔覆层平均硬度达到1 061HV0.5,相比于焊态提高了28.3%,耐磨性相比于焊态提高了42.0%。硬度提升和耐磨性的改善可以归因于高温热处理导致的碳化物共晶组织消失、Mo2FeB2硬质相增多以及黏结相强度的增加。

关键词：等离子熔覆 Mo FeB 热处理显微组织硬度摩擦磨损

星载供配电系统应用GaN数字电源关键技术研究

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电源技术 2024年第7期48卷 1380-1385页

作者：庞智敏贺奉平雒东阳中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

第三代半导体功率GaN器件由于具有良好的抗空间电磁辐照特性,特别适合应用于空间电源系统和空间电力电子领域,大大缩小了空间电力电子设备的体积和质量。根据航天器应用的空间供配电系统的需求,结合GaN器件特点,提出了一种基于GaN器件... 详细信息

第三代半导体功率GaN器件由于具有良好的抗空间电磁辐照特性,特别适合应用于空间电源系统和空间电力电子领域,大大缩小了空间电力电子设备的体积和质量。根据航天器应用的空间供配电系统的需求,结合GaN器件特点,提出了一种基于GaN器件和数字DC/DC变换拓扑的42 V航天器供配电系统,并确定了该数字DC/DC变换器的主要技术指标。通过使用GaN器件、LLC谐振及软开关、同步驱动技术、高频磁性元件,设计的GaN数字DC/DC变换器的开关频率可达3 MHz,与硅基空间电源相比显著提高了功率质量比和功率体积比,满足42 V航天器供配系统对数字DC/DC变换器的要求,符合卫星供配电系的发展趋势。提出了应用GaN器件的数字DC/DC变换器关键技术攻关以及验证情况,通过采用抗辐射加固的GaN器件以及驱动芯片、新型散热技术,大大提高抗辐照特性和热特性。试验结果表明,该数字DC/DC变换器抗单粒子能力大于75 MeV•cm^(2)/mg,电离总剂量效应大于100 krad(Si),热特性满足卫星实际使用要求。同时,根据空间供配电系统长寿命、高可靠性的特点,给出了基于GaN器件的数字DC/DC变换器的进一步研究和发展方向,为早日实现空间应用提供技术支撑。

关键词：星载供配电系统 GaN数字电源关键技术

基于可见—近红外光谱的香榧缺陷籽识别检测研究

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基于可见—近红外光谱的香榧缺陷籽识别检测研究

作者：翁定康浙江农林大学

学位级别：硕士

香榧籽作为一种珍贵可食用干果,在采摘后需要经过一系列工艺处理,以确保其达到食用标准。然而,在这些工艺过程中,香榧缺陷籽无法完全避免的形成。本论文选用绍兴嵊州细榧品种的炒制后香榧籽为研究对象,针对不同状态的香榧籽设计不同的... 详细信息

香榧籽作为一种珍贵可食用干果,在采摘后需要经过一系列工艺处理,以确保其达到食用标准。然而,在这些工艺过程中,香榧缺陷籽无法完全避免的形成。本论文选用绍兴嵊州细榧品种的炒制后香榧籽为研究对象,针对不同状态的香榧籽设计不同的近红外光谱采集装置,并使用可见/近红外波段和短波近红外波段这两种近红外光谱仪来采集光谱,为方便叙述,后续将可见/近红外波段的光谱仪简称为光谱仪1,短波近红外波段的光谱仪简称为光谱仪2。后续采用不同预处理方法、特征波长选择方法,实现对香榧缺陷籽(空籽、黑籽和坏籽)进行无损检测。主要研究内容和结论如下:(1)在带壳香榧空籽的识别检测方面,由于带壳香榧籽存在外壳、黑衣和种仁光谱信息的相互干扰,导致香榧空籽各部分的识别准确率优于带壳香榧籽。对比CARS所选择的变量发现,选择后所建立的带壳香榧空籽识别模型的准确率在光谱仪1中主要受外壳影响,在光谱仪2中主要受种仁影响。对于带壳香榧空籽的识别,光谱仪2所建立的带壳香榧空籽识别模型的准确率优于光谱仪1所建立的模型。最佳带壳香榧空籽识别模型为VISSA-CARS和ICO-CARS选择后两光谱仪数据所建立的模型,其预测集准确率分别为94.80%和90.90%。(2)在整颗香榧黑籽种仁的识别检测方面,光谱仪2所建立香榧黑籽种仁识别模型的识别准确率优于光谱仪1,均不低于96.2%。对于特征波长的选择,四种单一特征波长算法效果为CARS优于VCPA优于SPA1优于IRIV。联合波长选择方法不仅能有效地简化模型,部分方法还能提升模型的识别准确率。最佳香榧黑籽种仁识别模型为CARS-SPA1和VCPA-IRIV选择后两光谱仪数据所建立的模型,其预测集准确率分别为98.70%和97.40%。(3)在带壳香榧坏籽的识别检测方面,整体来说,光谱仪2所建立带壳香榧坏籽和香榧籽各部分识别模型优于光谱仪1。特别是对于香榧坏籽的外壳和黑衣,光谱仪2采集的原始数据所建立的识别模型能到达100.00%的识别。对比CARS所选择的变量发现,选择后所建立的带壳香榧坏籽识别模型的准确率在光谱仪1中主要受黑衣影响,在光谱仪2中主要受种仁影响。最佳带壳香榧坏籽识别模型为SPA1和CARS选择后两光谱仪数据所建立的模型,其预测集准确率皆为97.30%。(4)在三种香榧缺陷籽的识别检测方面,对于主成分分析,无论是两分类还是四分类,两个光谱仪的数据都无法通过PCA进行区分。对于波长变量选择方法,光谱仪1的两分类识别模型中,SPA1优于CARS-SPA1优于CARS。而在光谱仪2中,CARS优于CARS-SPA1优于SPA1。而对于四分类识别,CARS在两个光谱仪中均表现为最佳特征波长选择方法,且CARS-SPA1优于SPA1。尽管部分特征波长选择方法降低了模型的准确率,但简化了模型。

关键词：近红外光谱香榧籽缺陷籽特征波长

基于Abaqus的面齿轮传动承载接触特性分析

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基于Abaqus的面齿轮传动承载接触特性分析

作者：翁灯盐西安工业大学

学位级别：硕士

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污水处理化学实验数据信息设计研究

污水处理化学实验数据信息设计研究

作者：翁冬萍上海师范大学

学位级别：硕士

技术迅猛发展的当下,处理和理解信息成为一项重要工作,特别是在科学研究领域的数据分析更是面临着信息数量庞大且复杂的挑战,借助艺术设计学科处理信息的视觉化方式解读数据信息成为辅助相关研究的有效手段。本研究借助化学学科污水处... 详细信息

技术迅猛发展的当下,处理和理解信息成为一项重要工作,特别是在科学研究领域的数据分析更是面临着信息数量庞大且复杂的挑战,借助艺术设计学科处理信息的视觉化方式解读数据信息成为辅助相关研究的有效手段。本研究借助化学学科污水处理的相关实验,以提升研究人员对污水处理实验结果的有效理解为目标展开视觉设计,呈现多维数据可视化的设计实践和策略分析。研究首先分析污水处理化学实验数据可视化的不同展示形式,制定了包含概念设计和实践设计的可视化实施策略,并据此收集数据及动手实验;同时,基于时间序列和详细的实验数据,采用多维数据可视化集成和简洁的图形语言进行创新设计表达,实现直观的信息数据可视化效果。这种转换不仅可以提高数据的可读性,促进科研人员对数据深层次逻辑和内在意义的直观理解,同时也为图形设计和数据可视化领域的视觉设计者提供了一种跨学科工作模式。希望此次将视觉设计原理应用于科学数据分析的研究能推动不同领域的相互融合和发展,拓宽信息可视化的应用领域,为解决类似问题提供有效的视角和方法。

关键词：污水处理化学实验数据信息设计可视化