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基于自编码网络的碑文图像修复技术研究

基于自编码网络的碑文图像修复技术研究

作者：袁宗龙齐鲁工业大学

学位级别：硕士

中国的碑刻文字在中华优秀文化传承中扮演着重要的角色,不仅是中国书法艺术的载体,也是历史、文学、艺术等多个领域的宝贵文化。然而,由于人为或自然因素,大量碑文损毁,人工修复困难且成本高。神经网络的发展为碑文图像数字化修复提供... 详细信息

中国的碑刻文字在中华优秀文化传承中扮演着重要的角色,不仅是中国书法艺术的载体,也是历史、文学、艺术等多个领域的宝贵文化。然而,由于人为或自然因素,大量碑文损毁,人工修复困难且成本高。神经网络的发展为碑文图像数字化修复提供了理论基础。本文旨在使用神经网络模型对古代碑文字符进行修复。首先,本文分析了碑文字符修复的研究意义;其次介绍图像修复和文字修复的研究现状以及卷积神经网络和自注意力机制相关理论;接着重点详述本文的主要研究内容,包括创建了一个小型碑文字符数据集,设计了二值自编码器用于修复二值碑文字符,并提出了基于分支卷积通道注意力模块的碑文字符修复模型,最后结合前两个工作提出了交叉自编码器。以下是本文的主要工作内容:(1)现有文字修复模型的解码重建过程未能得到充分加强,传统的反卷积上采样模块仅能从低分辨率特征图中提取局部空间点以生成高分辨率细节。本文聚焦于这个问题,在U-Net(U-shaped network,U-Net)的解码器中引入了自注意力机制,并设计了二值自编码器,模型的解码器还使用了谱归一化进行优化训练。自注意力机制通过计算各位置的特征加权来确定响应度,这种计算注意力向量的成本较低。谱归一化技术优化了二值自编码器的反卷积解码重建过程。此外,在编码器中还加入了扩张卷积,以提高掩码文字特征提取的完整性和准确性。在二值碑文数据集上,二值自编码器的训练结果明显优于传统的图像修复模型和文字修复模型,无论是在定量分析还是定性分析上均有显著提升。实验证明,预训练的二值自编码器能够成功修复缺失的碑文字符笔画。(2)现有的文字修复模型大多直接借鉴图像修复算法,导致对碑文字符的特征提取能力不足,同时也缺乏对掩码区域和未掩码区域权重的度量。针对以上两个问题,本文提出了分支卷积通道注意力模块,以取代编码器的下采样模块,并设计了字符自编码器。分支卷积通道注意力模块采用残差结构以提高模型的表征能力,并且利用通道注意力对字符的不同区域进行加权。模型训练时使用最小二乘对抗损失替换最大最小对数对抗损失,因为最小二乘对抗损失更适合小型数据集的训练。实验证明,无论是在碑文数据集上还是手写汉字数据集上,字符自编码器的字符修复效果均优于现有的字符修复模型,并且字符自编码器的训练成本远低于手写汉字修复生成模型。(3)当前的文字修复网络研究主要集中在三个方面:加强编码过程,即特征提取;着重于加强解码过程,即文字重建;以及改进损失函数以更好地训练模型。然而,迄今为止还没有研究能够同时兼顾文字修复的编码和解码过程。为了解决这一问题,本文借鉴图像修复领域的多阶段修复网络,并提出了交叉自编码器。该自编码器由一组并行编码器和并行解码器组成,旨在同时加强文字修复的编码和解码过程。两个并行编码器分别采用扩张卷积和分支卷积通道注意力模块以并行方式提取文字特征,而并行解码器则引入自注意力机制,采用不同的损失函数进行训练,并共享参数以实现字符的解码和重建。通过对比碑文数据集的实验结果,验证了交叉自编码器同时加强编码器和解码器的字符修复效果优于仅加强编码器或解码器的模型。最后的实验证明,字符的掩码区域必须与缺失区域相匹配才能成功完成修复任务。

关键词：碑文数据集二值自编码器字符自编码器交叉自编码器碑文字符修复

面向组网雷达跟踪的多无人机协同干扰方法研究

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面向组网雷达跟踪的多无人机协同干扰方法研究

作者：袁登蔚电子科技大学

学位级别：硕士

基于深度学习的化纤丝饼外观视觉检测系统研究

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基于深度学习的化纤丝饼外观视觉检测系统研究

作者：袁贤琪杭州电子科技大学

学位级别：硕士

化纤长丝是布匹纺织的原料,为了方便其储存及运输,通常会将其卷绕在纸筒上形成化纤丝饼。在这个过程中会由于多种因素影响,导致化纤丝饼外表面出现缺陷。而这些缺陷将严重影响后续的销售以及织物生产,因此在化纤丝饼封装前对其外观进行... 详细信息

化纤长丝是布匹纺织的原料,为了方便其储存及运输,通常会将其卷绕在纸筒上形成化纤丝饼。在这个过程中会由于多种因素影响,导致化纤丝饼外表面出现缺陷。而这些缺陷将严重影响后续的销售以及织物生产,因此在化纤丝饼封装前对其外观进行检测很有必要。传统的人工检测,一方面检测效率低、可靠性差、主观性强且检测标准易变化;另一方面由于化纤丝饼缺陷普遍不明显,需要依赖强光辅助照明,长时间检测会对工人健康产生影响。此外,由于化纤丝饼外观缺陷种类多样、内部结构复杂且部分缺陷特征不明显等原因,传统机器视觉难以同时有效地检测化纤丝饼的多种缺陷。因此,有必要引入基于深度学习的图像识别技术,研究基于深度学习的化纤丝饼外观视觉检测系统。本文的主要内容如下:(1)针对化纤丝饼外观视觉检测需求分析,研究实际产线生产中化纤丝饼常见的外观缺陷定义及产生原由,结合实际化纤丝饼产线情况,对视觉检测系统进行设计。(2)针对化纤丝饼缺陷种类多且目前缺少大型图像公开数据集适用于化纤丝饼外观缺陷检测任务的问题,构建本文特有的化纤丝饼外观缺陷数据集。通过深度学习模型对该数据集进行训练,得到化纤丝饼外观视觉检测模型。(3)针对化纤丝饼绊丝缺陷检测效果较差问题,首先使用图像增强技术,增强绊丝缺陷目标细节特征,使计算机视觉能更好的捕获目标缺陷,以协助深度学习算法构建出检测效果更佳的网络模型,通过模拟检测实验分析,绊丝缺陷准确率提升2.99%;其次为深度学习网络添加注意力机制,对化纤丝饼缺陷图像中不同区域的关注程度进行加权,让算法更加聚焦于重要的特征区域,通过模拟检测实验分析,绊丝缺陷准确率再次提升1.71%。(4)对本文提出的化纤丝饼外观缺陷检测系统进行工程化设计,给出在实际产线上对化纤丝饼外观缺陷进行检测的具体步骤,利用专门的推理工具来实现实地工程化检测,并进行模拟生产过程中的实时检测实验,实验结果准确率达96.56%,满足实际化纤工厂的检测需求。

关键词：化纤丝饼缺陷检测深度学习注意力机制

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水声传感器网络高能效的自适应路由协议研究

水声传感器网络高能效的自适应路由协议研究

作者：袁渝栋吉林大学

学位级别：硕士

近年来,随着海洋经济的发展,水声传感器网络逐渐成为无线传感器网络领域的研究重点。目前,水声传感器网络已广泛应用于近海石油和天然气开采、石油泄漏、军事监视和侦察、污染监测等。水声传感器网络由位于不同深度的传感器节点组成,受... 详细信息

近年来,随着海洋经济的发展,水声传感器网络逐渐成为无线传感器网络领域的研究重点。目前,水声传感器网络已广泛应用于近海石油和天然气开采、石油泄漏、军事监视和侦察、污染监测等。水声传感器网络由位于不同深度的传感器节点组成,受通信距离限制,大多数节点无法直接与位于水面的目的节点通信。因此,为确保数据的可靠传输,需设计合适的路由协议。然而,水声传感器网络的特性给路由协议的设计带来了诸多困难。首先,由于水声通信的高能耗特性以及传感器节点电池能量的有限性,在设计路由协议时考虑网络生命周期非常关键且极具挑战。此外,鉴于水下网络环境和服务需求的动态变化性,提高路由协议的自适应性亟待解决并且具有挑战。因此,针对能量受限的水声传感器网络,为了尽可能地延长网络生命周期并适应水下网络环境和应用需求,本文提出了一种基于Q-learning的功率控制路由协议QPCR。此外,恶劣的环境导致路由协议性能下降,迫切需要提高路由协议对该场景的适应性。为应对这一挑战,提出了一种面向低信道质量的高能效可靠路由协议QRER,本文主要研究工作及创新如下:(1)基于Q-learning的功率控制路由协议(QPCR):为了尽可能地延长网络生命周期并且兼顾应用对于紧急数据包的延迟需求,本文首先合理设计了奖励函数,使得节点能够根据所获取的环境信息以选择最佳传输功率和下一跳转发器;随后,在Q-learning框架中联合考虑了剩余能量和包紧急性并动态调整参数,使得协议能够在采用不同功率的多跳路由和少跳路由之间自适应切换,以延长网络生命周期或减少紧急包的延迟,从而满足不同的应用需求;最后,为了进一步延长网络生命周期,本文还设计了一种与能量效率相关的奖励,以缓解热点节点的能量过早耗尽的问题。仿真结果表明,本文所提出的协议能够有效地延长网络生命周期并加速紧急包的转发,在生命周期方面明显优于其他基准协议,同时仅引起了端到端延迟的较小上升。(2)面向低信道质量的高能效可靠路由协议(QRER):为延长网络生命周期并应对路由协议在低信道质量下遭遇的性能下降问题,本文提出了一种面向低信道质量的高能效可靠路由协议QRER。不同于QPCR,QRER采用的是机会路由机制,在低信道质量下减少了网络总传输次数。首先,根据需求对候选集节点进行筛选;其次,基于奖励函数的计算,实现了不同功率的多跳机会路由和少跳机会路由之间的自适应切换;最后,根据优先级进行候选协调,完成数据包的转发。所提出的协议QRER在不同传输错误率下与QELAR、DBR、PCDBR以及OMUS协议进行了实验对比,结果表明它在网络生命周期和传输成功率方面表现良好,在恶劣的环境下性能优于QPCR,对水下环境的适应性进一步提高。

关键词：水声传感器网络路由协议 Q-learning 功率控制

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中国城市绿色经济效率差异及影响因素分析

中国城市绿色经济效率差异及影响因素分析

作者：袁贵博北方工业大学

学位级别：硕士

党的十八大以来,“绿色发展”成为协调人与自然关系的重要准则。绿色经济发展是中国经济实现由高速增长向高质量转型的“助推器”,是新阶段中国生态文明建设面临的重大考验和核心任务。城市作为国家社会经济发展的主体,需要把握城市层... 详细信息

党的十八大以来,“绿色发展”成为协调人与自然关系的重要准则。绿色经济发展是中国经济实现由高速增长向高质量转型的“助推器”,是新阶段中国生态文明建设面临的重大考验和核心任务。城市作为国家社会经济发展的主体,需要把握城市层面绿色经济效率的时空变化特征、剖析非均质条件下区域发展差异。针对中国城市绿色经济效率进行分析,是中国全面推动绿色经济转型发展,实现政策精准布局的关键。本文以超效率SBM模型对绿色经济效率评价体系进行指标测算,从时序趋势和空间分布等方面对效率值进行评价;从基尼系数、核密度估计以及收敛性等方面对区域间效率差异及动态分布特征进行分析;使用机器学习领域的Lasso回归、岭回归和随机森林模型对绿色经济效率影响因素进行筛选,以偏效应图分析其对绿色经济效率的边际效应,构建影响因素与绿色经济效率之间的贝叶斯网络,挖掘其内部的传导途径。研究结果表明:(1)中国城市绿色经济效率呈现出“下降-上升-下降-稳步上升”的变化趋势;在空间分布上,呈现出“大分散,小集聚”的分布特点;在空间相关性上,呈现出“高-高”和“低-低”的集聚特征,且逐年增强。(2)中国区域内绿色经济效率差距处于缩小阶段,仅东北地区内部差距扩大。对于区域间差距,北部沿海与黄河中游经济区之间效率差异最大,北部沿海与东北经济区之间差异最小。关于差距来源,是源于区域内部少数城市的极化地位。至于核密度估计,结论与其一致。在收敛性上,全国及经济区均呈现出!收敛和"收敛。(3)影响因素分析中经济发展水平、产业结构水平、城市化水平、创业活力水平、资本深化能力和教育发展水平正向影响绿色经济效率,财政自主权负向影响绿色经济效率,偏依赖图结论相似。关于贝叶斯网络,直接传导途径中经济发展水平对绿色经济效率占据主导地位,像“经济发展水平-财政自主权”、“经济发展水平-城市化水平”、“教育发展水平-创业活力水平”和“财政自主权-教育发展水平”等间接传导途径对于推进绿色发展也至关重要。基于现有研究结论可知,中国城市绿色经济发展稳中向好。为深入推动中国绿色发展,提出以下针对性建议:第一,构筑绿色城镇,倡导绿色观念;第二,强化环境制度,协同区域治理;第三,完善财政机制,强化政策支持;第四,构建绿色经济指标体系,强化监督力度。

关键词：绿色经济效率基尼系数随机森林贝叶斯网络

基于优化CNN的光伏逆变器故障诊断方法研究

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基于优化CNN的光伏逆变器故障诊断方法研究

作者：袁庚豪临沂大学

学位级别：硕士

据统计我国光伏发电产业远超预期,未来光伏应用市场将继续维持高位运行态势。光伏发电系统内部元器件类型复杂,运行稳定性相比于传统发电系统较差。因此建立完善的光伏发电系统的监控与诊断系统是整个光伏产业需要解决的问题。本文对光... 详细信息

据统计我国光伏发电产业远超预期,未来光伏应用市场将继续维持高位运行态势。光伏发电系统内部元器件类型复杂,运行稳定性相比于传统发电系统较差。因此建立完善的光伏发电系统的监控与诊断系统是整个光伏产业需要解决的问题。本文对光伏发电系统中两电平光伏逆变器的绝缘栅双极型晶体管开路故障进行研究,研究内容如下:搭建了光伏发电系统模型,利用追踪最大功率电路和闭环控制电路等方法对电压、电流、功率等电气量的幅值、相位、频率等指标进行控制,并通过总谐波失真指标验证了实验中搭建的光伏发电系统符合标准。通过窗口记录直流侧电流数据,并进行数据采集。针对电流数据复杂不利于提取有效特征的问题,首先对数据进行预处理,利用经验模式分解把数据分解为有限数量的本征模函数和残差项之和。通过主成分分析法把数据简化到仅有若干个含有原始数据重要有效信息的主成分。针对提取时间序列数据特征时需要考虑前后变化量的关系问题,通过卷积神经网络提取数据特征,利用长短时记忆神经网络对时间序列的优秀推理能力来提升诊断准确性。通过对比实验表明,模型在测试集准确率和训练集损失率方面的性能更好。针对光伏发电系统的工作环境会受到噪声影响导致诊断准确率下降的问题,利用注意力机制使模型能关注数据中的有效信息和舍弃无效信息,对于时间序列的数据,注意力机制将有效信息赋予高权重,把无效信息赋予低权重,并且不断调整权重,以适应在各种条件下选取重要信息。然后权重矩阵与原始数据通过运算得到新数据特征,最后通过分类器进行诊断。在此基础上,加入贝叶斯寻优算法,对模型中的超参数进行调参。不断优化目标函数,并在较少的尝试次数内找到超参数的全局最优解。实验结果表明,模型在无噪声环境下与不同噪声环境下的各性能指标均得到提升。

关键词：光伏逆变器功率开关管 IGBT 卷积神经网络注意力机制

中国外交部政务短视频传播特征与功能探析 ——以“外交部发言人办公室”抖音账号为例

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中国外交部政务短视频传播特征与功能探析 ——以“外交部发言人...

作者：袁诗瑶南昌大学

学位级别：硕士

当今世界,随着全球化的加深,国与国之间的联系变得密切无间,不仅仅局限于经济贸易、科技合作,文化交流也日益增强。这种紧密的联系加大了各国的相互依存度,让国际社会变得更为紧密。在这样的全球化背景下,国际传播迎来了新的发展阶段。... 详细信息

当今世界,随着全球化的加深,国与国之间的联系变得密切无间,不仅仅局限于经济贸易、科技合作,文化交流也日益增强。这种紧密的联系加大了各国的相互依存度,让国际社会变得更为紧密。在这样的全球化背景下,国际传播迎来了新的发展阶段。国际传播不仅局限于信息传递,在国际政治中的角色变得更加重要,成为文化、价值观和国家形象深度交流的载体。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视国际传播工作,对增强国际话语权、加强国际传播能力建设、讲好中国故事、传播好中国声音、展示全面立体真实的中国作出一系列重大部署。本文以“外交部发言人办公室”抖音账号的传播内容为案例,通过剖析内容文本,旨在探索“外交部发言人办公室”抖音账号在新时代国际传播中的特征和功能。通过分析该抖音账号的粉丝构成、内容分类、传播主题和传播特征,本文总结了该账号在国际传播中的现实功能。研究发现,“外交部发言人办公室”抖音账号的传播特征主要表现为三个方面:一是信息发布兼具覆盖面与阐释力;二是传播节奏体现稳定性与时效性;三是受众体验彰显适配性与共情感。研究认为“外交部发言人办公室”抖音账号在国际传播中的现实功能主要体现为释疑解惑引导社会舆论、拓宽视野提升国际认知、沟通中外促进文明互鉴。

关键词：外交部发言人办公室政务短视频传播特征现实功能

北京市小学花样跳绳校队队员身体素质选材指标体系的构建

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北京市小学花样跳绳校队队员身体素质选材指标体系的构建

作者：袁婉羚首都体育学院

学位级别：硕士

基于概念型教学法的初中英语语法教学研究 ——以现在完成时为例

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基于概念型教学法的初中英语语法教学研究 ——以现在完成时为例

作者：袁雅雅陕西理工大学

学位级别：硕士

在学习英语的过程中,语法扮演着至关重要的角色。听力、阅读理解和写作都必须建立在扎实的语法基础之上。只有掌握了语法知识,学生才能更好地理解和运用这门语言,所以英语语法的学习和教学极为重要。然而传统的语法教学方法往往侧重于... 详细信息

在学习英语的过程中,语法扮演着至关重要的角色。听力、阅读理解和写作都必须建立在扎实的语法基础之上。只有掌握了语法知识,学生才能更好地理解和运用这门语言,所以英语语法的学习和教学极为重要。然而传统的语法教学方法往往侧重于单一的规则讲解,可能会导致学生对学习失去兴趣。同时教学效果也不尽人意。所以需要不断探索高效的语法教学方法。作为本世纪外语教学中出现的最新流派,概念型教学法强调教学要以概念为出发点,让学生首先学习概念的科学解释,然后转向概念的理解与应用。此外,概念性教学法还强调将抽象的语法概念转化为具体可视化的形式,并通过互动活动帮助学生内化知识和语言能力。概念性教学法在国外二语教学中已经取得了一定的成功,并且被证明在提高学生语言能力方面具有显著的效果。然而,国内对这一教学法的理论和实践研究相对较少。因此,研究概念性教学法在我国外语教学中的适用性具有重要意义。本研究以现在完成时为例,探究概念型教学法的教学效果。现在完成时对初中生来说是一个重要且复杂的语法内容,在考试中也是一个重要的考点。学习现在完成时涉及对时间关系的理解、与其他时态的区别、动词的变化以及时间状语副词的正确使用等。然而,对于初中生而言,这些内容都颇具挑战性。本研究以社会文化理论和意象图式理论为基础,系统地将概念型教学法的五个步骤融入到教学实践,旨在探究以下问题:(1)概念型教学法在初中英语现在完成时教学的效果如何?(2)学生对概念型教学法的态度和评价如何?本实验以汉台区某中学初二学生研究对象,有两个班级参与了本次实验,其中对照班人数为50人,采用传统的教学方法讲解现在完成时;实验班人数为50人,采用概念型教学法五个步骤讲解现在完成时。通过问卷调查、访谈、测试,研究者对比分析了概念型教学法与传统教学法在现在完成时教学中的教学效果。结果表明,概念型教学法能显著提高学生学习语法的效率,增强学生学习效果。总的来说,概念型教学法为语法教学提供了一种新的方法,强调教师在教学过程中的引导和促进作用。研究该教学法在初中英语语法教学中的应用,有助于扩展教师的教学策略和方法,提高教学效果。与此同时,概念型教学法注重学生的主动参与和自主学习,能够激发学生的学习动机和兴趣,促进他们对语法知识的深入理解和掌握。

关键词：概念型教学法初中英语语法现在完成时