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基于深度学习的图像/视频压缩感知算法研究

基于深度学习的图像/视频压缩感知算法研究

作者：裴翰奇华南理工大学

学位级别：硕士

传统的图像与视频压缩编码框架以奈奎斯特采样定理为基础,首先以高于原始信号两倍带宽的频率对信号进行采样,再通过对应的压缩方法去除图像与视频中包含的冗余信息。这种编码方案不可避免地带来了大量的计算资源浪费,并对采样端的传感... 详细信息

传统的图像与视频压缩编码框架以奈奎斯特采样定理为基础,首先以高于原始信号两倍带宽的频率对信号进行采样,再通过对应的压缩方法去除图像与视频中包含的冗余信息。这种编码方案不可避免地带来了大量的计算资源浪费,并对采样端的传感器资源要求较高,无法适用于一些特殊场景,如核磁共振成像,无线视频监控等。压缩感知理论突破了传统采样框架中奈奎斯特采样定理的限制,极大地降低了对采样信号的频率要求,并在采样过程中同时完成压缩,减轻了编码端的计算负担。但在传统压缩感知中,重构端往往采用较为复杂的迭代优化算法进行信号恢复,这类算法需要大量的重构时间,阻碍了压缩感知的实际应用。最近出现的基于深度学习的图像压缩感知神经网络成功地解决了传统算法中存在的高时间复杂度问题,并且取得了不错的重构性能。然而,这类深度学习方法在图像压缩感知方面的研究刚刚起步,网络框架不成熟,重构性能有待于提升,而在视频压缩感知方面的相关研究成果更少。本文针对基于深度学习的图像和视频压缩感知方法做了深入研究,主要工作包括以下三部分:1.提出了一种基于残差学习的多阶段图像压缩感知神经网络（MSRes ICS）。该神经网络一方面在采样端成功突破了传统的分块压缩感知框架,解决了由其带来的块效应问题;另一方面在重构端提出了多阶段的图像重构神经网络结构,提升了恢复图像质量。实验结果表明,相比其他算法,MSRes ICS在各种实验条件下都有较好的重构性能,PSNR结果平均提升1-2d B。2.基于传统的SPL迭代优化算法,提出了一种全新的图像压缩感知神经网络（SPLNet）。SPLNet将传统SPL算法和神经网络有效结合,具有理论可解释性和出色的重构性能。仿真实验结果表明,和现有的优秀图像压缩感知重构算法对比,SPLNet具有最好的重构性能,平均PSNR结果提升了2-4d B。3.基于SPLNet,提出了一种视频压缩感知重构网络（VCSNet）。在VCSNet中,通过时域信息重构子网络,有效地提取了视频序列中的相关性信息并重建出质量较高的运动残差图像,得到了较好的重构视频信号。与其他传统视频压缩感知算法相比,VCSNet大大降低了重构算法的运行时间,并保持不错的重构效果。与现有基于深度学习的视频压缩感知重构算法（CSVideo Net）相比,有效地提高了重构精度。

关键词：图像压缩感知视频压缩感知深度学习卷积神经网络采样理论重构算法

基于SPL迭代思想的图像压缩感知重构神经网络

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电子学报 2021年第6期49卷 1195-1203页

作者：裴翰奇杨春玲魏志超曹燕华南理工大学电子与信息学院广东广州510640 华南理工大学国家移动超声探测工程技术研究中心广东广州510640

由于神经网络强大的学习能力与快速的运行速度,近年来基于深度学习的图像压缩感知(Image Compressive Sensing,ICS)研究备受关注.然而,大多数现有ICS神经网络的结构设计忽略了传统迭代重构算法中的数学理论基础,无法有效利用信号中的先... 详细信息

由于神经网络强大的学习能力与快速的运行速度,近年来基于深度学习的图像压缩感知(Image Compressive Sensing,ICS)研究备受关注.然而,大多数现有ICS神经网络的结构设计忽略了传统迭代重构算法中的数学理论基础,无法有效利用信号中的先验结构知识,可解释性较差.为了保留优化算法核心思想并同时利用深度学习的高性能,本文使用可学习的卷积层替代了传统平滑投影Landweber算法(Smooth Projected Landweber,SPL)中的人工设计参数,提出一种新型ICS神经网络SPLNet.在SPLNet中,设计了一个独特的网络结构SPLBlock实现SPL迭代过程中的三个核心步骤:(1)去除块效应的维纳滤波器;(2)在凸投影集合上的近似操作;(3)实现稀疏表示及去噪的变换域双变量收缩.仿真实验结果表明:与现有最优的ICS优化迭代算法GSR相比,SPLNet的重构图像平均PSNR提升了0.78dB;与最优的神经网络框架SCSNet相比,SPLNet的重构图像平均PSNR提升了0.92dB.

关键词：压缩感知图像压缩感知深度网络卷积神经网络图像采样图像重构

巩固、发展与抗日:中央红军东征期间与各方势力之周旋

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河北学刊 2025年第1期45卷 218-224页

作者：郑康奇南开大学历史学院

1935年底,红军在陕北会师后积极进行扩红与筹粮运动。与此同时,中共中央审时度势决定进行东征,以图缓解陕北地区兵员、粮源的紧张局面。1936年2至5月,中央红军东渡黄河与阎锡山部作战,蒋介石也借机派兵进入山西。在红军东征的过程中,双... 详细信息

1935年底,红军在陕北会师后积极进行扩红与筹粮运动。与此同时,中共中央审时度势决定进行东征,以图缓解陕北地区兵员、粮源的紧张局面。1936年2至5月,中央红军东渡黄河与阎锡山部作战,蒋介石也借机派兵进入山西。在红军东征的过程中,双方高层展开了一系列的斗争与博弈。中共在东征中积极争取张学良与杨虎城部,统一战线策略取得了成功。这一时期,国际政治局势变幻莫测,中国共产党与共产国际的关系也产生了一些微妙变化。在与国际国内各方的政治博弈中,中共的政策逐渐走向成熟,为第二次国共合作奠定了重要基础。

关键词：红军东征扩红政治势力抗日战争

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区域医疗系统抗震韧性综述

哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 1-12页

作者：裴顺顺翟长海胡杰结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

韧性作为一种新的灾害风险管理理念,已成为防灾减灾领域的研究热点,考虑到医疗系统在城市运行和灾后救援中的重要作用,在地震期间和之后,区域医疗系统应该具有足够的韧性,并提供连续的医疗服务。如何综合考虑区域范围内多家医院和交通... 详细信息

韧性作为一种新的灾害风险管理理念,已成为防灾减灾领域的研究热点,考虑到医疗系统在城市运行和灾后救援中的重要作用,在地震期间和之后,区域医疗系统应该具有足够的韧性,并提供连续的医疗服务。如何综合考虑区域范围内多家医院和交通系统的安全性、应急响应能力、多系统的整合与协作,有效评估区域医疗系统的抗震韧性水平,并提出科学的改进建议,对建设韧性城乡具有重要的理论意义。本文通过梳理国内外文献,阐明了区域医疗系统韧性的概念和内涵,总结了地震后短期应急和长期修复两个阶段韧性评估的重点,归纳了现有区域医疗系统韧性的评估框架,从医院集群系统、面向医疗的交通系统、应急医疗服务系统和医疗-交通耦合系统4个方面阐述了现有评估方法。区域医疗系统韧性的研究旨在提高其面对灾害时的抵抗性、短期适应性和长期恢复性,这些研究对于满足紧急和日常的医疗需求以及指导灾后恢复具有重要意义。目前区域医疗系统抗震韧性的研究取得了一些进展,但仍然存在一些挑战,本文最后展望了未来的研究方向。

关键词：区域医疗系统单体医院交通系统抗震韧性功能评估恢复时间

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多方法融合的社交平台辟谣效果影响因素研究

情报杂志 2025年第1期 155-163页

作者：熊思奇夏志杰上海工程技术大学管理学院

[研究目的]为提高社交平台辟谣效果，探究平台辟谣效果的核心影响因素及组态路径，以期为平台提供更为有效的辟谣策略。[研究方法]以“新浪微博”平台为研究对象，基于启发-系统模型构建影响社交平台辟谣效果的12个前因条件变量；采用5... 详细信息

[研究目的]为提高社交平台辟谣效果，探究平台辟谣效果的核心影响因素及组态路径，以期为平台提供更为有效的辟谣策略。[研究方法]以“新浪微博”平台为研究对象，基于启发-系统模型构建影响社交平台辟谣效果的12个前因条件变量；采用5种机器学习模型进行对比实验，结合SHAP可解释框架分析并提取核心变量；运用fsQCA对核心变量进行归因，得出提高辟谣效果的多重组态路径。[研究结果/结论]结果发现，来源影响力、辟谣微博的情感倾向以及是否是热门话题是社交平台有效辟谣的核心条件变量，并存在5条高效的辟谣路径及其归因模式，为社交平台辟谣领域提供了理论支持和实践基础。

关键词：社交平台网络谣言辟谣微博归因分析情感倾向热门话题可解释机器学习 fsQCA

地方政府纵向协同的逻辑、结构与影响要素——基于S市市域社会治理现代化试点的分析

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吉林大学社会科学学报 2025年第1期 92-105+236页

作者：曹海军陈宇奇东北大学文法学院石河子大学边疆发展与安全治理研究院陕西师范大学国家安全学院(政法与公共管理学院)

市域社会治理是社会治理体系的重要抓手。为应对渐趋复杂的市域社会治理问题，基于整体政府形成的多部门纵向协同机制，逐渐成为地方政府推进市域社会治理现代化工作的主要组织形式。然而，在纵向协同机制建构过程中，基于单一主体的纵... 详细信息

市域社会治理是社会治理体系的重要抓手。为应对渐趋复杂的市域社会治理问题，基于整体政府形成的多部门纵向协同机制，逐渐成为地方政府推进市域社会治理现代化工作的主要组织形式。然而，在纵向协同机制建构过程中，基于单一主体的纵向协同构建思路容易造成纵向协同碎片化问题，进而导致协同失灵。对此，市域社会治理的纵向协同机制应当将体制、机制以及行动者的协同优势统筹于纵向协同组织体系中，按照理顺关系、构建关系、协调关系的构建流程，厘清党委、政府、职能部门等不同主体在多层次纵向维度中的协同逻辑、协同结构、影响要素。将党委、政府以及职能部门的基本诉求整合于纵向协同的基本逻辑中，通过监管、领导、共享的协同结构统筹多元主体的协同优势，在保证自上而下组织目标有效落实的同时，整合调解自下而上部门协同的利益表达，有效权衡权威体制与有效治理的张力，形成党委领导、政府负责、部门协同的纵向协同新格局。

关键词：市域社会治理现代化纵向协同协同逻辑协同结构影响要素

大概念统摄下跨学科项目式教学设计与实践——以“探究硅太阳能电池的发电原理”为例

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化学教学 2025年第1期 50-55+69页

作者：马任永刘学超江合佩裴会莲山东省平原县第一中学山东省庆云县第一中学厦门市教育科学研究院

发展光伏发电是我国推进节能减排工作的重要举措。以“探究硅太阳能电池的发电原理”为项目主题，在“结构决定性质”大概念的统摄下，通过分析硅晶体导电的原理、优化硅晶体的导电性能、制备硅太阳能电池板等活动，建构从“原子结构、... 详细信息

发展光伏发电是我国推进节能减排工作的重要举措。以“探究硅太阳能电池的发电原理”为项目主题，在“结构决定性质”大概念的统摄下，通过分析硅晶体导电的原理、优化硅晶体的导电性能、制备硅太阳能电池板等活动，建构从“原子结构、晶体结构、电子配对、精硅提纯、pn结制备”等角度认识物质性质的思维模型，从化学视角认识改变硅晶体结构对其导电性能的影响，加强学生对化学学科社会价值的认识，培养学生化学学科核心素养。

关键词：中学化学大概念项目式教学核心素养硅太阳能电池

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初中信息技术分层教学的开展研究

学周刊 2025年第2期2卷 55-57页

作者：裴国鹏甘肃省武威第二十五中学甘肃武威733000

信息技术课程在初中教育阶段占据着重要的地位。学好信息技术是学生适应自身和社会发展需求的前提条件,而分层教学具有科学性和创新性,不仅为学生有效学习提供了便捷的途径,也能消除传统信息技术教学存在的一些弊病,助推教学质量的提升... 详细信息

信息技术课程在初中教育阶段占据着重要的地位。学好信息技术是学生适应自身和社会发展需求的前提条件,而分层教学具有科学性和创新性,不仅为学生有效学习提供了便捷的途径,也能消除传统信息技术教学存在的一些弊病,助推教学质量的提升。文章重点探讨初中信息技术分层教学的开展意义,同时根据该模式的理论基础与核心理念研究分层教学的具体开展策略,希望能够为初中信息技术教学改革开创全新的局面,落实学生信息技术素养的培养目标。

关键词：初中信息技术分层教学因材施教学习起点

基于贝叶斯和统计相似度量测的水下自主定位方法

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控制与决策 2025年第1期 48-54页

作者：黄浩乾吕奥奇王迪张昱曈河海大学人工智能与自动化学院

复杂的水下环境通常会引起信号传播延迟或带来量测野值,从而产生量测丢失和非高斯噪声问题,导致水下自主定位的精度降低.为了解决这些问题,提出一种基于贝叶斯推断和统计相似度量测的水下自主定位方法.首先,该定位方法使用最大后验估计... 详细信息

复杂的水下环境通常会引起信号传播延迟或带来量测野值,从而产生量测丢失和非高斯噪声问题,导致水下自主定位的精度降低.为了解决这些问题,提出一种基于贝叶斯推断和统计相似度量测的水下自主定位方法.首先,该定位方法使用最大后验估计方法来判断量测丢失是否发生.如果接收到此刻的量测信息,则采用不动点迭代方法最大化统计相似度量测的下界,以逼近真实的噪声协方差矩阵,从而获得更准确的状态估计和误差协方差矩阵;如果没有接收到量测信息,则只输出一步预测的状态估计和误差协方差矩阵,以提高该方法的鲁棒性.仿真和海试实验验证结果表明,所提出的水下自主定位方法相较于其他的定位方法具有更高的定位精度和更好的鲁棒性.

关键词：统计相似度量测量测丢失非高斯噪声不动点迭代水下自主定位贝叶斯推断

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