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阵列式监测传感器研究及算法实现

铁道工程学报 2024年第4期41卷 84-89页

作者：薛骐中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:目前基坑深层水平位移自动化监测和路基隧道等构筑物内部形变自动化监测领域中所用测量传感器普遍使用测斜等轮轴测量设备,存在抗压性较差、监测密度不够详细等问题。本文通过研发具有高强度、高稳定性的阵列式传感器,并针对... 详细信息

研究目的:目前基坑深层水平位移自动化监测和路基隧道等构筑物内部形变自动化监测领域中所用测量传感器普遍使用测斜等轮轴测量设备,存在抗压性较差、监测密度不够详细等问题。本文通过研发具有高强度、高稳定性的阵列式传感器,并针对设备监测过程中发生的旋转误差问题研究多轴实时矫正算法,以实现实时、自动化、高精度监测。研究结论:(1)本文通过软硬件结构设计,将加速度传感芯片、磁力传感芯片和温度传感芯片等高度集成,研发了MEMS三维形变监测仪;(2)本文针对各芯片的输出数据进行解算,开发了各节段位移计算方法;(3)本文利用三轴加速度计和三轴磁力计研发了组合旋转角度计算方法,测试证明了在单节段0.5 m条件下,单节绝对精度优于0.1 mm,系统稳定性优于0.2 mm,航向角绝对精度优于0.5°,航向角稳定性优于0.1°;(4)本文研究可为自动化监测领域提供一种新型设备及自动化监测方法。

关键词：阵列式传感器自动化监测旋转角

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融合注意力机制和多尺度特征的图像水印方法

计算机应用 2024年

作者：张天骐谭霜沈夕文唐娟重庆邮电大学通信与信息工程学院

针对基于深度学习的水印方法未充分突显图像的关键特征，同时未有效利用中间卷积层输出特征的问题，为提升含水印图像的视觉质量和抵抗噪声攻击的能力,提出一种基于注意力机制的多尺度鲁棒图像水印方法?在编码器部分设计注意力模块来关... 详细信息

针对基于深度学习的水印方法未充分突显图像的关键特征，同时未有效利用中间卷积层输出特征的问题，为提升含水印图像的视觉质量和抵抗噪声攻击的能力,提出一种基于注意力机制的多尺度鲁棒图像水印方法?在编码器部分设计注意力模块来关注重要图像特征,以减小水印嵌入引起的图像失真;解码器部分则设计多尺度特征提取模块以捕获不同层次的图像细节?实验结果表明,与深度水印模型HiDDeN相比，所提方法的含水印图像的峰值信噪比（PSNR）和结构相似度（SSIM）分别增加了11.63%和1.29%；在COCO数据集上，针对dropout、cropout、crop、高斯模糊和JPEG压缩的水印提取平均误比特率（BER）降低了53.85%；此外，消融实验结果验证了添加注意力模块和多尺度特征提取模块后的方法有更好的不可见性和鲁棒性。

关键词：图像水印注意力机制特征提取鲁棒水印深度学习对抗训练

多分量LFM干扰及动态环境下DBOC信号的捕获

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信号处理 2024年第7期40卷 1287-1297页

作者：张天骐唐娟谭霜沈夕文重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对双二进制偏移载波(double binary offset carrier,DBOC)信号在多分量线性调频(linear frequency modulation,LFM)干扰和动态环境下捕获算法缺乏的问题,提出布莱克曼窗预处理结合分数阶傅里叶变换(fractionalFouriertransform,FRFT)的干扰抑制算法以及离散多项式相位变换(discretepolynomial-phase transform,DPT)、部分匹配滤波器(partial matching filter,PMF)结合快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)加频谱校正的捕获算法。该算法首先对接收信号做布莱克曼窗预处理,抑制干扰谱线输出旁瓣,提高干扰汇聚的精确性;然后利用分级算法快速搜索信号的最优阶数,在保证精度量级的条件下减少了运算量;最后,在对应的最优阶数下做FRFT,结合干扰判断和轮询算法,逐个完成多分量LFM干扰的抑制。对干扰抑制后的信号首先利用定阶算法确定其动态阶数;然后通过DPT对动态信号做降阶处理,去除动态项;最后利用PMF-FFT加频谱校正完成DBOC信号的捕获。仿真结果表明,所提算法能够准确并完全地对三个LFM干扰分量进行逐个抑制,且抑制后的干扰分量不会对其他干扰分量的抑制造成影响。在检测概率达到1时,经过布莱克曼窗预处理后算法的信噪比比经过汉明窗预处理和经过凯塞窗预处理后算法的信噪比分别提升了4 dB和6.4 dB,比未经过预处理算法的信噪比提升了7.2 dB。此外,使用频谱校正可以突出捕获峰值,提高捕获精度。与未经频谱校正算法相比,经过频谱校正后算法的信噪比提升了1.6 dB,且能减少一定的捕获时间。

关键词：多分量线性调频干扰预处理分数阶傅里叶变换离散多项式相位变换频谱校正

双分支复频谱下多特征聚合的轻量化语音增强方法

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仪器仪表学报 2024年第7期45卷 279-291页

作者：张天骐沈夕文唐娟谭霜重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对目前多种改进的卷积循环网络(CRN)在单掩蔽或单映射的编解码结构下提取特征单一、捕获全局特征不强、参数量较大等问题,提出一种多特征聚合卷积模块与高效Transformer融合注意力机制结合的复频谱联合掩蔽和映射的单通道语音增强高... 详细信息

针对目前多种改进的卷积循环网络(CRN)在单掩蔽或单映射的编解码结构下提取特征单一、捕获全局特征不强、参数量较大等问题,提出一种多特征聚合卷积模块与高效Transformer融合注意力机制结合的复频谱联合掩蔽和映射的单通道语音增强高效网络。在编解码层设计一种双分支门控协作单元(DGCU),提取复频谱多层次特征后交互、聚合以弥补特征提取单一问题;中间层设计一种通道时频注意力融合模块,聚焦语音的时频、空间局部细节特征。最后在THCHS30数据集上进行消融和对比实验,实验结果表明,该网络以最低参数量、较低计算量实现了轻量化,在匹配和不匹配噪声下PESQ分别提升了10.5%~50.6%、16.3%~94.5%,客观、主观指标都优于其他对比的网络模型,表现出较高的降噪性能和网络泛化能力。

关键词：语音增强复频谱掩蔽和映射多特征聚合高效Transformer 轻量化

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基于边界过采样的图节点不平衡分类算法

计算机工程与应用 2024年第13期60卷 92-101页

作者：武天昊董明刚谭若琦桂林理工大学信息科学与工程学院广西桂林541006 广西嵌入式技术与智能系统重点实验室广西桂林541006

在现实世界中,金融欺诈检测和疾病诊断是典型的图不平衡问题,基于过采样的图神经网络是解决此类问题的常用方法之一。然而,该方法难以保证生成边界样本的多样性,易导致分类性能下降。提出一种基于边界过采样的图节点不平衡分类算法(ImBS... 详细信息

在现实世界中,金融欺诈检测和疾病诊断是典型的图不平衡问题,基于过采样的图神经网络是解决此类问题的常用方法之一。然而,该方法难以保证生成边界样本的多样性,易导致分类性能下降。提出一种基于边界过采样的图节点不平衡分类算法(ImBS)来提升生成样本的多样性。ImBS通过双层图神经分类网络选择出每个类别中高置信度样本作为采样锚点,提高锚点的代表性。为了使生成样本分布更加合理,利用上一步得到的混淆矩阵,计算少数类误判的分布比例。并基于该分布比例,自适应计算不同类间生成的样本数量。在此基础上,提出基于锚点的混合过采样方法。通过混合异类锚点特征的方式过采样边界节点,达到增加样本多样性和扩展少数类决策边界的目的。此外,为了防止产生有害连接,引入个性化PageRank方法,为过采样样本生成邻域分布。在三个真实的数据集(Cora、CiteSeer和Cora-Ful)上的实验表明,该方法与9个代表性的方法对比具有明显优势。

关键词：图神经网络不平衡节点分类边界过采样

21世纪初东亚乡村发展和规划实践及若干启迪

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国际城市规划 2024年第4期39卷 118-126页

作者：张立谭添李雯骐锻冶智也李仁熙同济大学建筑与城市规划学院城市规划系上海同济城市规划设计研究院有限公司中国城市规划学会小城镇规划学术委员会英国纽卡斯尔大学明治学院大学法学院釜山大学建筑学院

进入21世纪以来,日本、韩国和我国台湾地区等东亚经济体相继进入乡村发展的新阶段。笔者从城乡联系、农业发展、人居环境、乡村治理四个视角,系统梳理东亚乡村发展和规划的新近实践和研究进展,以期为当下我国内地的乡村发展和规划提供... 详细信息

进入21世纪以来,日本、韩国和我国台湾地区等东亚经济体相继进入乡村发展的新阶段。笔者从城乡联系、农业发展、人居环境、乡村治理四个视角,系统梳理东亚乡村发展和规划的新近实践和研究进展,以期为当下我国内地的乡村发展和规划提供有益借鉴。在城乡联系方面,东亚经济体已普遍进入城镇化发展的后期阶段,注重促进城乡要素的双向流动和乡村社会福利水平提升;在农业发展方面,提倡农业的生态化和智慧化发展,在保持小农基础上不断促进经营主体的集中,持续推进三次产业深度融合,并重视引入和培育新型专业化农民;在人居环境方面,强调设施配置的城乡公平性、闲置空间资源的再利用、应对灾害的韧性和文化景观的保护传承;在乡村治理方面,充分认识到上下共治的社会治理重要性,并不断完善乡村空间治理体系。最后,笔者探讨了东亚经济体的相关经验对我国内地乡村发展和规划研究的若干启迪。

关键词：东亚乡村乡村发展乡村规划乡村人居日本韩国台湾地区

基于语义对齐和层次优化的非机动车车牌识别定位方法

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计算机工程 2024年

作者：谭若琦董明刚赵唯肖武天昊广西嵌入式技术与智能系统重点实验室桂林理工大学信息科学与工程学院

对非机动车违规行为依法追究责任是提高城市交通安全的有效手段。由于非机动车车牌具有尺寸小、分布密集、易遮挡等特点，导致应用传统的深度学习方法会出现特征信息大量丢失。提出了一种基于语义对齐和层次优化的非机动车车牌识别定位... 详细信息

对非机动车违规行为依法追究责任是提高城市交通安全的有效手段。由于非机动车车牌具有尺寸小、分布密集、易遮挡等特点，导致应用传统的深度学习方法会出现特征信息大量丢失。提出了一种基于语义对齐和层次优化的非机动车车牌识别定位方法。该方法首先设计底层信息融合的语义对齐模块，在上采样过程中利用底层目标信息引导高层语义向下融和，以解决高底层语义冲突带来的小目标特征丢失问题；然后构建CSP结构的层次优化模块替代深层ELAN模块，使用堆叠少量卷积核模块提取目标信息以减少网络层数，避免特征信息在深层的丢失；最后，为减少训练过程中的匹配误差，使用K-Means++算法聚类得到适合非机动车车牌的初始锚框，提高小目标识别定位准确率。实验结果证明，所提出的方法在自制非机动车车牌数据集上识别定位准确率为90.95%，与YOLOv7、YOLOv8等代表性方法相比至少提升3.58%，为非机动车车牌识别定位提供了一种有效的方法。

关键词：小目标检测非机动车车牌语义对齐层次优化 K-Means++算法

肠道菌群导致卵巢切除小鼠骨髓内铁死亡的研究

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中国骨质疏松杂志 2024年第5期30卷 643-648,661页

作者：谭曾林曾菁菁刘建纬边若瑜陈雷温州医科大学附属第一医院骨科浙江温州325000 温州医科大学宁波院区浙江宁波325000 温州医科大学基础医学院浙江温州325000 温州医科大学浙江温州325000

目的探讨肠道菌群是否激活骨髓内铁死亡引发绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMOP)。方法通过Micro-CT分析正常组及卵巢切除(ovariectomy,OVX)组小鼠的股骨结构;通过16 S rRNA测序分析小鼠的肠道菌群结构;提取小鼠回肠、... 详细信息

目的探讨肠道菌群是否激活骨髓内铁死亡引发绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMOP)。方法通过Micro-CT分析正常组及卵巢切除(ovariectomy,OVX)组小鼠的股骨结构;通过16 S rRNA测序分析小鼠的肠道菌群结构;提取小鼠回肠、结肠和股骨的RNA及蛋白,并检测其中炎性因子、紧密连接蛋白及铁死亡相关因子的表达水平;利用试剂盒检测股骨中丙二醛、还原型谷胱甘肽及组织铁含量。结果OVX组小鼠肠道菌群的物种多样性及丰富度显著增加,引起OVX小鼠肠道屏障功能受损。肠道屏障功能的受损引起骨髓的炎性反应及铁死亡的发生,最终导致了PMOP的发生发展。结论肠道菌群能够通过促进OVX小鼠骨髓炎症及骨髓内细胞铁死亡引起PMOP。

关键词：肠道菌群骨质疏松症炎症铁死亡·

马氏珠母贝V-ATPase-d基因序列特征及其与耐低温性状的关系

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水产学报 2024年第9期48卷 87-100页

作者：赖卓欣宋欣霖潘若哲谭又瑄王庆恒广东海洋大学水产学院广东省珍珠科技创新中心广东省海水养殖生物育种工程实验室广东省水产经济动物病原生物学及流行病学重点实验室

液泡ATP酶（V-ATPase）在生物应对各种环境压力时发挥重要功能，为探究VATPase在马氏珠母贝低温适应过程中的作用，实验克隆了马氏珠母贝的V-ATPase-d基因，采用qRT-PCR技术研究了低温胁迫下Pm-V-ATPase-d表达量的变化，并筛选和比较了... 详细信息

液泡ATP酶（V-ATPase）在生物应对各种环境压力时发挥重要功能，为探究VATPase在马氏珠母贝低温适应过程中的作用，实验克隆了马氏珠母贝的V-ATPase-d基因，采用qRT-PCR技术研究了低温胁迫下Pm-V-ATPase-d表达量的变化，并筛选和比较了该基因在耐低温选育系（low temperature resistant line, R） F3和北部湾野生群体（Beibu Gulf wild population, W）外显子区的SNP位点。结果显示，Pm-V-ATPase-d总长为1 473 bp，开放阅读框（ORF）为1140bp，编码379个氨基酸，具有ATP典型的结构域PfamvATPsynt＿AC39。Motif分析及三级结构预测结果表明，Pm-V-ATPase-d具有较高的保守性，其在系统进化树中与长牡蛎聚为一支。组织荧光定量结果显示，Pm-V-ATPase-d在所检测的组织中均有表达，在肝胰腺、性腺和鳃组织中表达量较高。在低温胁迫条件下，Pm-VATPase-d基因的表达量随着时间的延长呈现先上升后下降的趋势，且低温组的表达量在5 d内均显著高于对照组，这表明Pm-V-ATPase-d可能参与了马氏珠母贝对温度胁迫的响应；对Pm-V-ATPase-d外显子区的SNP分析共得到35个SNP，其中34个为同义突变，只有一个位点为非同义突变，26个SNP在W和R群体的不同基因型和等位基因之间具有显著差异，单倍型连锁不平衡分析结果显示，Pm-V-ATPase-d基因SNPs可形成6个单倍体块，14种单倍型，其中单倍型GAAT、CGC、TC、TG、AG与马氏珠母贝耐低温性状显著相关。研究表明，Pm-V-ATPase-d可能是参与调节马氏珠母贝低温适应过程中的候选基因，本研究可为马氏珠母贝对低温的适应机制提供研究基础，筛选出的与抗低温性状相关的SNPs及单倍型可应用于分子辅助育种。

关键词：马氏珠母贝 V-ATPase-d基因单核苷酸多态性低温