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基于改进HAT网络的多任务连续学习模型

信息技术 2022年第5期46卷 1-6,12页

作者：郭正兵王蒙昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 云南省人工智能重点实验室昆明650500

神经网络在连续学习多个任务时,随着学习任务数的增多,学习能力降低,之前学会的知识被覆盖产生灾难性遗忘。针对这一问题,提出了一种结合HAT与生成对抗学习(GAL)的HAT-GAL模型。将GAL嵌入HAT网络全连接层中,解决网络随任务数增多学习能... 详细信息

神经网络在连续学习多个任务时,随着学习任务数的增多,学习能力降低,之前学会的知识被覆盖产生灾难性遗忘。针对这一问题,提出了一种结合HAT与生成对抗学习(GAL)的HAT-GAL模型。将GAL嵌入HAT网络全连接层中,解决网络随任务数增多学习能力降低以及对多姿态数据鲁棒性差的问题。同时,结合进化策略进行网络参数寻优,有效缓解参数冗余,易陷入局部最优导致的遗忘问题。实验结果表明,改进的HAT-GAL模型对多姿态数据具有很好的普适性,并且连续学习多个任务后学习能力不下降,遗忘率较小。

关键词：多任务连续学习灾难性遗忘生成对抗学习(GAL) 进化策略

“果树生产技术”“1+4+2+1”课程思政实施路径探索与实践

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教育教学论坛 2023年第38期 116-120页

作者：郭正兵颜志明江苏农林职业技术学院农学园艺学院江苏句容212400

课程是高校实现人才培养的最基本单元,是思想政治育人的主要阵地。在新农科背景下,为了培养“知农、爱农、兴农”的高素质技术技能型人才,将课程思政理念、目标及方法融入专业课程教学过程中,发挥课程思政育人功能,实现了全程育人、全... 详细信息

课程是高校实现人才培养的最基本单元,是思想政治育人的主要阵地。在新农科背景下,为了培养“知农、爱农、兴农”的高素质技术技能型人才,将课程思政理念、目标及方法融入专业课程教学过程中,发挥课程思政育人功能,实现了全程育人、全方位育人和全员育人。以“果树生产技术”课程为例,通过确立1个课程思政目标、打造4类教学“金课”、构建2结合评价体系、创新1类思想政治育人模式,从而探索出具有农林特色的“1+4+2+1”课程思政实施路径。

关键词：课程思政 “三农” 教学改革

神经网络多任务连续学习中灾难性遗忘问题的研究

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神经网络多任务连续学习中灾难性遗忘问题的研究

作者：郭正兵昆明理工大学

学位级别：硕士

人类能够在其一生中不断学习新知识并对知识进行优化,同时还能够保留先前知识,这种能力对于自动学习系统在现实世界中发挥持续自主作用至关重要。机器学习发展至今,很多地方超过人类,但要拥有这种像人一样能够连续终生学习的能力,依然... 详细信息

人类能够在其一生中不断学习新知识并对知识进行优化,同时还能够保留先前知识,这种能力对于自动学习系统在现实世界中发挥持续自主作用至关重要。机器学习发展至今,很多地方超过人类,但要拥有这种像人一样能够连续终生学习的能力,依然是一个长期的挑战。目前,广泛运用的深层神经网络普遍存在只能从固定批次的单一任务训练数据中进行学习的缺点。在有多个任务时,由于不同任务的优化目标往往不同,或即使目标函数相同数据集统计规律也不同,在连续学习中旧的权重可能被新的数据覆盖,这就导致了灾难性遗忘（catastrophic forgetting,CF）。特别是针对不同姿态（如多角度全局旋转）的多任务图片样本数据,网络模型学习能力差、鲁棒性弱、遗忘现象严重,随任务数增多网络学习能力急剧降低。本文针对神经网络在连续学习中出现的上述困难,提出了DMRCN和HAT-GAL两种解决模型。在DMR-CN模型中,提出了一种新的动态存储路由策略,根据当前的输入集来控制胶囊网络（Caps Net）的前向路径。为了回忆以前的知识,在这些连续的任务之间维护一个二进制路由表。然后,集成竞争原型聚类的增量过程来更新当前任务的路由。此外,采用稀疏性度量来解耦不同学习任务之间的显著路由。在基于HAT（hard attention to the task）记忆力网络提出的HAT-GAL模型中,结合生成对抗学习（generative adversarial learning,GAL）的多任务连续学习方法,来提高模型的“记忆力”。将GAL嵌入HAT网络全连接层中,解决网络随着任务数增多学习能力降低以及对多姿态数据鲁棒性差的问题。同时,结合进化策略进行网络及参数寻优,有效缓解随着任务数的增多,导致参数冗余、易陷入局部最优、前知识被覆盖的问题。DMR-CN主要对高分辨率图片的多姿态变换具有很好的效果,并且任务数增加到十个后依然对先前任务有很好的测试精度,对新任务有很好的学习能力。HAT-GAL主要对小分辨率图像,有很好的普适性,并且效率高,鲁棒性能更好,适用于多种小数据集。

关键词：多任务连续学习神经网络灾难性遗忘生成对抗学习进化策略

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江苏句容地区脱毒草莓繁育体系的建立

江苏句容地区脱毒草莓繁育体系的建立

作者：郭正兵南京农业大学

学位级别：硕士

草莓是蔷薇科草莓属多年生草本植物,2n=8x=56,属于多倍体植物。草莓果实为小浆果,鲜艳亮丽,柔软多汁,酸甜适中,芳香浓郁,是世界上七大水果之一。江苏句容地区草莓生产近年来发展很快,栽培面积也不断扩大,但用做栽培的草莓苗都是无性繁殖... 详细信息

草莓是蔷薇科草莓属多年生草本植物,2n=8x=56,属于多倍体植物。草莓果实为小浆果,鲜艳亮丽,柔软多汁,酸甜适中,芳香浓郁,是世界上七大水果之一。江苏句容地区草莓生产近年来发展很快,栽培面积也不断扩大,但用做栽培的草莓苗都是无性繁殖,并随着病毒逐年扩大,严重降低了草莓的产量和品质。据Beker(1965年)报道,草莓被一种病毒隐病毒侵染,产量可下降21～35%,两种以上病毒复合侵染,产量会下降43～59%,而且果实少、品质差,酸度增加,含糖量降低。用化学药物对病毒病进行防治效果甚微,故生产上多采用无病毒种苗来控制病毒病的蔓延。花药培养是获得无病毒植株的重要途径之一,本课题以明宝、丰香和红颊3个草莓品种为材料,研究通过建立草莓花药培养再生体系、探讨草莓脱毒试管苗炼苗移栽技术及其影响因素、“二代苗“的大田繁殖技术及田间栽培性状表现,以期为江苏句容地区建立脱毒草莓繁育体系提供理论基础和技术支持,其主要结果如下：1.以花粉发育处于单核靠边期(约4～6mm大小)的花蕾作为外值体,研究低温处理对愈伤组织诱导的情况,结果表时：在4℃低温下,预处理3d是草莓花药培养适宜的预处理条件。2.培养温度对愈伤组织诱导有着显著的影响,在20℃下诱导的愈伤组织结构紧密、颜色绿、活力强、易分化。3.研究不同花序花药对愈伤组织诱导的影响,结果表明：第一花序不仅具有较高的培养效率,也有利于再生植株的尽快应用。4.不同激素配比对草莓花药愈伤组织诱导、不定芽诱导分化及增殖有重要影响。不同品种、不同激素配比形成的愈伤组织结构、诱导率和芽分化存在很大差异。本研究中优化培养基组合为：(1)3个试验品种诱导培养基均为MS+6-BA2.0mg/L+IAA4.0mg/L+KT0.1mg/L,培养基(愈伤组织)致密,淡绿白色,表面都是突起。(2)明宝和红颊芽分化培养基为：MS+0.7%琼脂+3%乳糖+6-BA2.0mg/L+NAAO.2mg/L+ZT0.2mg/L;丰香为：MS+0.7%琼脂+3%乳糖+6-BA5.0mg/L+NAAO.1mg/L.(3)3个试验品种芽增殖培养基均为MS+0.1mg/L NAA+0.7%琼脂+3%蔗糖+6-BA1.5mg/L,平均增殖倍数达1.9,所诱导出的丛芽多且健壮,有利于进一步增殖和培育壮苗。5.对草莓脱毒试管苗炼苗移栽技术及其影响因素进行了探讨研究及进行田间“二代苗”的繁育试验。结果表明：草莓脱毒试管苗的移栽适宜在春秋季节进行;采用园土：泥碳：河沙：腐熟圈肥=1：1：0.5：0.5的基质,草莓苗的移栽驯化效果最好;3个品种脱毒试管苗的繁殖系数均远远高于常规苗,明宝、丰香、红颊3个品种分别是常规苗繁殖系数的2.5、2.6和3.1倍。6.3个品种脱毒试管苗移栽于同一基质中(园土：泥碳：河沙：腐熟圈肥=1：1：0.5：0.5)中,生长势表现为：明宝>丰香>红颊。7.3种脱毒苗叶内叶绿(素)含量平均达2.944mg/g.fw,较常规苗提高了13.73%;过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性也明显高于常规苗。8.种植明宝和红颊2个品种的脱毒苗有利于提高产量、植株抗性及改善果实品质。丰香脱毒苗田间结果习性有待继续研究观察。

关键词：草莓花药培养繁育体系产量果实性状抗性

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基于平流矢量场聚类的图像复杂空间映射配准

信息技术 2022年第2期46卷 41-47页

作者：喻国斌王蒙李凡郭正兵昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 云南省人工智能重点实验室昆明650500

复杂形变下的图像配准在用几何约束模型逼近时存在固有误差,造成配准细节失真。提出一种根据计算流体动力学获取图像像素空间复杂映射的方法,用于局部形变下的图像配准、拼接等任务。利用二维空间网格上的特征点无监督聚类得到图像平流... 详细信息

复杂形变下的图像配准在用几何约束模型逼近时存在固有误差,造成配准细节失真。提出一种根据计算流体动力学获取图像像素空间复杂映射的方法,用于局部形变下的图像配准、拼接等任务。利用二维空间网格上的特征点无监督聚类得到图像平流输运矢量场,并将鲁棒估计器嵌入最小二乘迭代以缓解特征点匹配困难,最后依据散度消除映射流在奇异点处的输出强度不连续生成平滑的映射图像。在细胞运动及人脸图像序列的配准实验上证明了提出方法的有效性。

关键词：矢量场聚类空间映射特征点匹配图像配准流体动力学

茉莉酸甲酯对高温胁迫、生物蚕食无花果幼苗的影响

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江苏农业科学 2017年第20期45卷 138-143页

作者：郭正兵韩柏明郭强江苏农林职业技术学院江苏句容212400 江苏句容虎耳山无花果合作社江苏句容212400

以波姬红无花果为试材,40℃高温胁迫经茉莉酸甲酯处理的无花果幼苗,分析与抗逆相关的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、茉莉酸合成路径中脂氧合酶(LOX)活性变化及丙二醛、脯氨酸、多酚含量,同时,采用黑绒金龟蚕... 详细信息

以波姬红无花果为试材,40℃高温胁迫经茉莉酸甲酯处理的无花果幼苗,分析与抗逆相关的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、茉莉酸合成路径中脂氧合酶(LOX)活性变化及丙二醛、脯氨酸、多酚含量,同时,采用黑绒金龟蚕食伤害经茉莉酸甲酯处理的无花果幼苗,分析与生物胁迫相关的多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性变化及单宁、胰蛋白酶抑制素含量。结果表明,高温胁迫经50μmol/L茉莉酸甲酯处理的无花果幼苗,其SOD、POD、CAT活性与未用茉莉酸甲酯处理(对照)相比有显著增加,脯氨酸、多酚含量提高,丙二醛含量降低;生物蚕食经50μmol/L茉莉酸甲酯处理的幼苗叶片,其PPO、PAL活性增加,单宁、胰蛋白酶抑制素含量提高。经茉莉酸甲酯处理的无花果幼苗,高温胁迫、生物蚕食能通过增加SOD、POD、CAT活性抵御非生物逆境的胁迫,通过提高PPO、PAL活性增强对生物胁迫的抗性。

关键词：无花果抗逆茉莉酸甲酯超氧化物歧化酶过氧化物酶多酚氧化酶高温胁迫生物蚕食