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基于深度学习的单幅图像去雾算法研究

基于深度学习的单幅图像去雾算法研究

作者：韩文生南京邮电大学

学位级别：硕士

雾霾天气下,由于空气中存在大量漂浮着的粒子,光线传播过程中与这些悬浮粒子相互作用,使得光线发生散射,最终到达成像设备的场景光信息受损。所以拍摄得到的图像存在对比度较低、清晰度低、细节丢失等问题,影响后续对图像的进一步处理... 详细信息

雾霾天气下,由于空气中存在大量漂浮着的粒子,光线传播过程中与这些悬浮粒子相互作用,使得光线发生散射,最终到达成像设备的场景光信息受损。所以拍摄得到的图像存在对比度较低、清晰度低、细节丢失等问题,影响后续对图像的进一步处理应用。因此,对有雾图像进行去雾工作,使其能够应用于高级别的图像处理任务。本文基于深度学习对单幅图像去雾算法进行了研究,主要工作如下:（1）针对基于深度学习的非端到端图像去雾算法对模型参数估计不准确的问题,以及当前基于深度学习的端到端图像去雾算法图像空间信息保留的问题,本文提出一种基于高分辨率网络（High-Resolution Net,HRNet）的单幅图像去雾模型De HRNet。De HRNet分为多个分支,不同分支间的分辨率不同,分辨率不同的分支并行连接且在每个阶段的末尾进行多尺度融合。本文在原网络的基础上增加了一个新的阶段,使其更好地用于图像去雾工作。新增阶段通过上采样收集网络所有分支的特征图表示以增强高分辨率表示,而不是仅采用高分辨率分支的特征图,这使得恢复的无雾图像更加自然,具有重要意义。实验结果表明De HRNet对有雾图像有明显的去雾效果。（2）针对基于深度学习的端到端去雾网络模型参数过多,且在雾浓度分布不均匀情况下的存在去雾过度或去雾不彻底的问题,本文基于深度跨尺度融合网络（Deep Cross-scale Fusion Network,DCSFN）提出一种轻量级的图像去雾模型Light-DCSFN。Light-DCSFN将原网络中的普通标准卷积使用深度可分离卷积进行替代,并通过网络来预测输入有雾图像的雾浓度图,而不是通过网络直接获取无雾图像,以解决雾浓度分布不均匀情况下的去雾问题。同时,为了更好的提取雾浓度特征以及避免恢复的无雾图像产生颜色失真的问题,在原网络的前面新加一个颜色特征提取模块,首先分割得到输入有雾图像的RGB三通道图像,然后输入到新加的模块,用于提取不同通道间的颜色浅层特征。实验结果表明Light-DCSFN不仅对有雾图像有明显的去雾效果且单幅图像去雾时间较短。（3）针对目前对于图像去雾工作很少与实际生活相结合的问题同时对Light-DCSFN去雾模型的去雾效果作进一步检测,本文提出一个能够同时在晴天和雾天天气下使用的车牌识别系统,并基于暗通道先验知识提出一种判断图像是否有雾的方法。该系统分为判断图像是否有雾模块、图像去雾模块、车牌定位模块和车牌字符识别模块,用于晴天和雾天天气下的车牌识别工作。

关键词：图像去雾深度学习高分辨率表征深度可分离卷积车牌识别

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压力管道中有压气囊运动的试验研究

水利水电科技进展 2023年第5期43卷 18-22,37页

作者：赵莉栗金晶杨玉思王彤韩文生西安航空学院能源与建筑学院陕西西安710077 长安大学建筑工程学院住房和城乡建设部给排水重点实验室陕西西安710054

为探讨压力管道中滞留气囊运动引起压力振荡的影响因素,更全面地表征气囊运动的瞬态效应,区别于以往简单管道系统末端的无压气囊运动试验,以较为复杂的试验管道系统的有压气囊为研究对象,探讨了不同流量和不同气囊体积条件下气囊运动引... 详细信息

为探讨压力管道中滞留气囊运动引起压力振荡的影响因素,更全面地表征气囊运动的瞬态效应,区别于以往简单管道系统末端的无压气囊运动试验,以较为复杂的试验管道系统的有压气囊为研究对象,探讨了不同流量和不同气囊体积条件下气囊运动引起的升压规律。试验结果表明:管道系统流量及气囊体积这两个单因素与气囊通过末端阀门产生的最大升压均不成线性关系,而是成上凸形抛物线关系;末端阀门的开度、气体排出引起的水体流速梯度变化、剩余气囊的缓冲作用三者共同决定最大升压值。

关键词：压力管道瞬变流滞留气囊压力振荡机理气液两相流水锤试验

Nb_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)-MgO-Na_(2)O-CaO-SiO_(2)体系相平衡研究

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有色金属（冶炼部分） 2023年第10期 55-63页

作者：陈昌任国兴韩文生冉孟杰陈雯长沙矿冶研究院有限责任公司长沙410012

为揭示Nb_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)-MgO-Na_(2)O-CaO-SiO_(2)多元含铌炉渣体系中的铌矿物的定向结晶规律,采用高温相平衡—冷淬—SEM-EDS/XRD/EMPA试验方法,考察了温度、钙硅比(CaO/SiO_(2))、Nb_(2)O_(5)含量等因素对炉渣相平衡关系的影响,并构建了含铌矿物结晶析出的优势相图。结果表明:铌的结晶矿物主要有三种,分别为Ca_(2)Nb_(2)O_(7)、Ca_((14-x))Nb_((2+x))Si_(8)O_((35+1.5x))和3CaO·MgO·Nb_(2)O_(5);铌先富集于液相,相较于脉石组分,含铌固相为后析出相;CaO/SiO_(2)增加会使含铌固相优势区间发生从Ca_(2)Nb_(2)O_(7)相到Ca_((14-x))Nb_((2+x))Si_(8)O_((35+1.5x))相、再到3CaO·MgO·Nb_(2)O_(5)相的转变。Ca_(2)Nb_(2)O_(7)相的优势析晶区间为:温度1050~1200℃,C/S=0.8~1.2。Nb_(2)O_(5)在Ca_((14-x))Nb_((2+x))Si_(8)O_((35+1.5x))相中的嵌布质量浓度在18.5%~19.5%。

关键词：铌资源相平衡矿相转化 Nb_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)-MgO-Na_(2)O-CaO-SiO_(2)

枸杞子多糖提取物LBP1C通过激活TFEB延缓衰老

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生物化学与生物物理进展 2023年第8期50卷 1926-1936页

作者：伍东立乔新华韩文生谢婷时畅黄雨云飞孙传鑫丁侃陈畅西南医科大学基础医学院泸州646000 中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室北京100101 中国科学院大学生命科学学院北京100049 中国科学院上海药物研究所受体研究重点实验室药物研究国家重点实验室上海201203

目的探究枸杞子提取物LBP1C延缓人成纤维细胞及线虫自然衰老的效应及机制,以期解读《本草纲目》记载的枸杞子轻身不老、易颜色、变白的科学内涵。方法以人成纤维细胞及线虫自然衰老为模型,用LBP1C处理人成纤维细胞(复制性衰老模式细胞)... 详细信息

目的探究枸杞子提取物LBP1C延缓人成纤维细胞及线虫自然衰老的效应及机制,以期解读《本草纲目》记载的枸杞子轻身不老、易颜色、变白的科学内涵。方法以人成纤维细胞及线虫自然衰老为模型,用LBP1C处理人成纤维细胞(复制性衰老模式细胞),检测P16、P21表达水平及β-gal染色指征衰老水平;用qPCR的方法检测转录因子GATA4及衰老相关分泌表型(senescence associated secretory phenotype,SASP)指标的mRNA水平;通过免疫荧光检测溶酶体生物发生和自噬的关键转录因子EB(transcription factor EB,TFEB)入核水平,通过Western blot检测LC3II/I的水平以指征LBP1C对自噬水平的影响;在细胞及线虫体系检测LBP1C对脂褐质水平进行检测。通过线虫身体在相同时间内的摆动次数和咽部吞咽次数评估LBP1C对线虫运动能力的影响。结果LBP1C处理的人成纤维细胞组中衰老相关指标(P16、P21表达水平及β-gal染色)相比于对照组显著下降,表明LBP1C可延缓细胞衰老;LBP1C还降低了细胞及线虫的脂褐质积累,并提高线虫运动及吞咽能力,促进线虫的健康从而抑制衰老。机制上,LBP1C处理组中TFEB入核比例显著升高,激活了自噬。自噬水平的提高降低了SASP的转录因子GATA4水平,从而降低了SASP相关的IL-1β及诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)水平。同时,自噬水平的提高使脂褐质降解加速,降低了细胞及线虫中脂褐质的积累。结论LBP1C通过激活TFEB提高了自噬水平,从而降低了SASP及脂褐质的积累,具有延缓衰老的效应,并促进了健康衰老。本研究初步揭示了枸杞子在抗衰老及抑制脂褐质从而潜在美白作用的效应及机制,为其进一步抗衰老和美白产品的研发提供了科学依据和理论基础。

关键词：枸杞子衰老转录因子EB 自噬衰老相关分泌表型脂褐质

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回转床煅烧炉煅烧针状石油焦

轻金属 2008年第9期 50-52页

作者：韩文生中国石油锦州石油化工股份有限公司辽宁锦州121001

介绍回转床煅烧炉煅烧针状焦的工艺流程、工艺控制条件的优化及煅烧针状石油焦的产品质量指标。

关键词：回转床蝮烧炉针状石油焦工艺控制质量指标

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探究性学习在初中历史课堂教学中的应用

中国教育学刊 2016年第S1期 26-27页

作者：韩文生河北省衡水市故城县运河中学

探究性学习是一种以开放性、自主性和趣味性为原则的学习方式。在初中历史教学过程中,开展探究性学习有利于拓展学生思维,培养学生的知识建构能力、积极的态度、合作精神及创新能力。本文在分析探究性学习本质特征和基本原则的基础上,... 详细信息

探究性学习是一种以开放性、自主性和趣味性为原则的学习方式。在初中历史教学过程中,开展探究性学习有利于拓展学生思维,培养学生的知识建构能力、积极的态度、合作精神及创新能力。本文在分析探究性学习本质特征和基本原则的基础上,结合教学实践,探讨了探究性学习在初中历史中的应用策略。

关键词：初中历史探究性学习应用策略

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薄型聚酯纺粘非织造工艺与性能的研究

薄型聚酯纺粘非织造工艺与性能的研究

作者：韩文生东华大学

学位级别：硕士

本论文研究的是薄型聚酯(PET)纺粘非织造宽幅式整体狭缝气流正压拉伸工艺对非织造布性能的影响，并首次提出了对超薄型聚酯纺粘非织造工艺的研究。本课题采用熔融纺丝(纺粘法)工艺，是将高分子聚合物加热熔融，经挤出机后，熔体从纺丝... 详细信息

本论文研究的是薄型聚酯(PET)纺粘非织造宽幅式整体狭缝气流正压拉伸工艺对非织造布性能的影响，并首次提出了对超薄型聚酯纺粘非织造工艺的研究。本课题采用熔融纺丝(纺粘法)工艺，是将高分子聚合物加热熔融，经挤出机后，熔体从纺丝孔挤出进入空气中，熔体细流在空气中冷却的同时，以一定速度拉伸变细变长(气流或机械作用)，在该阶段高分子熔体细化同时凝固，而形成纤维后成网。本课题实验用的原料为聚酯，是熔融纺丝工艺常用的一种聚合物，其主要性能参数有特性粘度、端羧基含量、二氧化钛含量、水分和灰分等，在熔融纺丝工艺中，要求聚酯中水分的含量的在一定范围内才能顺利纺丝，因此，聚酯在纺丝之前要先经过干燥工序。熔融纺丝(纺粘法)工艺采用的是高速气流拉伸，其拉伸丝条的介质是高速气流。本课题选用的宽幅式整体狭缝气流正压拉伸工艺，其拉伸原理：气流拉伸丝条的介质是采用高压压缩的空气，利用气体质量小易于扩散的特性。拉伸气流本身对长丝没有直接的握持作用，通过高压气流对长丝产生的粘性摩擦力和在狭逢下方区域由于气流作用丝条强烈波动或摆动而产生的压推力，这两个力的共同作用使长丝得到有效的拉伸。拉伸装置可以上下移动，其移动距离对拉伸装置下方丝条的摆动幅度有很大的影响，对成网的均匀度影响很大。在薄型聚酯纺粘非织造宽幅式整体狭缝气流正压拉伸工艺中，主要的工艺参数有：干燥温度、计量泵转速、纺丝温度、冷却风温度和风速、纺丝速度、ACD高度(拉伸装置底端到成网帘的距离)、成网速度、热轧辊压力和温度等，这些参数决定了聚酯纺粘非织造布的性能，主要包括：长丝线密度、结晶度;纺粘非织造布的纵横向断裂强力、断裂伸长率、厚度和成网均匀度等指标。比较不同工艺参数与测试不同聚酯纺粘非织造布的性能参数，得出其不同的工艺对纺粘非织造布的性能的影响，同时并分析原因。

关键词：聚酯纺粘气流拉伸工艺性能

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钕铁硼永磁体室温熔盐电镀铝研究

钕铁硼永磁体室温熔盐电镀铝研究

作者：韩文生机械科学研究院

学位级别：硕士

钕铁硼稀土永磁材料是80年代初发展起来的第三代稀土永磁材料，它具有优异的磁性能，较高的性价比，并且资源储备丰富，一经问世，在短短几年时间内，迅速进入工业化生产，并很快渗透到各个工业领域。但由于稀土元素钕性质非常活泼，导... 详细信息

钕铁硼稀土永磁材料是80年代初发展起来的第三代稀土永磁材料，它具有优异的磁性能，较高的性价比，并且资源储备丰富，一经问世，在短短几年时间内，迅速进入工业化生产，并很快渗透到各个工业领域。但由于稀土元素钕性质非常活泼，导致钕铁硼永磁体的耐蚀性能很差。因此，如何提高钕铁硼永磁体的表面防护质量是其产品总体质量与性能长期稳定的关键。本文以提高钕铁硼稀土永磁材料的表面防护质量为目的，合成了一种AlCl—MEIC室温熔盐电解质，利用这种熔盐电解质，开展了钕铁硼稀土永磁材料电沉积铝的电镀工艺研究，在国内，首次在钕铁硼永磁材料表面电沉积出了一层附着力较好，耐蚀性能优良的高纯铝镀层。并在此基础上，提出了一种完全无水的镀前处理工艺，为以后的产业化实验打下了坚实的基础。本文的研究成果体现在以下方面： (1)根据实验的需要，设计并制作了真空手套箱。 (2)应用正交实验法确定了合成1—甲基—3—乙基氯化咪唑(MEIC)这种有机盐的最佳反应条件，并成功地合成了这种有机盐。 (3)将无水AlCl和MEIC混合，制备出了性质独特的AlCl—MEIC室温熔盐电解质，在配制过程中，对控制体系温度的方法，去除重金属杂质和水分的方法作了详细阐述。 (4)研究了AlCl和MEIC的摩尔比、芳香化合物及除水剂对室温熔盐电镀的影响，制备了AlCl-MEIC室温熔盐电沉积铝溶液，并从该溶液中电镀出了具有银白色金属光泽、致密光滑的铝镀层。 (5)利用室温熔盐电解质作活化液对钕铁硼磁体进行电活化处理，可以提高基体和镀层的结合力，并提出如F电镀工艺流程：烘烤除油→喷砂除锈→干燥→电活化→电镀→溶剂洗→水洗→干燥

关键词：铰铁硼稀土永磁材料室温熔盐电镀铝工艺

Fe3O4/Mg(OH)2磁性复合材料制备及其对水溶液中铜离子的移除应用

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Fe3O4/Mg(OH)2磁性复合材料制备及其对水溶液中铜离子的移除应用

作者：韩文生中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所)

学位级别：硕士

随着工业技术的快速发展越来越多含有重金属离子的工业废水被排放到环境中,同时我国丰富的镁资源目前只能以低端产品形式出口或被应用,这些问题都亟待解决。本文通过溶剂热法制备出四氧化三铁(FeO)磁性纳米粒子以及种子沉积法制备出FeO/... 详细信息

随着工业技术的快速发展越来越多含有重金属离子的工业废水被排放到环境中,同时我国丰富的镁资源目前只能以低端产品形式出口或被应用,这些问题都亟待解决。本文通过溶剂热法制备出四氧化三铁(FeO)磁性纳米粒子以及种子沉积法制备出FeO/Mg(OH)磁性复合材料。通过采用相应的表征测试方法对合成出的材料进行了结构表征与分析,研究了影响FeO和FeO/Mg(OH)磁性复合材料形貌的因素。并且将制备的FeO/Mg(OH)磁性复合材料作为移除剂对含铜离子(Cu)水溶液进行了移除性能的研究。通过溶剂热法制备出150-350 nm尺寸均一、形貌规整、磁响应良好的四氧化三铁粒子。探究了反应时间、聚乙二醇分子量与加入量不同实验条件对四氧化三铁形貌的影响。结果表明,溶剂热反应时间达到4 h时,FeO物相还没有产生,当反应时间8 h时,得到无杂质峰的FeO纳米粒子。聚乙二醇的加入量会影响纳米晶和纳米球的大小,随着聚乙二醇由0 g增加到0.35 g时,组成四氧化三铁的纳米晶尺寸变小而整个四氧化三铁粒子尺寸变大。而聚乙二醇的分子量对其形貌影响甚微。通过种子沉积法制备出一种新型的花状磁性复合材料FeO/Mg(OH),并对复合材料进行了XRD、SEM、TEM、HRTEM、SAED、VSM等性能表征与分析。探究了氨水的浓度及进料速度、搅拌速度等因素对磁性复合材料形貌的影响。四氧化三铁粒子可以均匀的分散在花状氢氧化镁基体中,磁性复合材料的尺寸分布在2-6μm。通过VSM测试,该磁性复合材料的饱和磁强度为4.2 emu·g。氨水浓度与进料速度的降低对氢氧化镁形貌基体的影响规律是相同的。通过调节搅拌速度可以改善样品的团聚程度。将上述制备出的FeO/Mg(OH)磁性复合材料作为移除剂,对含Cu水溶液进行除铜的影响因素进行了研究。主要研究了磁性复合材料对含铜溶液的初始溶液pH及浓度、接触时间等因素对铜移除效果的影响,并对除铜的移除机理进行推测与验证。同时也对移除铜后的磁性复合材料进行回收探究等。以0.1 g·L的添加比例对含Cu水溶液的初始pH=4时,磁性复合材料对铜离子的移除率最高,为92.3%。提高添加比例为0.2 g·L移除率达到99%,磁性复合材料对于Cu的移除时间为480分钟时,水溶液中的Cu含量不会再随着时间的延长而减少。磁性复合材料对于初始浓度为578.4—1170 mg·L的Cu溶液达到最大移除量为1474 mg·g。通过对移除机理的研究,发现移除过程可能既包含吸附过程也包含沉淀转化过程,将铜离子吸附在表面后再进行沉淀转化反应。磁性复合材料在外磁场下,可以被聚集在一起分离与回收。

关键词：氢氧化镁废水磁性分离磁性复合材料化学移除