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基于优化聚类的人工源电磁法数据信噪分离方法

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地球物理学报 2024年第1期67卷 394-408页

作者：胡艳芳刘子杰李帝铨张贤索光运湖南工商大学微电子与物理学院长沙410205 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学) 长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

为了降低强电磁干扰对人工源电磁法(Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM)有效信号的影响,改善CSEM实测数据处理结果因人而异且效率低的不足,本文针对CSEM有效信号周期性特征提出了一种加权自适应带宽均值漂移聚类(Weighted ... 详细信息

为了降低强电磁干扰对人工源电磁法(Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM)有效信号的影响,改善CSEM实测数据处理结果因人而异且效率低的不足,本文针对CSEM有效信号周期性特征提出了一种加权自适应带宽均值漂移聚类(Weighted Adaptive Bandwidth Mean-Shift Clustering,WAB-MSC)信噪分离方法.首先在传统均值漂移聚类(Mean-Shift Clustering,MSC)算法的基础上增加核函数,降低处理结果对带宽选择的敏感度,提高算法的稳健性;其次结合实测CSEM数据的分布特征提出了一种基于局部密度梯度的带宽估计方法,实现了自适应带宽选择;最后通过仿真数据与实测数据对本文方法进行了验证,结果表明:本文方法能有效消除强电磁干扰对CSEM数据的影响,最大程度保留受噪声影响较小或未受噪声影响的数据,提高数据信噪比,降低强干扰噪声对CSEM初始资料的影响程度,获得更为真实的地电响应模型,为后续数据处理提供保障.

关键词：人工源电磁法强电磁干扰信噪分离自适应聚类算法

面向智能制造领域的文创产品彩色3D打印颜色再现与控制

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面向智能制造领域的文创产品彩色3D打印颜色再现与控制

作者：张宗运齐鲁工业大学

学位级别：硕士

彩色3D打印是智能制造领域的主要实现方式之一,能够实现产品的一次成型与着色,其颜色再现的可预测性与准确性是国内外众多学者关注的焦点。彩色3D打印为智能制造领域特别的颜色准确再现提供了高效模式。文创产品作为智能制造的重要组成... 详细信息

彩色3D打印是智能制造领域的主要实现方式之一,能够实现产品的一次成型与着色,其颜色再现的可预测性与准确性是国内外众多学者关注的焦点。彩色3D打印为智能制造领域特别的颜色准确再现提供了高效模式。文创产品作为智能制造的重要组成,其采用彩色3D打印实现的颜色再现具有产品形貌多变、颜色响应复杂、打印方式多样化、后加工处理复杂和打印材料颜色单一等问题,颜色的可预测性与再现的准确性受到影响。鉴于此,本论文通过分析彩色3D打印颜色再现原理,确定彩色3D打印智能制造领域中文创产品的颜色再现特点;通过优化呈色模型,确定彩色3D打印颜色再现的关键关联因素;提出基于多元线性回归和多层BP神经网络的彩色3D打印颜色再现预测模型,实现颜色再现规律的可预测性与可控性评价。主要研究内容与结果如下:采用Maxon Cinema 4D 26模型设计软件对智能制造领域的文创产品3D模型进行优化及上色处理,采用Stratasys Poly Jet J750 3D打印设备进行打印输出,采用CS-2000分光辐射亮度计测量光敏树脂材料IT8.7/3 CMYK Target梯尺进行颜色模型的建立,并对全彩色3D打印的文创模型进行颜色再现分析。（1）优化底基呈色模型。为解决智能制造领域中文创产品的彩色3D打印与颜色再现的关联性问题,分别引入打印厚度、饰面类型、色域和颜色输入色度值,研究彩色3D打印颜色再现特性。结果显示,打印厚度与颜色关联度:亮度L,黄色样品最高,为0.731,黑色样品最小,为0.414;彩度C,黄色样品最高,为0.773,黑色样品最小,为0.052;色相H,黄色样品最高,为0.215,黑色样品最小,为0.142;打印厚度对亮度L、彩度C和色相H的平均关联度分别为0.629、0.543和0.179;饰面类型与颜色关联度:亮度L,黑色样品最高,为0.826,黄色样品最小,为0.063;彩度C,青色样品最高,为0.463,黑色样品最小,为0.016;色相H,黑色样品最高,为0.256,青色样品最小,为0.013;饰面类型对于亮度L、彩度C和色相H的平均关联度分别为0.393、0.256和0.119。（2）根据优化的底基呈色模型提出基于多元线性回归和基于多层BP神经网络的颜色预测模型,实现面向智能制造领域中文创产品的彩色3D打印颜色再现预测与控制。实验结果显示,第一,饰面修饰类型对彩色3D打印颜色再现的影响权重系数为0.0869,打印厚度的权重系数为0.0491,材料本身颜色L*C*H*值的影响权重系数分别为0.3165、0.2604、0.2871,根据底基呈色模型,可以实现彩色3D打印的颜色预测与控制;第二,基于三阶多元线性回归颜色预测模型的最大色差值为6.569,平均色差值为2.681,其中L*C*H*的平均绝对误差（MAE）分别为1.5479、1.8610、2.0655,L*C*H*的决定系数（R）分别为0.9489、0.9638、0.9611;基于多层BP神经网络颜色预测模型的最大色差值为4.855,平均色差值为1.974,其中L*C*H*的平均绝对误差（MAE）分别为0.9316、0.8093、1.0756;L*C*H*的决定系数（R）分别为0.9807、0.9911、0.9863,符合颜色再现预期。本论文的研究结果对于提升彩色3D打印实现智能制造领域中文创产品颜色的精确预测与再现具有重要的理论指导和实践意义。

关键词：彩色3D打印智能制造呈色模型颜色预测与再现文创产品

基于深度自编码器的核动力历史异常数据检测技术研究

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核动力工程 2024年第2期45卷 207-213页

作者：杨继红陈玲王晓龙张永发高明海军工程大学核科学技术学院武汉430033 海军92330部队

为解决核动力历史异常数据检测中存在的新的异常识别困难问题,基于重构误差的思路,提出基于深度自编码器的历史数据异常检测模型。该模型以某稳态运行工况下正常历史数据为学习对象,通过最小化正常数据重构误差目标训练模型,根据待测数... 详细信息

为解决核动力历史异常数据检测中存在的新的异常识别困难问题,基于重构误差的思路,提出基于深度自编码器的历史数据异常检测模型。该模型以某稳态运行工况下正常历史数据为学习对象,通过最小化正常数据重构误差目标训练模型,根据待测数据重构误差大小判断其是否异常。研究结果表明,深度自编码器对正常数据重构能力较好,对异常数据重构能力不足。因此,通过比较重构误差大小,深度自编码器能够有效检测出核动力历史异常数据,其性能优于一类支持向量机,可以为核动力装置状态评估提供相关依据。

关键词：核动力异常检测重构误差深度自编码器

压电集成石墨烯增强功能梯度多孔板的等几何建模与分析

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振动与冲击 2024年第2期43卷 280-290页

作者：刘庆运刘康仁张红一刘涛安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243002 上海大学机电工程与自动化学院上海200072

基于等几何分析方法和一种仅含有4自由度的简化一阶剪切变形理论(simple first-order shear deformation theory,S-FSDT)建立了压电集成石墨烯增强功能梯度多孔(piezoelectric integrated graphene platelets reinforced functionally graded porous,P-GPLs-FGP)板的数值分析模型。利用Halpin-Tsai微观力学模型、闭胞体高斯随机场理论和混合定律得到了石墨烯增强功能梯度多孔板的有效材料属性;基于等几何分析方法、S-FSDT和哈密顿原理推导了P-GPLs-FGP板的运动控制方程,并通过与已有算例对比验证了模型的准确性和有效性;利用所建模型分析了孔隙分布形式、孔隙系数、石墨烯分布形式、石墨烯质量分数、边界条件和宽厚比对P-GPLs-FGP板固有频率和机-电载荷作用下静态弯曲响应的影响。研究结果表明:板的刚度与孔隙系数成反比,而在基体材料中添加少量的石墨烯可以有效地增强结构的刚度;与其他组合形式相比,板的刚度在孔隙PD-S分布和石墨烯GPL-S分布时最大。

关键词：等几何分析简化一阶剪切变形理论(S-FSDT) 压电石墨烯功能梯度多孔板

基于情绪刺激实验下表情变化的抑郁症识别研究

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基于情绪刺激实验下表情变化的抑郁症识别研究

作者：李兴运齐鲁工业大学

学位级别：硕士

抑郁症是一种常见的心理疾病。在目前的抑郁症检测方法中,专科医生通常依靠标准化量表进行抑郁症诊断。近期的研究表明表情与抑郁状态存在关系,表情通常可以分为面部表情和肢体表情,专科医生通常需要经过大量的培训和积累丰富经验才能... 详细信息

抑郁症是一种常见的心理疾病。在目前的抑郁症检测方法中,专科医生通常依靠标准化量表进行抑郁症诊断。近期的研究表明表情与抑郁状态存在关系,表情通常可以分为面部表情和肢体表情,专科医生通常需要经过大量的培训和积累丰富经验才能捕捉这些表情的微妙变化。深度学习技术的发展为捕获表情变化提供了技术支持。本文从采集包含受试者完整图像的本土数据集、数据分析、面部微表情、融合面部表情和肢体表情和面部表情模仿五个方面开展研究,具体工作如下:（1）本土抑郁症数据集的构建。本文采集了由中国本土受试者参与的情绪刺激数据集和自愿面部表情模仿数据集。情绪刺激数据集基于情绪刺激范式开展,共涉及156名受试者（病例组76名,对照组80名）,其中包含受试者完整的面部图像和肢体图像。自愿面部表情模仿数据集的采集基于表情模仿范式开展,共涉及139名对照组受试者和184名病例组,其中,病例组包括84名抑郁症患者和100名焦虑症患者,为模型的构建提供了数据基础。（2）数据分析。在本文中,为了分析抑郁症患者表情与常人的差异,新的统计量—面部表情平均出现次数、面部表情平均持续时间和角系统被提出。首先,本文使用曼-惠特尼U秩和检验对抑郁症患者的面部动作单元和肢体表情进行分析,分析发现病例组在表情丰富度、构成负性表情的面部动作单元和肢体表情上与对照组存在差异。其次,本文使用斯皮尔曼相关系数对面部表情和肢体表情的协同性进行分析,分析表明病例组和对照组的面部表情和肢体表情均存在协同性。（3）基于微表情的抑郁症检测方法。作为面部表情的一种,对微表情进行分析是一种判断人类真实情感的重要方法,但是基于微表情的抑郁症自动检测方法很少被提出。本文提出了一种新的基于面部微表情的抑郁症检测模型SFTNet。SFTNet使用单时域模型和多时域模型进行特征提取进行抑郁检测。SFTNet在情绪刺激数据集上取得了准确率0.873,精准率0.888和召回率0.846的结果,在微表情数据集CAS（ME）和MMEW上取得了准确率0.472和0.642的结果。（4）融合面部表情和肢体表情的抑郁症检测方法。多模态特征可以从多角度进行抑郁诊断。传统的特征融合方法（特征融合和决策融合）受制于融合形式,提取和融合多模态特征的能力较弱。本文提出了基于新的融合方法-融合和提取模块的深度模型TSFFM。提取和融合模块充分考虑了特征间的互补和时序信息。TSFFM在情绪刺激数据集上取得了准确率0.896,精准率0.866和召回率0.928的结果。为了验证TSFFM的融合方法,本文进一步在动作识别和微表情数据集上进行了验证。模型在CAS（ME）和MMEW数据集上取得了准确率0.422和0.680的结果,在HMDB51和UCF101上取得了准确率0.809和0.952的结果。（5）基于面部表情模仿的抑郁症自动检测模型。对情绪的理解和表达障碍是抑郁症患者的另一重要特征。根据模仿行为,本文提出了一种基于模仿和学习的注意力机制。为了引导模型自动筛选模仿中对抑郁识别有促进作用的行为,本文提出了新的特征金字塔网络。新的模型在抑郁症检测取得了准确率0.850的结果,焦虑症检测中取得了准确率0.835的结果,在抑郁-焦虑联合检测中取得了准确率0.786的结果。

关键词：抑郁症自动识别面部表情肢体表情跨模态抑郁识别

不同改良剂对酸性紫色土团聚体和有机碳的影响

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环境科学 2024年第2期45卷 974-982页

作者：李越徐曼谢永红王颖黄容谢军王子芳高明西南大学资源环境学院重庆400715 重庆农科院果树所重庆401329 重庆市规划与自然资源局重庆401147 四川农业大学资源学院成都611130

研究不同改良剂对酸性紫色土团聚体和有机碳变化特征的影响,为酸性紫色土修复提供科学依据.以紫色土为研究对象,设置不施肥(CK)、单施化肥(F)、化肥配施石灰(SF)、化肥配施有机肥(OM)、化肥配施生物炭(BF)和化肥配施酒糟灰渣(JZ)共6个处... 详细信息

研究不同改良剂对酸性紫色土团聚体和有机碳变化特征的影响,为酸性紫色土修复提供科学依据.以紫色土为研究对象,设置不施肥(CK)、单施化肥(F)、化肥配施石灰(SF)、化肥配施有机肥(OM)、化肥配施生物炭(BF)和化肥配施酒糟灰渣(JZ)共6个处理.比较不同改良剂施用下酸性紫色土的团聚体组成情况,以及各粒级团聚体有机碳分布规律,结合团聚体稳定性指标,明确不同改良剂对酸化紫色土团聚体结构的影响.结果表明,施肥处理均显著提高土壤pH,以JZ处理效果最显著,施肥均显著提高土壤有机质含量,以OM处理效果最好,BF和OM处理显著降低土壤容重,同时SF和BF处理显著提高土壤含水率(P0.25 mm的团聚状结构单位)的含量,同时施肥处理均显著提高了土壤几何平均直径(GMD)、平均重量直径(MWD)和R_(0.25)值(>0.25 mm团聚体含量),降低分形维数(D)和团聚体破坏率(PAD)值(P<0.05),促进了土壤团聚体的团聚化和稳定性,以OM处理效果最好;与CK处理相比,施肥能显著提高土壤有机碳含量31.71%~209.67%,其中以OM处理最显著;不同处理土壤有机碳主要分布在大团聚体中,与CK处理相比,各处理显著提高大团聚体中有机碳贡献率为19.34%~47.76%,其中OM处理效果最为显著(P<0.05).综合来看,化肥配施有机肥能促进酸性紫色土大团聚体的形成,提高土壤团聚体稳定性,增加土壤有机碳含量,是改善酸性紫色土土壤结构和提升土壤质量的有效措施.

关键词：改良剂紫色土土壤酸化土壤团聚体土壤有机碳

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滤波器型偏置的可重构超宽带功率放大器

微波学报 2024年

作者：高明明程龙南敬昌邱思潼辽宁工程技术大学电子与信息工程学院

适应5G智能无线通信系统的飞速发展，提出了一种基于滤波器型偏置的可重构超宽带功率放大器。本文基于滤波器偏置原理，可重构理论和宽带输入输出匹配理论设计了一款可以工作在连续频段内的滤波器型偏置的双频段可重构功率放大器。功率... 详细信息

适应5G智能无线通信系统的飞速发展，提出了一种基于滤波器型偏置的可重构超宽带功率放大器。本文基于滤波器偏置原理，可重构理论和宽带输入输出匹配理论设计了一款可以工作在连续频段内的滤波器型偏置的双频段可重构功率放大器。功率放大器工作在0.7～2.2GHz和2.1～3.6GHz两个频段范围内，输入和输出分别通过基于PIN开关的单刀单掷开关和单刀双掷开关来实现切换功放工作频段。通过实测，该功放在0.7～2.2GHz和2.1～3.6GHz范围内，增益分别为11.9～13.6dB和10.7～12.4dB；功率附加效率分别为63.8%～72.7%和60.3%～68.8%；饱和输出功率均约为41dBm。本设计很好的兼顾了功放的带宽、增益、PAE和输出功率，更好的适应5G智能无线通信系统的发展。

关键词：功率放大器可重构双频段超宽带 PIN开关

不同版本教科书中“自主神经”次位概念的比较

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生物学教学 2024年

作者：仇敬运江苏省丰县民族中学

“自主神经”是《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》中新增加的次位概念。本文比较了全国6个版本教科书对“自主神经”次位概念的表述、呈现方式和试题评价等,讨论了其对教学的启示,以期为教学提供参考。

关键词：教科书版本自主神经次位概念高中生物学

基于双金字塔网络的航拍图像路面裂缝检测方法

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激光与光电子学进展 2024年

作者：高明星蒋正发张林王浩洋内蒙古农业大学能源与交通工程学院内蒙古交通集团有限公司通辽分公司

无人机智能巡检是道路病害检测中较为先进的技术。为兼顾无人机航拍图像复杂背景与噪声干扰下路面裂缝检测精度与实时性的需要，提出一种基于双金字塔网络的航拍图像路面裂缝检测方法。使用改进Mobilenetv3＿small编码特征，轻量化网络... 详细信息

无人机智能巡检是道路病害检测中较为先进的技术。为兼顾无人机航拍图像复杂背景与噪声干扰下路面裂缝检测精度与实时性的需要，提出一种基于双金字塔网络的航拍图像路面裂缝检测方法。使用改进Mobilenetv3＿small编码特征，轻量化网络；在跳跃连接时，设计了一种阶梯式的特征引导方式，结合混合域注意力机制组成3个不同尺度的特征金字塔融合网络，高效传递多尺度上下文特征；最后在网络深层链接了并行尺度感知金字塔融合模块传递更多细节编码特征。此外，通过权重修正优化了Focal loss和Dice loss联合约束的效果，提高网络训练时对类别不平衡数据的处理能力。自制数据集实验结果表明：这种双金字塔网络的F1＿score和MIoU分别达到87.51%和79.84%，对比CPFNet分别提升了2.39%和3.47%，且模型参数量大幅降低，同时在CFD公开数据集验证了该方法的性能和泛化性。

关键词：轻量化金字塔融合注意力机制裂缝分割损失函数