检索结果-南通市图书馆

作者：魏志伟四川大学

学位级别：硕士

在生物系统中,当产生过多活性自由基并且超过系统的抗氧化能力,或者抗氧化系统受到抑制,再者两种情况同时发生时,会导致氧化应激。过量的活性氧(ROS)会对生物大分子脂质、蛋白质或DNA造成永久的或不可逆转的伤害,抑制它们的正常功能。... 详细信息

在生物系统中,当产生过多活性自由基并且超过系统的抗氧化能力,或者抗氧化系统受到抑制,再者两种情况同时发生时,会导致氧化应激。过量的活性氧(ROS)会对生物大分子脂质、蛋白质或DNA造成永久的或不可逆转的伤害,抑制它们的正常功能。临床研究表明,氧化应激是导致心血管疾病、癌症、神经系统疾病、糖尿病、缺血/再灌注损伤和衰老等多种人类疾病的主要原因之一。抗氧化治疗是目前应对氧化应激相关疾病的主要手段。研究者们通过开发抗氧化剂递送纳米材料和金属基、碳基、以及生物聚合物基等抗氧化纳米材料,在多种氧化应激相关的疾病模型中显示出良好的治疗效果。然而,目前抗氧化材料功能相对单一,难以完全抑制氧化应激状态下的多通道连锁氧化反应。因此研究可以实现多种ROS的广谱清除并应用于复杂环境的抗氧化应激治疗是目前的重要研究方向之一。本论文研究旨在通过模拟生物体内的抗氧化防御系统,基于天然植物多酚具有良好的生物相容性和抗氧化活性,通过多酚和金属离子以及聚合物的温和反应,制备出具有广谱ROS清除性能、多种酶模拟活性的生物基植物多酚抗氧化纳米材料,并对其抗氧化性能和生物安全性进行系统的研究。主要研究内容如下:在第一部分中,受生物体内的抗氧化防御系统——酶类和非酶类抗氧化剂共同作用的启发,将金属基抗氧化纳米材料(FeO NPs)和生物基的抗氧化材料(单宁酸,TA)结合,整合酶类和非酶类抗氧化剂,构建了具有广谱自由基清除功能的纳米材料(FeO@TAn NFs)。FeO@TA NFs可以通过FeO和TA的互补作用实现广谱的自由基清除活性。与FeO NPs相比,基于金属多酚网络的纳米花(FeO@TAn NFs)对HO的分解(POD活性和CAT活性)表现出明显的增强。此外,与传统的表面涂覆法(FeO/PEI/TA NPs)相比,FeO@TAn NFs除具有较好的清除RONS活性和Fe螯合活性外,还具有较好的POD活性和CAT活性,保证了在各种条件下对HO的清除能力。其优异的性能则归因于其独特的纳米花状物理形貌,可以使FeO和TA同时暴露于活性氧条件下。该工作开发的具有良好生物相容性、清除自由基能力和多种模拟酶活性的FeO@TAn NFs,将为构建高效的抗氧化防御系统提供有价值的见解。在第二部分中,为了探索复杂环境中的抗氧化应激材料的作用,在宿主微环境的启发下,我们构建基于多酚的抗菌、抗氧化、抗炎级联纳米药物(Hemin@Phmg-TA-MSN),用于感染部位细菌杀灭-抗氧化治疗,以及病灶区域微环境协同调控。以介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)为载体,在其表面引入金属多酚网络(MPNs),赋予MSNs易功能化涂层,使级联纳米药物具有显著的近红外(NIR)辐照光热转换能力。随后,胍基聚合物(聚六亚甲基胍盐酸盐,Phmg)被偶联到金属多酚网络涂层上,用于原位捕获和杀死局部的病原菌。最后,引入具有过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的血红素(hemin)来增强纳米药物的广谱活性氧清除活性。我们系统研究了近红外光增强的抗菌和抗氧化能力,发现近红外辐射能够显著增强级联纳米药物对细胞内ROS的清除能力以及对金黄色葡萄球菌(***)和大肠杆菌(***)的杀灭能力。体内实验表明,级联纳米药物的近红外光增强抗菌、抗氧化和抗炎活性,能很好地缓解氧化应激状态,调节炎症微环境,显著加速伤口愈合过程。这项工作证明了抗氧化材料在复杂环境中的应用潜力,而且也证明抗感染治疗的焦点不应该局限于细菌消融,对宿主微环境调控也应该受到进一步的关注。本研究基于植物多酚成功构建了多种可以应对不同复杂环境的抗氧化应激纳米材料。这些具有广谱自由基清除能力、多酶模拟活性以及生物相容性的植物多酚基纳米药物有望成为脓毒血症以及感染伤口处理等多种疾病的临床治疗替代品。

关键词：氧化应激抗氧化防御系统自由基清除脓毒血症抗菌微环境调节纳米药物

投资贸易便利化对中国农产品出口二元边际的影响研究

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投资贸易便利化对中国农产品出口二元边际的影响研究

作者：魏志伟河南财经政法大学

学位级别：硕士

全球各经济体的投资便利化和贸易便利化水平都还比较低,两者又是影响贸易往来的重要因素,将两者结合起来研究投资贸易便利化具有重要意义。同时,农产品作为我国主要贸易产品之一,对投资贸易便利化具有较高的敏感性,研究投资贸易便利化... 详细信息

全球各经济体的投资便利化和贸易便利化水平都还比较低,两者又是影响贸易往来的重要因素,将两者结合起来研究投资贸易便利化具有重要意义。同时,农产品作为我国主要贸易产品之一,对投资贸易便利化具有较高的敏感性,研究投资贸易便利化对农产品出口二元边际的影响对我国农产品贸易具有重要意义。本文首先紧扣投资贸易便利化和农产品出口二元边际对相关国内外文献进行分类梳理,然后根据相关基础理论分析投资贸易便利化影响农产品出口二元边际的作用机制。选取50个中国主要农产品出口经济体作为研究对象,通过包含四个一级指标和16个二级指标的投资贸易便利化指标体系科学评估各经济体的投资贸易便利化水平,发现发达国家的市场准入门槛较低,海关环境和基础设施环境较好,从而导致了发达国家投资贸易便利化水平较高,发展中国家投资贸易便利化水平比较低。分析中国农产品出口现状,发现亚洲进口我国农产品额最高,超过了总额的一半,亚洲进口我国农产品种类也是最高,然而,亚洲地区总体投资贸易便利化水平较低,还有较大的提升潜力。在此基础上引入投资贸易便利化建立引力模型实证分析投资贸易便利化及其一级指标对中国农产品出口二元边际的影响,结果表明,在众多解释变量中,投资贸易便利化对中国农产品出口二元边际的促进作用最大。投资贸易便利化一级指标中对中国农产品出口集约边际的影响最大的是基础设施,对扩展边际的影响最大的是市场准入。最后,基于本文研究分析从改善投资贸易便利化角度提出促进农产品出口贸易的建议。

关键词：投资贸易便利化农产品出口二元边际

核电机组蒸汽发生器建模与状态空间模型预测控制的研究

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核电机组蒸汽发生器建模与状态空间模型预测控制的研究

作者：魏志伟东南大学

学位级别：硕士

随着对能源利用环保、清洁、高效及可持续的需求,核电在国内发展的趋势不可阻挡。蒸汽发生器(Steam Generator,SG)作为核动力中衔接核岛与常规岛的一个重要设备,其能否正常稳定的运行决定着整个核电机组能否经济与安全的运行。但SG系统... 详细信息

随着对能源利用环保、清洁、高效及可持续的需求,核电在国内发展的趋势不可阻挡。蒸汽发生器(Steam Generator,SG)作为核动力中衔接核岛与常规岛的一个重要设备,其能否正常稳定的运行决定着整个核电机组能否经济与安全的运行。但SG系统具有高度复杂、非线性、时变、非最小相位的特点,在低功率工况下测量误差较大,动力学特性随运行功率变化而不稳定,且会受到“收缩”与“膨胀”现象带来的影响,这都给SG的水位控制带来障碍与困难。优异高效的控制效果需要更为深入的研究与精确的模型。本文针对SG采用分区与集总参数结合的方式对SG进行机理分析,建立了一个两输入两输出的动态机理模型,并通过DAE微分解法求解模型,得到模型动态特性,采用工程整定法根据动态特性得出传递函数模型;通过现场数据辨识以验证传递函数模型准确性,并设计了基于状态空间模型预测控制方法。本文涉及对象的机理建模、动态特性仿真、模型参数辨识、状态空间模型转化以及基于状态空间模型的预测控制,为解决复杂对象的建模与控制提供了一个完整、清晰、新颖的研究思路。具体研究内容如下:(1)建立SG机理模型。通过质量、能量守恒定律与热力学定律,采用分块与集总参数结合的方法对SG进行机理建模,并对SG水位进行仿真与动态特性的分析。其中分块是对整个SG里的工质在不同阶段的不同状态分别考虑分析,主要分为一回路冷却剂单相段,二回路包括下降段、热水段、沸腾段、汽水分离器段、蒸汽腔室段。集总参数是指针对以上划分的每一段采用集总参数的方法建立模型。并利用MATLAB中针对DAE微分方程的特殊解法,对ODE解算器质量矩阵参数重新分配,并将微分代数方程变换成非线性状态空间形式,以实现微分代数方程的精确求解,从而得到模型动态特性,并采用工程整定法根据动态特性得到传递函数模型。(2)验证所建SG模型。根据现场运行数据,采用改进粒子群优化算法辨识出传递函数模型动静态参数,得到传递函数模型。将经过现场数据辨识的传递函数模型与根据机理模型特性曲线整定的传递函数模型做对比,以证明机理模型的准确与合理。改进粒子群算法的全局搜索能力高效快速,并且克服了基本粒子群等其他智能算法容易陷入局部最优解的问题,具有良好的辨识与寻优能力;(3)调用Matlab中tf2ss函数实现传递函数与状态空间模型的转化从而得到A,B,C矩阵。引入卡尔曼滤波器得到当前时刻状态估计值,并以状态空间增广预测模型代替常规状态空间预测模型,大大优化了推导与计算过程,提高了运算效率。设计了基于状态空间模型的预测控制器,确定预测控制目标函数,求取预测时域内的控制动作增量组,只取控制增量组中的当前控制变量,在下一时刻重新进行控制变量的求取,实现在线滚动优化。对于控制模型与实际设备不一致造成模型失配的问题,采用反馈形式,利用输出误差修正系统模型。

关键词：蒸汽发生器机理建模分块集总参数法粒子群算法热工过程辨识状态空间预测模型蒸汽发生器水位预测控制

乙醇直接合成乙酸乙酯Pd-Zr和Cu-Zr-Co催化剂研究

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乙醇直接合成乙酸乙酯Pd-Zr和Cu-Zr-Co催化剂研究

作者：魏志伟河南师范大学

学位级别：硕士

乙酸乙酯是一种重要的化工原料和环境友好的有机溶剂，广泛用于香料、染料、制药和油漆等工业。乙醇脱氢一步法合成乙酸乙酯，因其能够利用可再生的生物乙醇为原料、过程简单、无腐蚀性、较低毒性等优点，而引起国内外研究者的广泛关注... 详细信息

乙酸乙酯是一种重要的化工原料和环境友好的有机溶剂，广泛用于香料、染料、制药和油漆等工业。乙醇脱氢一步法合成乙酸乙酯，因其能够利用可再生的生物乙醇为原料、过程简单、无腐蚀性、较低毒性等优点，而引起国内外研究者的广泛关注。本论文主要研究Cu-Zr-Co和Pd/Zr-SBA-15催化剂的制备、表征及其在乙醇脱氢一步法合成乙酸乙酯反应中的应用。具体内容包括两个部分：第一部分，分别采用反滴加共沉淀法、正滴加共沉淀法、溶胶凝胶法合成了一系列Cu-Zr-Co催化剂，详细考察了Cu-Zr-Co催化剂制备方法、原料配比、焙烧温度，预处理温度、反应条件等对乙醇脱氢合成乙酸乙酯反应的影响，并通过X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、程序升温还原(H-TPR)、程序升温脱附(NH-TPD)等方法对催化剂进行了表征。结果表明：与其他方法相比，以NaCO为沉淀剂，采用反滴加共沉淀法制备的Cu-Zr-Co催化剂具有较大的比表面积，较小粒径的Cu，且存在较多表面酸中心，在乙醇脱氢反应中呈现较好的催化性能。添加少量CoO能有效提高Cu-Zr催化剂表面CuO的分散度，促使形成小颗粒Cu，从而显著提高了催化剂活性。同时，添加的CoO还能增加催化剂表面的酸中心数目，促进乙酸乙酯合成反应的进行。焙烧温度较低时，催化剂比表面积和孔容较小，催化活性低，而高温焙烧将使催化剂比表面积和孔容下降，表面Cu颗粒增大，催化活性下降。其中，400℃焙烧的催化剂具有最高的活性。预还原温度影响催化剂表面Cu的数量和分布情况，从而显著影响乙醇的转化率和乙酸乙酯的选择性，在300℃下还原的催化剂对合成乙酸乙酯反应具有较好的催化性能。在原料气空速(GHSV)=1.2min-1和200℃的优化条件下，乙酸乙酯的选择性为80.2%，乙醇的转化率达85.0%。第二部分，采用浸渍法合成一系列Pd/Zr-SBA-15分子筛催化剂，详细考察了其在乙醇氧化脱氢合成乙酸乙酯反应中的催化性能，并采用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、程序升温脱附(NH-TPD)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)表征了催化剂的结构。结果表明，与其它载体相比，采用水热法合成的SBA-15具有适当的孔径、较大的比面积、高度有序的孔道结构，有利于活性组分的分散以及反应物和产物分子在载体上的内扩散，所制备催化剂的活性较高。添加少量Zr能提高活性组分Pd的分散度，改善催化剂活性，但添加大量的Zr将堵塞分子筛的孔道，导致催化剂比表面积下降，催化活性降低。同时，添加少量的Zr也能增加催化剂弱酸中心的数目，有利于乙酸乙酯合成反应的进行。当Zr含量为10%时，催化剂活性最高。在催化剂用量1ml、反应温度120℃、GHSV=1.8min-1的优化条件下，乙醇转化率为76%，乙酸乙酯选择性为62.4%。

关键词：乙醇乙酸乙酯脱氢 Cu-Zr-Co催化剂 Pd-Zr催化剂

基于候选区域尺度适应的航拍图像目标检测算法研究

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基于候选区域尺度适应的航拍图像目标检测算法研究

作者：魏志伟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近几年,随着无人机广泛的普及,航拍图像的目标检测被运用在越来越多的领域中,包括监控安防、灾难搜救、边境巡查等。目标检测能极大地提高无人机的环境感知能力,是实现多任务、多场景无人机智能化的核心技术。相比地面场景的图像数据集... 详细信息

近几年,随着无人机广泛的普及,航拍图像的目标检测被运用在越来越多的领域中,包括监控安防、灾难搜救、边境巡查等。目标检测能极大地提高无人机的环境感知能力,是实现多任务、多场景无人机智能化的核心技术。相比地面场景的图像数据集,航拍图像数据集有着独特的数据分布,导致通用目标检测算法无法直接运用在航拍场景。航拍图像中目标检测的难点包括小目标检测精度低、目标尺度差异大和类别间数量不平衡。现有方法大部分采用基于候选区域检测的思想,该类方法将航拍检测分为两个阶段,第一阶段采用不同策略提取目标局部聚集的候选区域,第二阶段对所有候选区域调整后检测。现有工作未能很好地解决上述航拍检测中的难点,受该类方法启发,本文提出一个适用于航拍场景的高精度目标检测框架,设计了候选区域生成模块、尺度适应模块和类别平衡模块。本文算法先预测航拍图像的候选区域,随后依据尺度信息调整候选区域,最后对候选区域逐个检测,并将所有区域检测结果相融合。在候选区域生成模块中,本文首先提出密度图引导的候选区域生成方法,本文提出一个双分支结构的密度预测模型和密度图引导的尺度估计方法,由于该候选区域生成方法存在处理步骤过多的问题,故本文提出另一种尺度感知的候选区域预测方法,该方法将候选区域预测任务和尺度估计任务融入到一个模型,将尺度估计任务由回归问题转变为分类问题,实现端到端的候选区域生成。在尺度适应模块中,本文提出一种迭代式的切分和填充算法来调整候选区域内目标的相对尺度,并将该算法从模型的测试阶段扩展到训练阶段。在类别平衡模块中,本文改进前人基于目标重采样的类别方法,提出使用掩码作为重采样单位,探讨在无掩码标签的检测数据集中获取目标掩码的方法,并利用图像的局部信息优化重采样策略。本文在两个航拍图像数据集上进行实验,验证算法框架中各模块的有效性。相比近两年的航拍检测算法,本文算法的检测精度在Vis Drone和UAVDT数据集上均超过以往的大部分工作,实验结果表明,本文算法在精度上具有优势。

关键词：航拍图像目标检测候选区域尺度适应类别不平衡

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数据链集成端机中DSP子系统的设计与实现

数据链集成端机中DSP子系统的设计与实现

作者：魏志伟北京邮电大学

学位级别：硕士

随着现代化战争向信息化迈进,战术数据链在军事通信中的重要性与日俱增。同时,各国为了满足不断变化的作战需求先后开发了多种数据链系统,但是不同数据链系统之间不能进行信息交互,导致了数据链发展面临着多数据链共存的局面。为了应对... 详细信息

随着现代化战争向信息化迈进,战术数据链在军事通信中的重要性与日俱增。同时,各国为了满足不断变化的作战需求先后开发了多种数据链系统,但是不同数据链系统之间不能进行信息交互,导致了数据链发展面临着多数据链共存的局面。为了应对这个问题,数据链系统集成技术应运而生。在国内,随着对战术数据链研究的深入,多数据链集成技术已经成为了热门课题。作者所在实验室针对该课题,提出了一整套多战术数据链系统集成端机的设计方案,实现了一种高性能的数字通信收发机。作者参与到该项目中,主要负责基于DSP的Link11数据链路系统的设计和实现。首先,本文对战术数据链国内外的发展情况作了研究,并说明了本课题研究的意义,然后介绍了项目中使用的DSP芯片,讲解了工程实现中涉及的关键技术,以及实现过程中遇到的难点问题。随后,阐述了数据链路接口的设计思路和实现过程,包括用于主机和DSP通信的NDK接口以及DSP和FPGA数据交互的McBSP接口。实现了主机、DSP与FPGA之间的互联通信,为链路层的功能设计实现提供了基础通信接口。最后,根据数字基带收发系统的设计方案,基于TMS320C6657 DSP芯片完成工程实现。DSP内部采用模块化的解决方式,实现了系统底层链路控制模块、数据发送模块以及数据接收模块。数据发送模块主要包括同步序列生成、数据序列生成和D8PSK调制;数据接收模块主要包括同步、解调和维特比译码。随后对每个功能模块进行了测试验证,在此基础之上对整个数字基带收发系统进行了连通性和稳定性的测试验证。

关键词：战术数据链 DSP NDK McBSP 数字基带收发系统

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硅基微环谐振腔器件的传感特性研究

硅基微环谐振腔器件的传感特性研究

作者：魏志伟深圳大学

学位级别：硕士

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建筑行业国有企业重组及改制研究

建筑行业国有企业重组及改制研究

作者：魏志伟四川大学

学位级别：硕士

我国加入WTO后，其经济的国际化、自由化的趋势将成为不可逆转的潮流。国有企业作为国民经济的主体在推动经济的国际化和自由化方面将发挥出巨大的潜能。然而经济的国际化和自由化带来的不仅仅是机遇，同时也伴随着更加严峻的挑战。尤... 详细信息

我国加入WTO后，其经济的国际化、自由化的趋势将成为不可逆转的潮流。国有企业作为国民经济的主体在推动经济的国际化和自由化方面将发挥出巨大的潜能。然而经济的国际化和自由化带来的不仅仅是机遇，同时也伴随着更加严峻的挑战。尤其是对于我国的建筑行业来讲，入世对建筑市场将产生强烈的冲击，同时也将带来法律制度的完善和市场行为的规范。市场的竞争必将导致市场结构的改变和新的机会增加，建筑企业间的联合、兼并重组将变得十分频繁，通过多种形式来整合资源以实现最有效的资源配置和最优的市场效率将成为企业立足于市场的必然的战略选择。在这一过程中，一部分具有核心竞争力的企业将更加适应市场，获得更好的发展机会和发展机遇，而另一部分企业由于固守陈规，不进行变革，将无法适应市场的变化，最终被市场所淘汰。而目前我国的建筑企业，尤其是国有大型建筑企业，由于传统机制的影响一直处于高成本、低盈利甚至是亏损的发展阶段，如果不能从根本上消除制度的障碍，被市场淘汰的命运是不可避免的。因此，对于我国的国有大型建筑企业来讲，如何在这个充满机遇和挑战的环境中，把握时机，走出困境将显得尤为重要。本文正是以此为背景，从我国国有企业改制的现状描述入手，对我国国企改制问题的历史进程进行了回顾和分析，并就改制中所面临的风险和机遇进行了论述，同时对我国国企改制中存在的主要问题从改制的方式、改制的思想误区以及改制的制约因素三个方面进行了深入的剖析。由于行业特征不同导致不同行业的发展阶段、行业的生命周期、市场结构、竞争结构都存在很大的诧异，行业中企业的改制模式也必然存在很大的诧异，因此行业特征成为影响行业中四川大学硕士学位论文企业改制模式选择的重要因素。为此，论文在分析了国企改制的模式、途径以及行业特征的基础上，提出我国大型国有建筑企业改制可选取的几种模式，然后从定量和定性相结合的角度对可选择的模式进行了分析，从而提出了我国大型国有建筑企业改制的最优改制模式。最后，在上述理论研究的基础上，以中国建筑第六工程局土木工程公司的改制方案的研究为例，对上述的改制模式进行了实证的分析，从而证实了本文理论研究的价值，同时也为我国大型国有建筑企业的改制提供了有价值的参考。关键词:国企改制建筑行业行业特征市场结构

关键词：国企改制建筑行业行业特征市场结构

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空巢老人智能产品的情感化设计研究

空巢老人智能产品的情感化设计研究

作者：魏志伟北京林业大学

学位级别：硕士

随着中国步入老龄化社会,空巢老人的数量也正以前所未有的速度直线式增长,老年人“空巢化”的比例也达到了历史的新高,这为我国养老产业发展带来了更为严峻的挑战。智能化与大数据化时代的到来为空巢老人居家养老带来了机遇,本课题意在... 详细信息

随着中国步入老龄化社会,空巢老人的数量也正以前所未有的速度直线式增长,老年人“空巢化”的比例也达到了历史的新高,这为我国养老产业发展带来了更为严峻的挑战。智能化与大数据化时代的到来为空巢老人居家养老带来了机遇,本课题意在通过设计的手段拉近空巢老人与时代的距离,帮助他们解决日常生活中遇到的具体问题。本文从空巢老人在生活中遇到的实际问题出发,将情感化设计的理念融入到空巢老人智能产品的设计研究中,提出相关的设计原则和方法,并通过具体的设计实践来帮助空巢老人解决生活问题。首先,从空巢老人的生理与心理特征入手,探讨目前我国空巢老人情感缺失的表现及其后果,从而确定空巢老人情感需求的主要方面以及其与现实之间的矛盾;其次,通过问卷调查的方式对空巢老人进行用户调研,根据空巢老人这一用户群体的行为认知特性深入挖掘身边空巢老人的生活习惯以及对于智能产品的需求点,并找到空巢老人在饮食方面的矛盾点;最后,根据情感化设计理念归纳出此次空巢老人智能产品情感化设计的设计方法及设计原则,并通过后续具体的多功能智能料理机的设计实践加以验证。本文的创新之处在于将情感化设计的理念与空巢老人的实际需求相结合,从空巢老人的生理及心理特征入手,构建多功能智能料理机的设计模型来满足空巢老人对健康饮食方面的需求。本文研究不仅从设计的角度拉近了空巢老人与智能时代的距离,还进一步丰富了空巢老人智能产品的设计途径,为今后的其它空巢老人产品设计提供了新的参考依据。

关键词：老龄化空巢老人居家养老智能产品情感化设计

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基于深度CNN特征的安全图像检索

基于深度CNN特征的安全图像检索

作者：魏志伟西安电子科技大学

学位级别：硕士

在云计算时代下,安全图像检索已经成为图像数据库中的一项重要应用,同时也是多媒体和云计算领域的研究热点和难点。图像特征作为安全图像检索的核心,对其进行保护是防止用户信息泄露的关键之一。这些图像特征,如方向梯度直方图、尺度不... 详细信息

在云计算时代下,安全图像检索已经成为图像数据库中的一项重要应用,同时也是多媒体和云计算领域的研究热点和难点。图像特征作为安全图像检索的核心,对其进行保护是防止用户信息泄露的关键之一。这些图像特征,如方向梯度直方图、尺度不变特征变换和卷积神经网络(CNN)等,过去一直被认为是具有机密性的。但最近的一些研究表明,基于这些图像特征重构出的图像与原始图像具有极高的视觉相似性。因此,图像特征潜在不可估量的信息泄露问题,不再具有机密性。然而,目前针对特征保护的图像检索研究较少,且安全性和准确率较低,因而无法应用于实际中。所以,对图像特征进行有效地保护是避免外包至云端的机密性图像检索任务中敏感图像数据泄露的关键,同时也是一个巨大挑战。本文在介绍云端数据泄露和基于图像特征重构图像的基础上,系统地阐述了安全图像检索的相关内容及研究现状。本文关注外包至云端的基于CNN特征的图像检索任务上潜在的特征信息泄露的问题,并针对CNN特征保护开展大规模安全图像检索的研究。本论文的主要创新性成果如下:(1)提出了一种基于CNN分类层特征的图像检索算法。通过提取CNN分类层特征作为代表图像的全局描述符,可以实现端到端的检索方式,避免了其他额外操作带来的计算开销和误差。同时,CNN分类层特征作为一个概率向量包含了丰富的语义信息,可以解决语义鸿沟的问题。实验结果表明,该方法有效地提高了CNN特征在图像检索上的精度。(2)提出了一种基于安全近似最近邻(SANN)的大规模安全图像检索框架。该方法对外包至云端的特征和图像分别进行加密,并通过不泄露查询对象本身的安全陷门向云端发送查询请求,从而对CNN特征和图像进行有效的保护。该方法通过获取与查询陷门相关的加密候选集,并在客户端上解密后计算k近邻结果,从而实现加密数据上高效的图像检索。本文基于所提出的安全框架,通过利用两种不同的SANN方法,提出了基于单交互可重用的安全近似最近邻(RS-SANN)的大规模安全图像检索算法和基于基于划分的安全近似最近邻(SANNp)的大规模安全图像检索算法。最后对CNN特征和框架的安全性以及本文方法的性能进行理论分析,证明了算法的安全性和高效性。最后,本文在两个大规模的真实图像数据集上进行了大量的实验。实验结果表明本文提出的安全框架对各种不同CNN模型和SANN算法具有通用性。此外,实验结果也表明本文提出的安全框架可以与原始CNN模型保持相当的检索精度以及快速的响应速度。

关键词：特征保护图像检索云计算安全近似最近邻卷积神经网络