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轻量化YOLOv8的小样本钢板缺陷检测算法

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计算机工程与应用 2024年第9期60卷 90-100页

作者：窦智高浩然刘国奇常宝方河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007

钢板的表面积较大,表面缺陷非常常见,且呈现多类少量的特点。深度学习很难有效应用于此类小样本缺陷的检测中。为了解决此问题,提出一种基于轻量化YOLOv8的小样本钢板缺陷检测算法,提出一种基于模糊搜索的交互式数据增强算法,可有效解... 详细信息

钢板的表面积较大,表面缺陷非常常见,且呈现多类少量的特点。深度学习很难有效应用于此类小样本缺陷的检测中。为了解决此问题,提出一种基于轻量化YOLOv8的小样本钢板缺陷检测算法,提出一种基于模糊搜索的交互式数据增强算法,可有效解决训练样本缺失导致网络模型无法得到有效训练的问题,使深度学习应用于该领域成为可能。设计LMSRNet(lightweight multi-scale residual networks)网络替换YOLOv8的主干,以实现网络模型的轻量化,并提高其可移植性。提出CBFPN(context bidirectional feature pyramid network)和ECSA(efficient channel spatial attention)模块,使网络能更有效地提取并融合伤痕特征,同时采用Wise-IoU损失函数以提高检测性能。对比实验结果表明,与原YOLOv8算法相比,改进后的网络参数量只有原网络的30%,计算量是原网络的49%,FPS提高了9帧/s,精确率、召回率、mAP分别提高了2.9、6.5、5.5个百分点,实验结果充分验证了该算法的优势。

关键词：缺陷检测小样本 YOLOv8 轻量化网络注意力机制

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不同花色甘蓝型油菜花瓣转录组初步分析

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 51-61页

作者：高浩然滕守连罗玉秀青海大学生态环境工程学院青海西宁810016

【目的】鉴别不同花色甘蓝型油菜花瓣花青素合成相关差异表达基因(DEGs),为油菜花色形成机理研究奠定基础。【方法】以甘蓝型红花油菜与黄花油菜杂交和回交获得的B 1C 1群体为材料,分别用Na(NO_(2))_(2)-Al(NO_(3))_(3)-NaOH显色法和pH... 详细信息

【目的】鉴别不同花色甘蓝型油菜花瓣花青素合成相关差异表达基因(DEGs),为油菜花色形成机理研究奠定基础。【方法】以甘蓝型红花油菜与黄花油菜杂交和回交获得的B 1C 1群体为材料,分别用Na(NO_(2))_(2)-Al(NO_(3))_(3)-NaOH显色法和pH示差法测定红花和黄花总黄酮和总花青素含量。取7月份油菜初花期花瓣,分别构建黄花和红花cDNA文库,利用高通量测序技术获得其转录组数据,筛选DEGs,随后利用生物信息学方法对DEGs进行GO和KEGG分析;用MapMan注释和鉴别出花瓣花青素合成相关基因;并用qRT-PCR技术进行验证。【结果】甘蓝型黄花油菜花瓣中的总黄酮和总花青素含量明显低于红花油菜。经转录组分析,从黄花油菜和红花油菜初花期花瓣中共获得2824个DEGs,其中红花油菜花瓣中多数基因负调控表达。KEGG富集分析显示,2368个DEGs显著富集到124个KEGG代谢通路,其中代谢途径的差异基因最多(461个),次生代谢的生物合成差异基因次之(266个);GO富集分析显示,2824个DEGs注释到分子功能、细胞组分和生物过程3种功能类型,其中生物过程中的细胞过程、代谢过程、刺激反应和生物调节的DEGs分别有1546,1198,983和704个基因。MapMan分析结果显示,花青素生物合成途径差异表达的结构基因有34个,其中7个上调表达,27个下调表达,表达倍数均达极显著水平。相关转录因子鉴定结果显示,参与花青素合成的转录因子有56个,其中MYB家族转录因子34个,bHLH家族转录因子22个,未找到WD40。对鉴定出的花青素合成相关的5个基因(3个结构基因和2个转录因子)进行qRT-PCR验证,结果与转录组分析结果一致。【结论】甘蓝型油菜花瓣的黄色与红色是由其内总黄酮和总花青素含量不同所致;甘蓝型油菜黄色花瓣和红色花瓣中鉴别出的差异表达结构基因和转录因子是导致不同花色花瓣总黄酮和总花青素含量差异的关键基因;甘蓝型红花油菜的花青素合成途径中仅有MYB和bHLH转录因子发挥作用。

关键词：甘蓝型油菜转录组学花色花青素总黄酮

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速度—密度双参数重震联合反演方法

能源与环保 2024年第3期46卷 91-97页

作者：高浩然吴国忱中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

速度和密度参数在地震资料处理和储层预测中发挥着重要作用,然而多参数间的相互耦合使密度在全波形反演中难以重构。为获得更准确的密度信息,将重力梯度数据纳入全波形反演过程,优化密度更新算法,并制定了一种重震联合反演策略。首先,... 详细信息

速度和密度参数在地震资料处理和储层预测中发挥着重要作用,然而多参数间的相互耦合使密度在全波形反演中难以重构。为获得更准确的密度信息,将重力梯度数据纳入全波形反演过程,优化密度更新算法,并制定了一种重震联合反演策略。首先,通过重力梯度数据反演,获得反映地下介质整体密度信息的初始模型,再进行速度—密度参数同步联合反演目标函数的构建及求解。本文方法避免了先验速度—密度关系的限制,降低了对初始模型的依赖程度,模型试算结果表明,重力梯度数据的加入改善了波形反演密度结果的质量,验证了该方法的有效性和准确性,具有较大的应用潜力。

关键词：重震联合反演密度反演声波方程等效交错网格深度加权

Influence of transition metals(Sc,Ti,V,Cr,and Mn)doping on magnetism of CdS

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Chinese Physics B 2020年第11期29卷 485-491页

作者： Zhongqiang Suo Jianfeng Dai Shanshan gao haoran gao School of Science Lanzhou University of TechnologyLanzhou 730050China State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Nanoferrous Metals Lanzhou 730050China

The influence of transition metals(Sc,Ti,V,Cr,and Mn)doping at different distances on the magnetism of CdS is studied by using generalized gradient approximation combined with Hubbard U in the VASP *** results show that the doping systems are more stable,easy to form,and the wurtzite structure of CdS is not *** is found that the systems are antiferromagnetic(AFM)when nearest neighbor doping,which is attributed to the direct charge transfers between two impurity *** systems are ferromagnetic(FM)when the doping distance increases further,since the double exchange interactions are observed among the 3d orbital of the transition metal,the Cd-5s and the S-3p orbitals are at conduction band *** also found that the total magnetic moment of each ferromagnetic system increases with the order of SC to Mn-doping,the spin polarizability of Cr-doping system is 100%.The estimated Curie temperature indicates that the Cr-and Mn-doped CdS in this paper can achieve room-temperature ferromagnetic characteristics,especially the Cr doping is the most *** TM-doping does not destroy the semiconductor characteristics of the ***,the TM-doped CdS can be used as an ideal dilute magnetic semiconductor functional material.

关键词： transition metals doping electronic structure magnetism CdS Curie temperature

倾向性评分匹配分析硬膜囊内型腰椎间盘突出症的相关危险因素

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中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3199-3205页

作者：高浩然张鹤龄贾方林郭迪经历史耀洲宋汉林高啸冯虎徐州医科大学附属医院江苏省徐州市221000 徐州市中心医院江苏省徐州市221009 徐州矿务集团总医院江苏省徐州市221006

背景:根据腰椎间盘组织突出的不同位置可以将其分为诸多类型,其中硬膜囊内型腰椎间盘突出症患者的临床症状严重,极大影响患者的生活质量,因此研究其发病的危险因素,提高术前诊断率,对该病的治疗与预防具有重要意义。目的:探讨硬膜囊内... 详细信息

背景:根据腰椎间盘组织突出的不同位置可以将其分为诸多类型,其中硬膜囊内型腰椎间盘突出症患者的临床症状严重,极大影响患者的生活质量,因此研究其发病的危险因素,提高术前诊断率,对该病的治疗与预防具有重要意义。目的:探讨硬膜囊内型腰椎间盘突出症发生的危险因素。方法:回顾性分析徐州市3家医院自2014年5月至2022年11月收治的囊内型腰椎间盘突出症患者15例(突入组),并运用倾向性评分按照1∶4的比例与未突入硬膜的腰椎间盘突出症患者进行匹配,共筛选出59例纳入未突入组。观察两组临床资料,采用单因素和二元逻辑回归分析、多元线性回归、PROBIT回归分析法明确硬膜囊内型腰椎间盘突出症的相关危险因素。结果与结论:①单因素分析结果示,突入组与未突入组的平均病程、突出节段、改良Pfirrmann分级、骶骨倾斜角、既往腰椎手术史占比、重体力劳动占比、腰椎管狭窄占比、马尾神经冗余占比及后纵韧带骨化占比相比,差异均有显著性意义(P<0.05);②多因素回归分析显示病程时间、突出节段、腰椎手术史、改良Pfirrmann分级、马尾神经冗余、腰椎管狭窄是发生硬膜囊内型腰椎间盘突出症的独立危险因素;③根据影响因素构建的受试者工作特征曲线图显示,曲线下面积为0.956(95%CI:0.913-0.998),具有较好的区分度;④提示病程时间、突出节段、腰椎手术史、改良Pfirrmann分级、马尾神经冗余、腰椎管狭窄与硬膜囊内型腰椎间盘突出症的发病率存在显著相关性。

关键词：硬膜囊内型腰椎间盘突出症腰椎间盘突出症倾向性评分匹配危险因素受试者工作特征曲线

D-氨基酸增强型杀菌剂对三种金属材料腐蚀行为的影响

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材料导报 2024年第20期38卷 205-210页

作者：胥聪敏李雪丽朱文胜朱世东杨兴高豪然孙姝雯西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 中海油常州涂料化工研究院有限公司江苏苏州213000

采用生物培养技术、杀菌过程评价、失重实验、电化学测试、表面分析等测试手段,研究了D-氨基酸增强型杀菌剂对45#碳钢、316L不锈钢和H62黄铜在硫酸盐还原菌(SRB)+铁氧化菌(IOB)混合菌中的耐蚀行为及机理的影响。结果表明,无杀菌剂时三... 详细信息

采用生物培养技术、杀菌过程评价、失重实验、电化学测试、表面分析等测试手段,研究了D-氨基酸增强型杀菌剂对45#碳钢、316L不锈钢和H62黄铜在硫酸盐还原菌(SRB)+铁氧化菌(IOB)混合菌中的耐蚀行为及机理的影响。结果表明,无杀菌剂时三种金属的年腐蚀深度排序为45#碳钢(0.1042 mm/a)>H62黄铜(0.0456 mm/a)>316L不锈钢(0.0073 mm/a)。混合菌中的SRB和IOB具有协同作用,进而加速了金属材料腐蚀。加入杀菌剂后,混合菌中SRB和IOB的杀菌率分别超过了99%和90%,三种金属的极化曲线均向左移,i_(corr)均有不同程度的下降,腐蚀速率均显著降低,且点蚀坑的深度和数量明显减少;微生物代谢产物中的P、S含量显著减少,说明活菌数量急剧降低。无论有/无杀菌剂条件下,316L不锈钢因表面易生成氧化铬钝化膜而使其耐蚀性能最好,H62黄铜因Cu^(2+)有杀菌作用而使其耐蚀性较好。杀菌剂中的四羟甲基硫酸磷(THPS)可改变细胞酶和蛋白质的性质,导致细菌死亡,且D-氨基酸可分解金属表面的生物膜,使细菌由难杀灭的固着态转变为易杀灭的浮游态,提高了杀菌效果,同时避免了高浓度的胞外聚合物(EPS)形成,从而降低了金属的腐蚀速率。

关键词： D-氨基酸杀菌剂混合菌生物膜金属耐蚀性

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特异小样本工业产品表面缺陷检测方法研究

河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 88-96页

作者：郑李明许天赐高浩然李庆华胡晨光窦智金陵科技学院机电工程学院南京211169 河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007 莱芜钢铁集团银山型钢铁有限公司济南271104

基于机器视觉的工业产品表面缺陷检测设备和系统大量应用在工业制造领域,目前其难点在于工业检测数据的采集,由于训练样本缺失导致深度学习网络模型无法有效训练.为解决上述问题,首先,提出一种基于不规则掩码的伤痕样本生成算法,改善了... 详细信息

基于机器视觉的工业产品表面缺陷检测设备和系统大量应用在工业制造领域,目前其难点在于工业检测数据的采集,由于训练样本缺失导致深度学习网络模型无法有效训练.为解决上述问题,首先,提出一种基于不规则掩码的伤痕样本生成算法,改善了钢板表面缺陷检测任务中特异小样本数据集正负样本不均衡的情况;然后,在YOLOv8主干网络引入MHSA多头自注意力,提高对钢板表面缺陷的关注度;最后,使用SIoU替换原损失函数,增强网络模型的定位能力,提高检测的准确性.基于热轧钢板表面缺陷检测问题的实验结果表明,该方法能够有效解决特异小样本工业探伤的具体问题.

关键词：深度学习目标检测 YOLOv8 注意力机制数据增强特异小样

Artificial rabbit optimization algorithm based on chaotic mapping and Levy flight improvement

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The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications 2024年第4期31卷 54-69页

作者： Wu Jin Su Zhengdong gao Yaqiong Feng haoran School of Electronic Engineering Xi’an University of Posts and TelecommunicationsXi’an 710121China

An artificial rabbit optimization(ARO)algorithm based on chaotic mapping and Levy flight improvement is proposed,which has the advantages of good initial population quality and fast convergence compared with the traditional ARO algorithm,called *** is improved by applying three *** mapping is introduced,which can optimize the quality of the initial population of the *** Levy flight in the exploration phase,which can avoid the algorithm from falling into a local *** threshold of the energy factor is optimized,which can better balance exploration and *** efficiency of CLARO is tested on a set of 23 benchmark function sets by comparing it with ARO and different meta-heuristics *** last,the comparison experiments conclude that all three improvement strategies enhance the performance of ARO to some extent,with Levy flight providing the most significant improvement in ARO *** experimental results show that CLARO has better results and faster convergence compared to other algorithms,while successfully addressing the drawbacks of ARO and being able to face more challenging problems.

关键词： CLARO chaotic mapping Levy flight convergence

Analysis of dark soliton generation in the microcavity with mode-interaction

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Chinese Physics B 2021年第2期30卷 330-335页

作者： Xin Xu Xueying Jin Jie Cheng haoran gao Yang Lu Liandong Yu School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering Hefei University of TechnologyHefei 230009China

Mode-interaction plays an important role in the dark soliton generation in the microcavity. It is beneficial to the excitation of dark solitons, but also facilitates a variety of dark soliton states. Based on the non-normalized Lugiato-Lefever equation, the evolution of dark soliton in the microcavity with mode-interaction is investigated. By means of mode-interaction, the initial continuous wave(CW) field evolves into a dark soliton gradually, and the spectrum expands from a single mode to a broadband comb. After changing the mode-interaction parameters, the original modes which result in dual circular dark solitons inside the microcavity, are separated from the resonant mode by 2 free spectral ranges(FSR). When the initial field is another feasible pattern of weak white Gaussian noise, the large frequency detuning leads to the amplification of the optical power in the microcavity, and the mode-interaction becomes stronger. Then, multiple dark solitons, which correspond to the spectra with multi-FSR, can be excited by selecting appropriate mode-interaction parameters. In addition, by turning the mode-interaction parameters, the dark soliton number can be regulated, and the comb tooth interval in the spectrum also changes accordingly. Theoretical analysis results are significant for studying the dark soliton in the microcavity with mode-interaction.

关键词： dark soliton microcavity mode-interaction