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近邻一致性策略下的图像深度聚类算法研究

山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：钱宇华程占文李飞江王婕婷山西大学大数据科学与产业研究院山西大学计算智能与中文信息处理教育部重点实验室

图像聚类是计算机视觉领域的一项重要任务，尽管已经提出许多方法来解决图像聚类任务，但目前基于表示的深度聚类方法主要依赖于样本的判别性表示能力。然而，除了判别性表示外，还应该考虑同类样本分配概率的一致性，使得学习到的样本... 详细信息

图像聚类是计算机视觉领域的一项重要任务，尽管已经提出许多方法来解决图像聚类任务，但目前基于表示的深度聚类方法主要依赖于样本的判别性表示能力。然而，除了判别性表示外，还应该考虑同类样本分配概率的一致性，使得学习到的样本表示空间同时具备判别性、稳定性和一致性。基于此，本文使用近邻一致性策略对图像深度聚类算法进行研究，该方法由两阶段组成，第一阶段为表示学习阶段，训练了一个卷积自编码器，构建初始特征空间；第二阶段为聚类阶段，使用样本的近邻一致性作为聚类约束，并引入样本稳定性增强近邻一致性，通过迭代优化聚类损失，在第一阶段的基础上对卷积编码器的网络参数进行微调，获得最终的聚类分布。该方法在聚类时主要考虑每一样本与其最近邻样本分配概率的一致性，充分挖掘同类样本间的相似关系，获得紧密的样本分布。实验结果表明，在五个图像数据集上，本文提出的方法优于典型的聚类算法。

关键词：深度聚类图像自编码器

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缓解多维缩放方法中的随机一致性

山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：钱宇华杨瑜王婕婷山西大学大数据科学与产业研究院山西大学计算智能与中文信息处理教育部重点实验室

在机器学习领域中，样本随机性及随机一致性现象广泛存在于分类、聚类等任务中。当样本有限时，由于样本随机性的存在，样本协方差矩阵的特征值分解可能会具有随机一致性，使用样本特征值与特征向量来估计总体特征值与特征向量时会存在... 详细信息

在机器学习领域中，样本随机性及随机一致性现象广泛存在于分类、聚类等任务中。当样本有限时，由于样本随机性的存在，样本协方差矩阵的特征值分解可能会具有随机一致性，使用样本特征值与特征向量来估计总体特征值与特征向量时会存在误差。类似地，多维缩放方法（Multidimensional Scaling,MDS）方法中涉及内积矩阵B的特征值分解，结果也可能具有随机一致性，最后得到的样本低维坐标可能会存在误差，导致模型性能下降。为了提高模型的估计准确度和算法的稳定性，聚焦于研究MDS内积矩阵B的特征值分解中的随机一致性问题，并引入平均思想，使用平均特征向量表示总体特征向量。为了更好的拟合数据真实分布，首先对数据进行多次均匀抽样，其次分析在协方差分解过程中缓解随机一致性的意义及必要性，最后提出缓解随机一致性的多维缩放方法（EMDS）。在6个公开UCI数据集进行分类实验验证，实验结果表明，相比于原始MDS方法，EMDS降维后的数据具有更高的分类准确率。

关键词：随机一致性 MDS 分类

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高粱BZR基因的鉴定及与籽粒性状关联分析

植物遗传资源学报 2024年

作者：赵娟莹李金彪李皓翔王绘艳张晓娟范昕琦梁笃郭琦柳青山张一中山西农业大学高粱研究所山西农业大学农学院山西农业大学社会服务部

油菜素内酯（BR，brassinosteroids）是植物体内存在的一种重要激素，在调控植物生长发育及抵抗多种环境胁迫过程中发挥作用。BZRs转录因子是BRs信号途径中的关键调节因子，通过调控靶基因的表达传递BRs信号。为了深入研究高粱BZRs基因... 详细信息

油菜素内酯（BR，brassinosteroids）是植物体内存在的一种重要激素，在调控植物生长发育及抵抗多种环境胁迫过程中发挥作用。BZRs转录因子是BRs信号途径中的关键调节因子，通过调控靶基因的表达传递BRs信号。为了深入研究高粱BZRs基因的生物学特性及功能，本研究从高粱基因组中鉴定获得10个BZR基因，这些基因在进化上被分为4组。组织特异性表达分析显示，SbBZR3、SbBZR4和SbBZR10在多个组织中高表达，且均在籽粒发育过程中的表达量较高。同时，基于340份高粱种质资源的重测序结果及籽粒性状表型数据，鉴定SbBZRs的优异等位变异，结果表明，SbBZR3的优异等位变异SbBZR3-SNP458（T）与粒长显著相关，SbBZR10的优异等位变异SbBZR10-SNP660（A）与粒长、粒宽和千粒重显著相关，且在进化过程中SbBZR3-SNP458（T）和SbBZR10-SNP660（A）均受到了人工选择。本研究不仅为揭示高粱BZRs基因的作用机制奠定了基础，也将为利用优异等位基因改良籽粒大小、促进高产高粱新种质的创制提供参考。

关键词：高粱 BZR基因籽粒性状等位变异

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桂枝芍药知母汤治疗类风湿关节炎之新解

时珍国医国药 2024年第4期35卷 942-944页

作者：兰伟昆唐祖宣孟庆良马俊福河南省中医院河南郑州450000 邓州市中医院河南邓州474150

桂枝芍药知母汤是治疗类风湿关节炎(RA)的经典经方,文章运用四位一体的理论分析探讨桂枝芍药知母汤治疗RA的机制。桂枝芍药知母汤的方性为以温热为主;方位主要以体表、脾胃、中焦、卫表、太阴经、少阴经、阳明经为主;方势以发散为主;方... 详细信息

桂枝芍药知母汤是治疗类风湿关节炎(RA)的经典经方,文章运用四位一体的理论分析探讨桂枝芍药知母汤治疗RA的机制。桂枝芍药知母汤的方性为以温热为主;方位主要以体表、脾胃、中焦、卫表、太阴经、少阴经、阳明经为主;方势以发散为主;方证以寒热错杂为主,从性、位、势、证四个方面进一步探析了桂枝芍药知母汤治疗RA的机理,为经方的理论探讨以及临床应用提供新思路。

关键词：四位一体桂枝芍药知母汤类风湿关节炎

球轴承外圈沟道圆弧轨迹进给ELID磨削工艺参数优化

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机械科学与技术 2024年第10期43卷 1723-1731页

作者：刘潇赵坤任成祖陈光何春雷刘泽栋天津大学天津市装备设计与制造技术重点实验室天津300354 宁波慈兴轴承有限公司浙江宁波315301

为了优化球轴承外圈沟道圆弧轨迹进给ELID(Electrolytic In-process dressing)磨削工艺参数,对6206深沟球轴承外圈开展了磨削正交试验。分析了摆动参数和磨削参数对套圈沟道轮廓度和表面粗糙度的影响规律。基于田口方法、灰色关联分析... 详细信息

为了优化球轴承外圈沟道圆弧轨迹进给ELID(Electrolytic In-process dressing)磨削工艺参数,对6206深沟球轴承外圈开展了磨削正交试验。分析了摆动参数和磨削参数对套圈沟道轮廓度和表面粗糙度的影响规律。基于田口方法、灰色关联分析法和主成分分析法,将轮廓度和表面粗糙度转化为灰色关联度指标,对工艺参数进行了优化。结果表明:当摆动幅度为11°、摆动速度为4°/s、砂轮转速为19 500 r/min、工件转速为50 r/min时,套圈沟道的轮廓度P_t为0.965 1μm,表面粗糙度Ra为0.258 2μm,磨削综合效果最优。

关键词： ELID磨削外圈沟道工艺参数灰色关联分析

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黄河底泥基植生基材用于矿区生态修复的效果研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：宋亮赵冰琴夏栋吴欣胡鑫凯许文年包海龙蒙草生态环境(集团)股份有限公司防灾减灾湖北省重点实验室(三峡大学) 三峡大学水利与环境学院三峡大学水泥基生态修复技术湖北省工程研究中心

表土资源的严重短缺是黄河流域矿区生态修复的主要限制因素，黄河底泥又是水土流失的部分土壤颗粒，具有重要的生态利用价值。本研究以黄河底泥替代自然土壤，采用普通硅酸盐水泥为黏结剂，在此基础上添加不同比例的水泥和破碎玉米秸秆... 详细信息

表土资源的严重短缺是黄河流域矿区生态修复的主要限制因素，黄河底泥又是水土流失的部分土壤颗粒，具有重要的生态利用价值。本研究以黄河底泥替代自然土壤，采用普通硅酸盐水泥为黏结剂，在此基础上添加不同比例的水泥和破碎玉米秸秆以及多种外源改性材料进行植生基材制备，采用正交试验在乌海市苏海图矿区堆填场边坡进行原位试验。通过测定植生基材水分、强度特性和监测植物生理特性来评价黄河底泥基植生基材用于矿区生态修复的效果。结果表明：①与CK处理相比，水泥作为硬性材料可增强基材强度，提高范围为0.62～1.67倍，但6%高水泥掺量会使得基材干燥收缩，内摩擦角降低1.2°～4.1°，并且会对植物出苗和前期生长阶段产生抑制作用。②黄河底泥为粉质砂土，容重大孔隙少，有机物料的加入可显著改善基材孔隙结构，提高基材12.57%～15.88%的最大吸持贮水量，并且使得土壤水分入渗速率提高35.56%，有利于植物根系以及植株的发育。此外，纤维状秸秆在一定程度上可提高基材延性，抑制基材裂缝的延伸和扩展。在水泥和有机物料均为4%时，基材黏聚力达到峰值25.17 kPa。③相关性分析和PLS-PM综合分析表明，植物生理特性在外源物质的直接作用和基材物理特性的间接作用下，除植株高度外，其余指标方差均>0.7，总体植生情况能够满足边坡生态修复的要求，且植物后期处于较为稳定的生长状态。④综合考虑，当水泥和有机物料掺量均维持在4%时，可使黄河底泥基植生基材蓄水持水能力和力学性能达到最佳，并且适用于水土资源短缺的矿区边坡生态修复和植物生长。该研究结果可推广到黄河流域其他涉及清淤的湖库区，对黄河流域生态保护修复具有重要作用。

关键词：黄河底泥植生基材保水性能强度特征植生效果

基于改进最小边际代价算法的多USV多AUV任务分配

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控制与决策 2024年

作者：白小山佘桉奇郑心泉吴宗泽深圳大学机电与控制工程学院燕山大学电气工程学院

随着自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)和无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)在民用和军事领域的应用不断扩展,USV与AUV协同完成相关任务的作业模式受到了广泛关注.本文针对多USV和多AUV协同访问多目标点的任务... 详细信息

随着自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)和无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)在民用和军事领域的应用不断扩展,USV与AUV协同完成相关任务的作业模式受到了广泛关注.本文针对多USV和多AUV协同访问多目标点的任务分配问题进行了研究,旨在最小化多USV和AUV系统访问所有目标点的总旅行距离.首先,建立了考虑通信约束和AUV最大航程约束的多USV多AUV协同多点访问任务分配问题的数学模型,并对问题的NP-hard属性进行了分析.其次,本文提出一个两阶段任务分配算法:1)先利用最小边际代价算法构建各USV访问完所有水面目标点的路径,再采用最近插入策略分配水下目标点;2)通过多个邻域搜索算子对初始解进行优化,得到可行最终解.相对于已有流行的自组织映射算法,仿真实验表明所提出任务分配算法能在较短计算时间内得到质量较优的任务分配方案.

关键词：任务分配 USV-AUV协同启发式算法协同控制邻域搜索通讯约束

时频短时集中变换方法在变工况轴承脊线提取中的应用

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振动与冲击 2024年第13期43卷 106-114,133页

作者：蒋逸心周俊伍星刘韬刘畅昆明理工大学机电工程学院昆明650500 云南省先进装备智能制造技术重点实验室昆明650500

时变转速工况下的轴承故障诊断分析方法大多是基于主轴转速的阶次跟踪方法,但由于设计、成本等原因,转速计广泛应用受限。而基于时频脊线提取的阶次分析不依赖转速计可直接进行分析,但目前脊线提取存在提取精度较差以及提取流程效率较... 详细信息

时变转速工况下的轴承故障诊断分析方法大多是基于主轴转速的阶次跟踪方法,但由于设计、成本等原因,转速计广泛应用受限。而基于时频脊线提取的阶次分析不依赖转速计可直接进行分析,但目前脊线提取存在提取精度较差以及提取流程效率较低等问题。据此,提出一种应用于脊线提取的短时集中变换(short-term concentrated transform, STCT)方法,首先通过一个遍历时频矩阵的向量处理时频矩阵内的数据以提高时频分辨率;其次使用新的脊线提取流程,在几乎不增加计算成本的前提下更高效、准确地完成时频脊线提取;最后通过仿真和实测信号验证该方法及流程的准确性,通过与其他时频方法的比较进一步说明所提方法的优越性,最终实现轴承时变转速工况下的故障诊断。

关键词：故障诊断时变转速工况时频分析脊线提取

深度语义关联学习的基于图像视觉数据跨域检索

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计算机工程 2024年第5期50卷 190-199页

作者：焦世超关日鹏况立群熊风光韩燮中北大学计算机科学与技术学院山西太原030051 机器视觉与虚拟现实山西省重点实验室山西太原030051 山西省视觉信息处理及智能机器人工程研究中心山西太原030051

基于图像的视觉数据跨域检索任务旨在搜索与输入图像在语义上一致或外形上相似的跨域图像和三维模型数据,其面临的主要问题是处理跨域数据之间的模态异质性。现有方法通过构建公共特征空间,采用域适应算法或深度度量学习算法实现跨域特... 详细信息

基于图像的视觉数据跨域检索任务旨在搜索与输入图像在语义上一致或外形上相似的跨域图像和三维模型数据,其面临的主要问题是处理跨域数据之间的模态异质性。现有方法通过构建公共特征空间,采用域适应算法或深度度量学习算法实现跨域特征的域对齐或语义对齐,其有效性仅在单一类型的跨域检索任务中进行了验证。提出一种基于深度语义关联学习的方法,以适用多种类型的基于图像的跨域视觉数据检索任务。首先,使用异构网络提取跨域数据的初始视觉特征;然后,通过构建公共特征空间实现初始特征映射,以便进行后续的域对齐和语义对齐;最后,通过域内鉴别性学习、域间一致性学习和跨域相关性学习,消除跨域数据特征之间的异质性,探索跨域数据特征之间的语义相关性,并为检索任务生成鲁棒且统一的特征表示。实验结果表明,该方法在TU-Berlin、IM2MN和MI3DOR数据集中的平均精度均值(mAP)分别达到0.448、0.689和0.874,明显优于对比方法。

关键词：跨域检索特征对齐域对齐草图真实图像三维模型相关性学习