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基于轻量残差网络的高效半色调算法

浙江大学学报(工学版) 2024年

作者：刘登峰陈世海郭文静柴志雷江南大学人工智能与计算机学院康养智能化技术教育部工程研究中心

为了解决图像半色调中处理速度慢以及半色调效果不佳的问题，提出基于轻量型残差卷积神经网络（CNN）的高效半色调算法.为了解决原始CNN平坦性退化问题，引入噪声补偿块，为模型提供抖动依赖.为了进一步提升模型性能，在损失函数中引入... 详细信息

为了解决图像半色调中处理速度慢以及半色调效果不佳的问题，提出基于轻量型残差卷积神经网络（CNN）的高效半色调算法.为了解决原始CNN平坦性退化问题，引入噪声补偿块，为模型提供抖动依赖.为了进一步提升模型性能，在损失函数中引入蓝噪声损失；在半色调常值灰度图像时，抑制低频分量，优化高频区域的各向异性.实验结果表明，对比现有深度半色调方法，所提算法的参数量下降96.77%，在VOC测试集中结构相似性(SSIM)提升8.17%，峰值信噪比(PSNR)提升0.133 3 dB，半色调图像具有蓝噪声特性，处理速度提升57.28%.

关键词：残差网络半色调蓝噪声特性深度学习模型轻量化

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基于对比训练的联邦学习后门防御方法

通信学报 2024年第3期45卷 182-196页

作者：张佳乐朱诚诚成翔孙小兵陈兵扬州大学信息工程学院江苏扬州225127 中国民航大学民航飞联网重点实验室天津300300 南京航空航天大学计算机科学与技术学院江苏南京211106

针对现有联邦学习后门防御方法不能实现对模型已嵌入后门特征的有效清除同时会降低主任务准确率的问题,提出了一种基于对比训练的联邦学习后门防御方法 Contra FL。利用对比训练来破坏后门样本在特征空间中的聚类过程,使联邦学习全局模... 详细信息

针对现有联邦学习后门防御方法不能实现对模型已嵌入后门特征的有效清除同时会降低主任务准确率的问题,提出了一种基于对比训练的联邦学习后门防御方法 Contra FL。利用对比训练来破坏后门样本在特征空间中的聚类过程,使联邦学习全局模型分类结果与后门触发器特征无关。具体而言,服务器通过执行触发器生成算法构造生成器池,以还原全局模型训练样本中可能存在的后门触发器;进而,服务器将触发器生成器池下发给各参与方,各参与方将生成的后门触发器添加至本地样本,以实现后门数据增强,最终通过对比训练有效消除后门攻击的负面影响。实验结果表明,Contra FL能够有效防御联邦学习中的多种后门攻击,且效果优于现有防御方法。

关键词：联邦学习后门攻击对比训练触发器后门防御

基于不同重叠比的高速公路隔离栅Savonius风力机气动性能仿真

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南京理工大学学报 2024年第4期48卷 405-414页

作者：吴世贤黄雷袁军堂李玉龙南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

高速公路上风况复杂多变,其风场主要由自然风和高速行驶的汽车尾流风所构成,速度呈现非周期性与扰动性。为了研究不同重叠比对高速公路隔离栅Savonius(S)型垂直轴风力机气动性能的影响规律,该文采用线性滤波法的自回归(AR)模型和重叠网... 详细信息

高速公路上风况复杂多变,其风场主要由自然风和高速行驶的汽车尾流风所构成,速度呈现非周期性与扰动性。为了研究不同重叠比对高速公路隔离栅Savonius(S)型垂直轴风力机气动性能的影响规律,该文采用线性滤波法的自回归(AR)模型和重叠网格技术建立高速公路时域风场模型。在此基础上,通过流体力学瞬态数值模拟,分析并讨论了当自然风速为五级和六级情况下,重叠比0~0.24的S型风力机气动效率C_(p)和转矩系数C_(m)。结果显示:在风力机高径比和叶轮半径确定的情况下,对于自然风速为五级的高速公路时域风场,风力机C_(p)与C_(m)随着重叠比的增加都有所改善;而当自然风速达到六级时,重叠比为0.06和0.18时的风力机C_(p)与C_(m)出现了2个峰值;并且当重叠比为0.18时,S型风力机的综合性能最优。

关键词：垂直轴风力机重叠比时域风速高速公路气动性能

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基于主量元素地球化学的岩屑层位源解析

煤炭学报 2024年第2期49卷 929-940页

作者：桂和荣李俊陈永青余浩王浩叶爽陈大星梁展胡洋郭艳许继影国家煤矿水害防治工程技术研究中心(宿州学院) 安徽宿州234000 安徽省矿井勘探工程技术研究中心安徽宿州234000 中国科学技术大学地球与空间学院安徽合肥230000 安徽恒源煤电股份有限公司安徽宿州234000

近年来,岩屑录井在“华北型”煤田底板灰岩层注浆加固工程中发挥了重要作用。然而,现有的岩屑录井仅停留在颜色、颗粒大小及形貌特征等物理指标的识别上,难以精准判层,钻孔设计“顺层率”难以保障,制约着底板灰岩水害区域治理效果。基... 详细信息

近年来,岩屑录井在“华北型”煤田底板灰岩层注浆加固工程中发挥了重要作用。然而,现有的岩屑录井仅停留在颜色、颗粒大小及形貌特征等物理指标的识别上,难以精准判层,钻孔设计“顺层率”难以保障,制约着底板灰岩水害区域治理效果。基于石炭纪太原组薄层灰岩及其碎屑岩夹层的元素地球化学差异特点,选取淮北煤田桃园煤矿为研究区,对太原组上段薄层灰岩L_(1)灰~L_(4)灰地层(注浆治理目的层为L_(3)灰)垂直钻孔岩心进行取样,利用X射线荧光光谱仪(XRF)定量测定了薄层灰岩及其夹层的主量元素背景值,通过聚类分析、因子分析等数理统计手段建立薄层灰岩主量元素地球化学识别模式;同时对地面定向钻水平分支孔岩屑同样开展主量元素测试,并基于已建立的地球化学识别模式进行岩屑层位源解析以及识别模式验证。结果显示:高CaO丰度、烧失量(LOI)可以作为注浆加固改造目的层L_(3)灰的特征指标,MgO(0.5%±)、MnO(0.03%±)、P_(2)O_(5)(0.08%±)丰度可作为注浆目的层上覆标志层J3的识别指标;聚类分析识别模式可有效区分太原组一灰~三灰(L_(1)灰~L_(3)灰);以元素因子得分建立的识别模式可以将太原组碎屑岩夹层与薄层灰岩进行有效区分;以岩样地球化学背景值运行判别模型得到的Fisher判别方程对注浆目的层L_(3)灰岩屑来源解析的准确率为100%。基于上述认识,论证了以确保设计“顺层率”为目标的水平分支孔岩屑地球化学源解析方法应用之可行性,进而提出了一种地面定向钻“顺层率”控制技术方案。本研究基于元素地球化学理论,对地面定向钻岩屑携带的特征地球化学信息进行了目的层层位辨识,在现场快速定量测试技术手段的支持下,可为解决华北型煤田底板灰岩水害区域注浆改造顺层难题提供了新的思路。

关键词：主量元素丰度地球化学识别模式顺层率太原组薄层灰岩底板灰岩水害区域治理

HMFuzzer:一种基于人机协同的物联网设备固件漏洞挖掘方案

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计算机学报 2024年第3期47卷 703-716页

作者：况博裕张兆博杨善权苏铓付安民南京理工大学网络空间安全学院南京210094 南京理工大学计算机科学与工程学院南京210094

模糊测试是一种针对物联网设备固件漏洞挖掘的主流方法,能够先攻击者一步发现安全威胁,提升物联网设备的安全性.但是目前大部分的模糊测试技术关注于如何自动化地实现漏洞挖掘,忽略了专家经验对于设备固件漏洞挖掘工作的优势.本文提出... 详细信息

模糊测试是一种针对物联网设备固件漏洞挖掘的主流方法,能够先攻击者一步发现安全威胁,提升物联网设备的安全性.但是目前大部分的模糊测试技术关注于如何自动化地实现漏洞挖掘,忽略了专家经验对于设备固件漏洞挖掘工作的优势.本文提出一种基于人机协同的物联网设备固件漏洞挖掘方案HMFuzzer,设计了基于设备固件前后端交互的设备固件关键信息提取方法,通过模拟设备固件、设备管理界面以及用户三方交互模式获取固件潜在的关键信息,并通过二进制文件定位和函数分析技术解析出固件关键函数.此外,HMFuzzer通过在模糊测试的预处理、测试和结果分析阶段引入专家经验,利用上一阶段获取的关键信息,结合强化学习算法,优化种子变异和模糊测试流程,显著提升了模糊测试的覆盖率、效率以及漏洞挖掘能力.实验结果表明,相比于现有的固件漏洞挖掘方法,HMFuzzer的漏洞识别成功率能提高10%以上,具备更强的漏洞检测能力.特别是,针对真实厂商的物联网设备测试,HMFuzzer发现了多个0-day漏洞,其中已获得4个CVE/CNVD高危漏洞.

关键词：物联网漏洞挖掘模糊测试人机协同设备固件强化学习

生物质连续式水热预处理及固相产物热解特性研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第6期52卷 893-904页

作者：刘天龙李琦李中宏杨沛艳庞新博黄鑫赵小燕曹景沛中国矿业大学江苏省碳资源精细化利用工程研究中心江苏徐州221116 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

生物质复杂的多组分体系和致密交联的化学结构是制约其高值化利用的关键,实现木质纤维组分预分离对生物质分级转化具有重要意义。实验采用连续式水热法预处理稻壳,考察了水热温度和流量对稻壳分解速率以及固相产物化学组成与热解特性的... 详细信息

生物质复杂的多组分体系和致密交联的化学结构是制约其高值化利用的关键,实现木质纤维组分预分离对生物质分级转化具有重要意义。实验采用连续式水热法预处理稻壳,考察了水热温度和流量对稻壳分解速率以及固相产物化学组成与热解特性的影响。结果表明,稻壳的水热分解符合表面化学反应过程控制的未反应收缩核模型,预处理在180℃下能脱除稻壳95%的碱及碱土金属、92%的半纤维素和59%的木质素,极大保留了纤维素组分,这使得稻壳热解产物中以左旋葡聚糖为主的脱水糖的相对含量从9.9%提高至48.2%。

关键词：稻壳水热预处理脱水糖热解

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内存高效的持久性分布式文件系统客户端缓存DFS-Cache

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计算机应用 2024年第4期44卷 1172-1179页

作者：倪瑞轩蔡淼叶保留河海大学计算机与信息学院南京211100 水利部水利大数据重点实验室(河海大学) 南京211100 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 南京210023

为了在数据密集型工作流下有效降低缓存碎片整理开销并提高缓存命中率,提出一种持久性分布式文件系统客户端缓存DFS-Cache(Distributed File System Cache)。DFS-Cache基于非易失性内存(NVM)设计实现,能够保证数据的持久性和崩溃一致性... 详细信息

为了在数据密集型工作流下有效降低缓存碎片整理开销并提高缓存命中率,提出一种持久性分布式文件系统客户端缓存DFS-Cache(Distributed File System Cache)。DFS-Cache基于非易失性内存(NVM)设计实现,能够保证数据的持久性和崩溃一致性,并大幅减少冷启动时间。DFS-Cache包括基于虚拟内存重映射的缓存碎片整理机制和基于生存时间(TTL)的缓存空间管理策略。前者基于NVM可被内存控制器直接寻址的特性,动态修改虚拟地址和物理地址之间的映射关系,实现零拷贝的内存碎片整理;后者是一种冷热分离的分组管理策略,借助重映射的缓存碎片整理机制,提升缓存空间的管理效率。实验采用真实的Intel傲腾持久性内存设备,对比商用的分布式文件系统MooseFS和GlusterFS,采用Fio和Filebench等标准测试程序,DFS-Cache最高能提升5.73倍和1.89倍的系统吞吐量。

关键词：非易失性内存分布式文件系统客户端缓存缓存碎片整理冷热数据分组缓存设计

复杂地形风电场微观选址的GA-PSO混合算法研究

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太阳能学报 2024年第5期45卷 118-125页

作者：胡伟成杨庆山聂彪陈华鹏闫渤文许紫刚华东交通大学交通运输工程学院南昌330013 重庆大学土木工程学院重庆400044 浙江江南工程管理股份有限公司杭州310007 华东交通大学土木建筑学院南昌330013

提出一种结合改进遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)的GA-PSO混合算法对复杂地形的风力机排布方案进行优化。以湖南省某实际复杂地形为对象,开展风场全风向数值模拟,结合长期观测风资料评估区域的潜在风能分布,提出考虑网格预处理、时变变... 详细信息

提出一种结合改进遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)的GA-PSO混合算法对复杂地形的风力机排布方案进行优化。以湖南省某实际复杂地形为对象,开展风场全风向数值模拟,结合长期观测风资料评估区域的潜在风能分布,提出考虑网格预处理、时变变异率、唯一化和并行化的改进GA(IGA)对风力机排布方案进行优化,在此基础上利用PSO算法进行进一步优化,并针对尾流模型和目标函数对优化结果的影响进行不确定性分析。结果表明,在复杂地形风电场微观选址方面,所提GA-PSO算法比贪婪算法、GA、IGA分别改善16.4%、12.9%和5.1%。

关键词：风电场遗传算法粒子群算法复杂地形微观选址计算流体动力学

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冻土抗侵彻试验靶体制备及其冻结温度场模拟研究

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南京理工大学学报 2024年第3期48卷 279-287页

作者：戴伟张宁谭仪忠南京理工大学物理学院江苏南京210094 陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 陆军工程大学训练基地江苏徐州221004

不同赋存温度环境下的各类型冻土材料热物理特性存在显著差异,开展高寒高海拔地区多年冻土抗侵彻特性研究时,能制备出满足温度控制要求的冻土靶体并揭示出靶体内冻结温度场的分布规律是后续开展大量侵彻模型试验最为基础而重要的工作。... 详细信息

不同赋存温度环境下的各类型冻土材料热物理特性存在显著差异,开展高寒高海拔地区多年冻土抗侵彻特性研究时,能制备出满足温度控制要求的冻土靶体并揭示出靶体内冻结温度场的分布规律是后续开展大量侵彻模型试验最为基础而重要的工作。通过研究不同温度下温度场和水分场中热物理参数对冻土靶体制备的耦合影响,获取模型试验所需冻土靶体内部温度梯度分布规律,确定试验靶体达到设定温度时所需要的时间,阐述冻土抗侵彻试验靶体制备技术并对冻结粘土、冻结砂土、冻结粉土等3种典型冻土抗侵彻靶体的温度场进行了数值模拟。研究表明在同等条件下,粉土靶内部温度梯度达到一致所需要的时间最长,粘土靶次之,而砂土靶所需要的时间最短,为后续顺利开展冻土抗侵彻特性模型试验提供依据。

关键词：抗侵彻冻土温度场数值模拟