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改进多尺度结构化融合的红外与可见光图像融合

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光学精密工程 2024年第7期32卷 1101-1110页

作者：龙志亮邓月明谢竞王润民湖南师范大学信息科学与工程学院湖南长沙410081

为解决弱光环境下的红外与可见光图像的融合结果存在对比度低、细节纹理不足、融合耗时长的问题,提出了一种改进多尺度结构化融合的方法。在图像融合前,采用动态范围压缩算法对弱光下的可见光图像进行增强,再通过多尺度结构化分解将增... 详细信息

为解决弱光环境下的红外与可见光图像的融合结果存在对比度低、细节纹理不足、融合耗时长的问题,提出了一种改进多尺度结构化融合的方法。在图像融合前,采用动态范围压缩算法对弱光下的可见光图像进行增强,再通过多尺度结构化分解将增强后的可见光图像和红外图像分解成低频和高频信息;在融合过程中,提出一种基于均方根误差系数的方法对低频信息进行融合,提出一种基于信息熵自适应调整权重的策略对初步融合的高频信息进行二次优化融合,再通过多尺度结构化分解的逆变换重构出融合图像;最后,提出一种基于灰度分类的区域像素增强算法来提高融合后图像的对比度。将提出方法与9种常用的融合方法进行了定性和定量的分析比较,在TNO和CVC-14数据集上的实验结果表明,该方法在平均梯度、交叉熵、边缘强度、标准差和空间频率指标上取得了更好的客观评价结果,整体视觉效果也要优于对比方法。本方法的融合结果具有丰富的细节纹理、较高的清晰度和对比度,且融合耗时短。

关键词：图像处理多尺度结构化融合动态范围压缩均方根误差信息熵对比度

激光选区熔化Inconel 625合金的高温热腐蚀行为

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中国有色金属学报 2024年第6期34卷 2030-2042页

作者：赵斌王琪霖任延杰韩林虎蒋东方长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410083 浙江科技大学机械与能源工程学院杭州310023 国网能源研究院有限公司北京102209

采用电化学阻抗谱对比研究了激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)和轧制Inconel 625合金在600℃覆盖50%KCl+50%Na_(2)SO_(4)(质量分数)盐膜时的电化学腐蚀行为。结果表明:SLM Inconel 625合金的腐蚀电化学阻抗谱呈双容抗特征,腐... 详细信息

采用电化学阻抗谱对比研究了激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)和轧制Inconel 625合金在600℃覆盖50%KCl+50%Na_(2)SO_(4)(质量分数)盐膜时的电化学腐蚀行为。结果表明:SLM Inconel 625合金的腐蚀电化学阻抗谱呈双容抗特征,腐蚀过程受荷电离子迁移控制;轧制Inconel 625合金由高频段的容抗弧和低频段的直线组成,表明腐蚀受扩散控制;SLM Inconel 625合金的腐蚀产物层为Cr_(2)O_(3)/Ni_(3)S_(2)多层交替结构,而轧制Inconel 625合金表面腐蚀产物由Cr_(2)O_(3)和NiO的混合物组成,存在明显的内硫化现象;SLM Inconel 625合金较多的位错及亚晶粒促进了铬元素向外扩散并与氧发生反应,改变了合金表面的硫分压,进而影响了合金表面腐蚀产物膜的组成及结构。

关键词：热腐蚀激光选区熔化 Inconel 625 电化学阻抗谱位错密度

工业互联网环境下面向生产要素需求的服务推荐方法

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计算机集成制造系统 2024年第8期30卷 2844-2853页

作者：张文强康国胜刘建勋文一凭丁领航湖南科技大学服务计算与软件新技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学计算机科学与工程学院湖南湘潭411201

随着服务型制造模式的出现,工业互联网平台可配置所需的生产要素服务来完成生产任务。在工业互联网环境下的工业生产过程中,一个任务可能需要多个或多种生产要素服务的协同来完成。随着制造服务资源的种类和数量增多,服务组合变得更加... 详细信息

随着服务型制造模式的出现,工业互联网平台可配置所需的生产要素服务来完成生产任务。在工业互联网环境下的工业生产过程中,一个任务可能需要多个或多种生产要素服务的协同来完成。随着制造服务资源的种类和数量增多,服务组合变得更加困难。同时,服务协同的有效性和服务质量是整个服务组合流程执行成功的关键因素。鉴于此,本文基于工业互联网平台中服务调用历史数据,结合FP-Growth和SimRank算法来评估候选服务协作的有效性。随后,基于该协作有效性指标并结合多目标进化算法,提出一种过滤方法MOEA+CEIF,为用户推荐具有高协作有效性且服务质量优化的服务组合方案。最后,以船舶的生产组装流程为例,通过仿真数据集验证同了所提方法的有效性。

关键词：工业互联网生产要素服务组合协作有效性进化算法服务推荐

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不同加载速率作用下含平行裂隙岩石的试验研究:能量耗散与损伤演化

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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3397-3412页

作者：戴兵赵桂锋张雷张志军刘永陈英南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001 矿山岩土工程灾害预测与控制工程技术研究中心湖南衡阳421001 深圳大学物理与光电工程学院广东深圳518060

为了研究平行双裂隙岩石在动荷载作用下的能量耗散和损伤变化规律,利用改进的分离式霍普金森杆(SHPB)试验装置,对预制平行裂隙岩石进行动态冲击试验,探究裂隙角度和加载速率对岩石能耗规律和损伤变化的影响。试验结果表明:随着加载速率... 详细信息

为了研究平行双裂隙岩石在动荷载作用下的能量耗散和损伤变化规律,利用改进的分离式霍普金森杆(SHPB)试验装置,对预制平行裂隙岩石进行动态冲击试验,探究裂隙角度和加载速率对岩石能耗规律和损伤变化的影响。试验结果表明:随着加载速率的增大,0°裂隙岩石的弹性应变能先下降后上升,45°和90°裂隙岩石表现出相反的规律。根据能量转换和分配原理,建立应变能密度变化函数模型,该模型能较好地反应峰值应力前岩石的能量耗散特性。弹性应变能与塑性应变能的比值可以用来表示岩石破坏前能量的变化指标,峰值应力前岩石能量吸收、储存和释放的过程中存在自我控制行为。不同加载速率作用下岩石的损伤变量分为稳定和加速发展两个阶段,加载速率效应影响损伤变量置信区间的变化趋势,损伤变量随着裂隙角度的增大先减小后增大。损伤变量分别和加载速率、单位体积吸收能具有良好的非线性拟合关系。基于数学推导法研究了裂隙角度和加载速率对岩石损伤曲线的影响,建立了损伤力学模型。损伤曲线的斜率先增大后减小,损伤因子m_(0)整体逐渐上升,F_(0)逐渐下降。其研究结果可以为深部裂隙岩石工程设计和岩石破碎效率优化等工程实践提供科学依据。

关键词：岩石力学分离式霍普金森杆(SHPB) 加载速率平行裂隙能量耗散损伤演化

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基于多裁剪的恶意软件检测和分类模型

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 121-126页

作者：王方伟史锡朋李青茹王长广河北师范大学计算机与网络空间安全学院河北石家庄050024 河北师范大学河北省网络与信息安全重点实验室河北石家庄050024

针对恶意软件检测和分类中存在局部关键特征丢失、样本不足、样本不平衡和分类准确率低等问题,提出了一种基于多裁剪策略的恶意软件检测与分类模型MadcuG.模型首先将恶意软件字节文件用字节数组的形式放至内存缓冲区中生成彩色图像;然... 详细信息

针对恶意软件检测和分类中存在局部关键特征丢失、样本不足、样本不平衡和分类准确率低等问题,提出了一种基于多裁剪策略的恶意软件检测与分类模型MadcuG.模型首先将恶意软件字节文件用字节数组的形式放至内存缓冲区中生成彩色图像;然后用多裁剪策略将彩色图像生成恶意软件局部图像,以增加对局部关键特征的关注,解决样本不平衡和局部关键特征丢失问题;最后,用深度卷积生成对抗网络构造了打分判别器和分类判别器,目标损失函数为打分判别器和生成器的对抗损失及分类判别器的分类损失,以增加训练中参数的利用率和模型的泛化能力.实验结果表明:MadcuG模型在BIG2015和Malimg数据集上分别获得了99.88%和99.2%的分类准确率,优于已有模型.

关键词：系统安全深度卷积生成对抗网络多裁剪策略恶意软件分类样本不平衡

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高速列车齿轮箱箱体动态疲劳寿命评估方法

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1953-1965页

作者：豆硕刘鹏飞刘志明王文静石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

随着列车运行速度的提高,轮轨激励载荷的频率范围和能量急剧增大,齿轮箱箱体产生了明显的弹性振动响应,加速了箱体疲劳失效。为在服役振动环境下评估箱体的动态疲劳寿命,首先,基于模态叠加法建立考虑箱体动态特性的疲劳寿命评估方法,获... 详细信息

随着列车运行速度的提高,轮轨激励载荷的频率范围和能量急剧增大,齿轮箱箱体产生了明显的弹性振动响应,加速了箱体疲劳失效。为在服役振动环境下评估箱体的动态疲劳寿命,首先,基于模态叠加法建立考虑箱体动态特性的疲劳寿命评估方法,获取箱体单阶模态对疲劳寿命的贡献值。然后,建立高速列车齿轮传动系统台架模型,通过虚拟激振器施加线路实测的轮对振动加速度模拟齿轮箱的服役振动环境。最后,采用准静态叠加法和模态叠加法对箱体进行疲劳寿命评估。研究结果表明:台架模型结果与线路实测的箱体动应力响应波形和主频特征一致,应力有效值相对误差可以控制在10%以内,验证了模型的准确性。高频轮轨激励环境下箱体模态对疲劳寿命的影响较大,准静态叠加法无法准确反映箱体吊耳根部等危险点的疲劳寿命,箱体存在显著影响疲劳寿命的关键模态,为通过动态设计方法提高列车齿轮箱箱体疲劳性能提供了基础。

关键词：高速列车齿轮箱箱体台架模型动态疲劳寿命

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基于ACPI的磁浮球系统控制方法

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1180-1188页

作者：张昌琪曾喆昭王伟长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410076

针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电... 详细信息

针对传统控制算法在解决磁浮球系统中存在高度非线性特性、参数摄动以及外部扰动的技术局限性问题,提出一种基于自耦PID(Auto-coupling PID, ACPID)控制理论的磁浮球系统控制方法。首先根据电磁力在平衡点附近进行1阶Taylor展开,结合电磁线圈的动态模型,形成以电压为控制输入的磁浮球位置动态系统。在磁浮球动力学模型的基础上,再将不确定高阶项、电磁线圈的未知电流动态以及外部未知有界扰动定义为总扰动,从而可将一个非线性不确定磁浮球系统映射为一个2阶线性扰动系统。其次,基于ACPID控制量纲匹配构造的误差函数,可将2阶线性扰动系统映射为1阶线性系统,进而构建一个在总扰动反相激励下的闭环受控误差系统,据此设计了基于速度因子的磁浮球位置通道控制器,建立磁浮球位置控制系统并进行鲁棒稳定性分析,理论证明了ACPI方法的有效性。最后与国外现有较为先进的控制方法进行对比仿真,分别进行了方波跟踪实验、正弦跟踪实验、抗扰动实验以及鲁棒性实验。与NTSMC+GPIO方法相比,在方波跟踪实验中ACPI控制系统的响应速度提升了50%,ITAE值降低了82%,RMSE值降低了22.4%,其他仿真实验下的控制性能也有明显的提升。研究结果表明,ACPI控制策略不仅可以实现在超调量较小的情况下具备较快的响应速度、较高的控制精度、较强的抗扰动能力以及较好的鲁棒性,而且控制器结构简单、计算量小,在磁浮球控制系统领域具有一定的应用前景。

关键词：磁浮球自耦PID(Auto-coupling PID,ACPID)控制总扰动误差函数速度因子

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空间位置矫正的稀疏特征图像分类网络

光电工程 2024年第5期51卷 66-82页

作者：姜文涛陈晨张晟翀辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105 光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308

为稀疏语义并加强对重点特征的关注,增强空间位置和局部特征的关联性,对特征空间位置进行约束,本文提出空间位置矫正的稀疏特征图像分类网络(SSCNet)。该网络以ResNet-34残差网络为基础,首先,提出稀疏语义强化特征模块(SSEF),SSEF模块... 详细信息

为稀疏语义并加强对重点特征的关注,增强空间位置和局部特征的关联性,对特征空间位置进行约束,本文提出空间位置矫正的稀疏特征图像分类网络(SSCNet)。该网络以ResNet-34残差网络为基础,首先,提出稀疏语义强化特征模块(SSEF),SSEF模块将深度可分离卷积(DSC)和SE相融合,在稀疏语义的同时增强特征提取能力,并能够保持空间信息的完整性;然后,提出空间位置矫正对称注意力机制(SPCS),SPCS将对称全局坐标注意力机制加到网络特定位置中,能够加强特征之间的空间关系,对特征的空间位置进行约束和矫正,从而增强网路对全局细节特征的感知能力;最后,提出平均池化残差模块(APM),并将APM应用到网络的每个残差分支中,使网络能够更有效地捕捉全局特征信息,增强特征的平移不变性,延缓网络过拟合,提高网络的泛化能力。在多个数据集中,SSCNet相比于其它高性能网络在分类准确率上均有不同程度的提升,证明了其在兼顾全局信息的同时,能够更好地提取局部细节信息,具有较高的分类准确率和较强的泛化性能。

关键词：图像分类特征提取空间位置矫正稀疏语义对称注意力全局感知

改进轻量化VTG-YOLOv7-tiny的钢材表面缺陷检测

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光学精密工程 2024年第8期32卷 1227-1240页

作者：梁礼明龙鹏威冯耀卢宝贺江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

针对钢材表面缺陷形态多样、结构复杂且存在检测目标漏检现象和算法参数量过大等问题,提出一种轻量化VTG-YOLOv7-tiny的钢材缺陷检测算法。该方法一是设计VoVGA-FPN网络,以减少信息传递过程中的丢失,增强网络特征融合能力;二是构建三重... 详细信息

针对钢材表面缺陷形态多样、结构复杂且存在检测目标漏检现象和算法参数量过大等问题,提出一种轻量化VTG-YOLOv7-tiny的钢材缺陷检测算法。该方法一是设计VoVGA-FPN网络,以减少信息传递过程中的丢失,增强网络特征融合能力;二是构建三重坐标注意力机制,提升模型对空间和通道信息的特征提取能力;三是引入鬼影混洗卷积,在提高精度的同时降低模型参数量和计算量;四是增加大目标检测层,改善特征图中部分缺陷占比较大,导致检测精度低的问题。在NEU-DET和Severstal钢材缺陷数据集进行实验验证,改进后算法与原模型相比,mAP分别提升5.7%和8.5%;参数量和计算量分别降低0.61 M和4.2 G;精确度和召回率分别提升7.1%,1.8%和8.9%,7.0%。实验结果表明,改进后的算法更好地平衡了检测精度和轻量化,为边缘终端设备提供了参考。

关键词：缺陷检测轻量化YOLOv7-tiny VoVGA-FPN网络三重坐标注意力鬼影混洗卷积

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