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基于哈希学习的跨模态材料表面检索

基于哈希学习的跨模态材料表面检索

作者：冶占远南京邮电大学

学位级别：硕士

随着第五代通信技术以及智能设备的突破性发展,以图像、文本、视频为主要内容介质的多媒体数据呈现出海量式增长的趋势。在多媒体数据的发展趋势下,人们对人机交互的体验模式提出了更深层次、更多维度的业务需求,跨模态检索技术应运而... 详细信息

随着第五代通信技术以及智能设备的突破性发展,以图像、文本、视频为主要内容介质的多媒体数据呈现出海量式增长的趋势。在多媒体数据的发展趋势下,人们对人机交互的体验模式提出了更深层次、更多维度的业务需求,跨模态检索技术应运而生。传统的跨模态检索仅仅涉及图像、文本等单一视觉感知的模态内容,无法满足VR、远程医疗、自动驾驶等新一代应用需求。因此,为了将人机交互的沉浸式体验推至新的维度,本文拟将人类三大感知之一的触觉引入跨模态检索,实现视觉数据与触觉数据的自由检索,即跨模态材料表面检索。此外,随着多模态数据的爆炸式增长,跨模态检索将面临存储成本高、检索时间长等瓶颈问题,阻碍其进一步大规模应用。因此,本文将哈希学习与跨模态检索进行深层次融合,利用二维哈希码在存储成本、检索速度上的显著优势,解决这一关键瓶颈,提出了跨模态材料表面哈希检索。本文的具体研究内容如下:（1）实现高精度的跨模态材表面检索需要大规模、高质量数据集的支撑,然而现有的公开数据集基本以视觉模态数据为主,其主要内容为图像以及文本,难以满足跨模态材料表面检索对数据集的基本要求。因此,本文提出了基于生成对抗式网络的视觉与触觉数据扩充模型,利用生成对抗网络拟合原始数据集,生成包含复杂特征的高质量新数据。仿真实验表明,本章所提模型能够有效生成高质量的视觉与触觉扩充数据。（2）传统的跨模态检索模型大多直接将原始数据中包含的所有语义特征信息融入模型的训练过程中,忽视了其中包含的大量冗余信息,导致跨模态检索精度的不理想。为了解决这一问题,本文提出了一种基于自注意力感知网络的跨模态材料表面哈希检索模型。具体而言,本文利用自注意力机制提取原始数据中的跨模态相关部分,剔除冗余的无关部分,并利用相关部分为跨模态材料表面检索提供语义支持。仿真实验表明,本章所提模型能够有效实现跨模态材料表面检索。（3）在研究内容二的基础上,本文认识到跨模态相关信息与非相关信息对于构建跨模态材料表面检索均具备重要价值。因此,本文将跨模态相关信息与非相关信息升维为共享信息与私有信息,提出基于共享-私有信息联合增强的跨模态材料表面检索。具体而言,共享信息表示在多种模态数据中共存的语义特征信息,仅仅在表现形式上存在差别,而私有信息表示仅仅在单模态内部隐含的以噪声、背景为主的冗余信息,在多模态场景下不具备普遍性。基于共享信息与私有信息,本章利用两者之间的互补性与正交性构建更高精度的跨模态材料表面检索。仿真实验表明,本章所提模型能够进一步提高跨模态材料表面检索的准确度。

关键词：跨模态检索材料表面数据增强自注意力哈希学习深度学习

MC3T3-E1成骨细胞在H_2O_2改性碳/碳复合材料表面特殊的细胞学行为（英文）

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Science China Materials 2017年第4期60卷 361-367页

作者：曹盛李贺军卢锦华张磊磊 State Key Laboratory of Solidification Processing Northwestern Polytechnical University Xi'an 710072 China

本文评估了MC3T3-E1成骨细胞在碳,碳复合材料和H_2O_2改性的碳,碳复合材料表面的细胞黏附、增殖和细胞铺展的细节差异.结果表明,成骨细胞的黏附率在改性的碳,碳复合材料表面有一定的提高.通过对细胞形貌的扫描电子显微镜(SEM)观察和对比... 详细信息

本文评估了MC3T3-E1成骨细胞在碳,碳复合材料和H_2O_2改性的碳,碳复合材料表面的细胞黏附、增殖和细胞铺展的细节差异.结果表明,成骨细胞的黏附率在改性的碳,碳复合材料表面有一定的提高.通过对细胞形貌的扫描电子显微镜(SEM)观察和对比,两个特殊的细胞形貌使我们意外发现细胞的黏附与碳,碳复合材料表面固有的孔隙有着密切关系.一个是没有细胞在碳,碳复合材料表面可见的孔隙处,另一个是成骨细胞在跨越孔隙时出现轮廓的变化.最后我们还发现,成骨细胞可以黏附到改性碳,碳复合材料的内部.

关键词：碳/碳复合材料材料表面成骨细胞 H2O2 细胞学改性扫描电子显微镜细胞黏附

微观尺度下的水:从准一维、二维受限空间到生物以及材料表面

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物理学报 2016年第18期65卷 28-37页

作者：方海平中国科学院上海应用物理研究所中国科学院微观界面物理与探测重点实验室水科学与技术研究室上海201800

地球上的各种过程,包括物理、化学、环境和生物等,大多数与微观尺度下的界面水息息相关.界面水有大量悬而未决的基础科学问题,长期以来水都是重要的科学研究对象.本文通过从一维受限空间、二维表面以及生物大分子和材料表面上的水等角... 详细信息

地球上的各种过程,包括物理、化学、环境和生物等,大多数与微观尺度下的界面水息息相关.界面水有大量悬而未决的基础科学问题,长期以来水都是重要的科学研究对象.本文通过从一维受限空间、二维表面以及生物大分子和材料表面上的水等角度概述当前的一些研究进展,讨论与界面水相关的一些前沿问题,以及在界面水方面的基础研究和新技术的突破对于解决这些前沿问题的必要性.

关键词：界面水准一维和二维受限空间生物分子表面材料表面

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超高强度聚乙烯纤维复合材料表面改性研究

固体火箭技术 2005年第1期28卷 68-71页

作者：王秀云张康助戚东涛中国航天科技集团公司四院四十三所西安710025 西安交通大学环境与化工学院西安710049

介绍了一种新型高性能有机纤维———超高强度聚乙烯(UHSPE)纤维的性能及应用,研究了其表面经电晕放电改性对UHSPE纤维环氧树脂界面粘结强度的影响。通过单丝拔出法及NOL环试验对UHSPE纤维表面改性处理进行了表征。结果表明,经电晕法... 详细信息

介绍了一种新型高性能有机纤维———超高强度聚乙烯(UHSPE)纤维的性能及应用,研究了其表面经电晕放电改性对UHSPE纤维环氧树脂界面粘结强度的影响。通过单丝拔出法及NOL环试验对UHSPE纤维表面改性处理进行了表征。结果表明,经电晕法表面处理后的UHSPE纤维单丝与环氧树脂的界面粘结强度有了很大的提高。

关键词：超高强度聚乙烯改性研究材料表面纤维复合界面粘结强度表面改性处理环氧树脂有机纤维电晕放电表面处理拔出法电晕法性能单丝

人脐静脉内皮细胞在RGD肽聚酯材料表面的黏附稳定性研究

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生物医学工程学杂志 2005年第3期22卷 456-458页

作者：武忠赁可石应康万昌秀赵强四川大学华西医院胸心外科四川大学高分子材料与工程系成都610065

研究RGD肽对内皮细胞(Endothelialcell,EC)在生物材料表面黏附稳定性的影响。实验材料(聚酯)分为三组:RGD组(表面共价接枝人工合成的RGD三肽)、对照组(表面预衬纤维粘连蛋白)和空白组(表面未作任何处理),然后在三组材料表面种植体外培... 详细信息

研究RGD肽对内皮细胞(Endothelialcell,EC)在生物材料表面黏附稳定性的影响。实验材料(聚酯)分为三组:RGD组(表面共价接枝人工合成的RGD三肽)、对照组(表面预衬纤维粘连蛋白)和空白组(表面未作任何处理),然后在三组材料表面种植体外培养的人脐静脉内皮细胞,并在定常流条件下观察比较RGD肽和纤维粘连蛋白对材料表面细胞黏附稳定性的影响。结果显示随着剪切力作用时间延长和剪切力加大,三组材料表面黏附的细胞脱落逐渐增多。空白组PET表面细胞脱落最为明显,8.19dyne/cm2作用4h后,材料表面细胞残留率仅为13.73%。PET表面结合RGD或纤维粘连蛋白后,细胞残留率明显增加,同样剪切力作用下细胞残留率分别为43.33%和40.75%,两组之间无显著性差异。由此得出结论,RGD可以提高EC在材料表面的黏附稳定性。本结果仅是一个体外实验的初步结果,需要进一步的体内实验加以证实。

关键词：人脐静脉内皮细胞 RGD肽聚酯材料黏附稳定性材料表面生物材料

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碳/碳复合材料表面羟基磷灰石涂层的研究

生物医学工程学杂志 2005年第2期22卷 247-249页

作者：隋金玲李木森吕宇鹏白允强山东大学材料科学与工程学院

采用等离子喷涂技术在碳/碳复合材料上制备了羟基磷灰石(HA)涂层,用扫描电镜(SEM)观察了涂层的微观结构,用X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的相组成,并测定了涂层与基体的结合强度。结果表明:在碳/碳基体表面获得了具有一定粗糙度的羟基磷... 详细信息

采用等离子喷涂技术在碳/碳复合材料上制备了羟基磷灰石(HA)涂层,用扫描电镜(SEM)观察了涂层的微观结构,用X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的相组成,并测定了涂层与基体的结合强度。结果表明:在碳/碳基体表面获得了具有一定粗糙度的羟基磷灰石涂层;在等离子喷涂过程中,发生了羟基磷灰石的非晶化现象,经过热处理后可转变为晶相;涂层与基体的剪切强度为7.15 MPa。

关键词：碳/碳复合材料等离子喷涂羟基磷灰石涂层材料表面等离子喷涂技术羟基磷灰石(HA) X射线衍射仪微观结构扫描电镜结合强度

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材料表面特征对生物膜形成的影响及其应用

微生物学通报 2018年第1期45卷 155-165页

作者：熊富忠赵小希廖胤皓温东辉李琪琳北京大学环境科学与工程学院北京100871 Department of Civil and Environmental Engineering Rice University

生物膜是微生物细胞粘附于材料表面的群体性生长方式。在实践应用中,有目的地调控微生物在材料表面的成膜进程具有重要意义。本文概述了生物膜在材料表面的形成机制及其影响因素,综述了材料表面的电荷特征、亲疏水性、形貌模式和功能性... 详细信息

生物膜是微生物细胞粘附于材料表面的群体性生长方式。在实践应用中,有目的地调控微生物在材料表面的成膜进程具有重要意义。本文概述了生物膜在材料表面的形成机制及其影响因素,综述了材料表面的电荷特征、亲疏水性、形貌模式和功能性化学修饰等物化特性对细胞粘附和生物膜形成的影响,并介绍了目前在不同实际应用场景中抑制成膜和促进成膜材料的研发现状。

关键词：生物膜细胞粘附材料表面物化特性表面修饰

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材料表面的电现象及应用

电镀与环保 1997年第6期17卷 24-26页

作者：吴双成甘肃华亭胜利机械厂 744101

利用激光超声研究功能梯度材料中声表面波的传播特性

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声学学报 2011年第2期36卷 145-149页

作者：程曦徐晓东刘晓峻南京大学声学研究所近代声学教育部重点实验室南京210093

利用有限元的方法建立了脉冲激光在功能材料中激发声表面波的理论模型,根据该理论模型分别分析了脉冲激光在不同空间调制下所激发的声表面波(SAWs)在功能梯度材料表面的传播特性,以及不同力学参量变化对所激发的声表面波传播特性的影响... 详细信息

利用有限元的方法建立了脉冲激光在功能材料中激发声表面波的理论模型,根据该理论模型分别分析了脉冲激光在不同空间调制下所激发的声表面波(SAWs)在功能梯度材料表面的传播特性,以及不同力学参量变化对所激发的声表面波传播特性的影响。模拟结果表明:线源激发的宽带声表面波在功能梯度材料表面传播时,声表面波会出现明显的色散效应;当使用光栅调制的脉冲激光在功能梯度材料上激发声表面波时,与均匀材料中所激发的声信号相比,激发频率发生相应的频移现象。该模型为功能梯度材料的非接触表征提供了理论基础。

关键词：功能梯度材料波传播特性声表面波激光超声利用激发频率脉冲激光材料表面