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一种面向智慧交通的多尺度混合模态行人检测方法

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一种面向智慧交通的多尺度混合模态行人检测方法

作者：叶鑫海南京邮电大学

学位级别：硕士

目前为止,面向智慧交通的行人检测领域已经取得了不少的成就,但仍然存在着一些非常棘手的问题,其中一个就是复杂光照场景下的行人检测问题。传统的可见光模态图像受光照条件的影响非常大,在白天光照条件较好时可见光模态图像较为清晰,... 详细信息

目前为止,面向智慧交通的行人检测领域已经取得了不少的成就,但仍然存在着一些非常棘手的问题,其中一个就是复杂光照场景下的行人检测问题。传统的可见光模态图像受光照条件的影响非常大,在白天光照条件较好时可见光模态图像较为清晰,行人检测的效果较优;但在光线较弱的情况下可见光模态图像质量较差,由于无法提供充分有效的行人目标信息,从而导致了行人检测效果的严重下降,而红外光模态图像对于这方面行人信息的弥补有着积极的作用。因此,本文主要针对混合模态图像下的行人检测问题,在YOLOv4算法的基础上提出了一种面向智慧交通的多尺度混合模态行人检测算法,通过可见光和红外光两种模态图像特征的融合,实现复杂道路场景下的行人检测性能。研究内容包括如下三个方面:（1）在YOLOv4算法的基础上引入并行双流特征提取网络,并提出通道堆叠和自学习加权相加两种混合模态特征融合方法。实验结果表明采用通道堆叠融合的检测方法较可见光模态检测方法提高了5.07%的平均准确率,降低了6.92%的对数平均漏检率。（2）提出了四合雪花变换和伪目标嵌入的方式来对原始的训练数据集做数据增广,使得在有限的数据集中产生大量的新样本,从而提高系统鲁棒性。（3）提出了特征共享学习网络FSNet,通过让两个并行不同模态的特征提取网络相互交换特征矩阵各自指导对方有针对性地从图像中学习到共同需要的特征,并辅以Inception结构和跨模态通道注意力机制CMSE来帮助捕获更多的语义,从而实现混合模态特征之间的最佳融合。实验结果表明该方法较通道堆叠融合方法降低了2.8%的对数平均漏检率。综上,本文提出了一种基于YOLOv4算法的可见光、红外光混合模态的多尺度道路行人目标检测方法,经过大量实验和不断改进取得了一定的成效。

关键词：混合模态道路行人检测特征融合特征共享

混合模态个性化电磁模型研究及其在胎儿磁共振中的应用

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混合模态个性化电磁模型研究及其在胎儿磁共振中的应用

作者：胡灿南方医科大学

学位级别：硕士

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)的发展期开始于1978年,随后逐渐发展为一种普遍的影像检查技术。磁共振(Magnetic Resonance,MR)设备与目前其他的影像设备比,它具有成像参数多、无辐射、对比度特性丰富等优点,现如今它在... 详细信息

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)的发展期开始于1978年,随后逐渐发展为一种普遍的影像检查技术。磁共振(Magnetic Resonance,MR)设备与目前其他的影像设备比,它具有成像参数多、无辐射、对比度特性丰富等优点,现如今它在临床有着广泛应用,对人类各种疾病的诊断有着相当重要的作用。MRI的物理基础是核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)现象,其具体的工作原理是MRI对静磁场中的人体施以特定频率的射频脉冲,使得氢质子被激励而发生核磁共振现象,在停止脉冲之后,质子在弛豫过程中产生MR信号,之后需要对MR信号进行空间编码、图像重建才能获得最终的MR图像。MRI有分辨率高、无辐射损伤、多参数成像、可以任意层面成像等,同时它在用于生物体结构、新陈代谢的研究中也有着举足轻重的作用,现在也在生命科学以及临床诊断方面有着广泛的应用。MR较现在比较常用的X线成像、计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)、超声三种医学影像检查方法来说有以下优点：软组织分辨率高以及组织对比度特性丰富,对人体的肌肉、肌腱、筋膜等精细结构的成像效果好;全方位任意断层成像,在三维空间上可以全面显示人体的各个组织器官;可以多参数成像,临床中常用的MRI参数有横向弛豫时间、纵向弛豫时间、质子密度、体内液体流动等,通过各个参数之间的调节,然后再结合其他的技术可以极大的获得更多的诊断信息,更有利于诊断医生对疾病的诊断与治疗;磁共振系统的射频(Radio Frequency,RF)脉冲工作主要是氢质子在射频电磁场的激发下产生高能态与低能态间的转换,所以说受检者不会受到电离辐射的损害;在进行心脏和血管成像是不需要注射造影剂,可以减少病人由于进行插管以及造影剂静脉注射带来的痛苦和风险。与此同时MRI以它比较高的软组织对比度、无电离辐射和多参数成像的优势在临床上也被广泛应用于对孕妇和胎儿的成像,并在胎儿疾病的诊断方面应用广泛。与临床上常规的超声检查相比,胎儿MR成像可以提供更多有价值的诊断信息。MR同样也存在以下问题,主要表现在：由于磁共振设备成本高而带来的磁共振地检查费用也高出一般的临床成像检查费用很多;进行磁共振扫描时数据的采集需要时间较长,磁共振成像的速度也相对较慢;MRI要求和禁忌比较多,比如金属物品会在扫描时对磁场产生影响,为避免其对图像质量产生影响,受检者在进行磁共振扫描时不能携带任何金属物品。所以说体内装有心脏起搏器或者有金属植入物的受检者都不适合进行MRI检查,正是由于电磁场的问题,现在磁共振检查室内依旧不能使用其他监护、抢救类的设备,故MR一般不用于急诊和病情危重的病人做检查;病人的呼吸及身体的移动等都会给图像带来伪影,MR图像极易受这些伪影的影像而降低图像的质量;在进行MR扫描时,由于射频发射线圈激励产生的射频电磁波与人体组织之间发生相互作用时有可能会导致组织发生热损伤。即在高场磁共振中进行MR扫描时人体内部的射频能量沉积是一个重要的安全问题。国际上通常采用特定射频能量吸收率(specific absorption rate, SAR)来衡量人体对射频能量的吸收情况,同时设定对应的阈值作为安全标准。依据现有的标准,SAR值通常被划分为全身SAR值、部分身体SAR值和局部SAR值。全身SAR值或部分身体SAR值,是指较大范围内人体组织吸收的射频能量功率的平均值,而local SAR值则是指在一个定义的时间内在任何10克或1克的组织中的射频能量沉积。另一方面,由于MR在对胎儿检查方面也面临着很多挑战,比如母体不舒服性,技术方面的挑战和专业人员的缺乏等问题,尤其是对胎儿MRI检查时的SAR安全性问题。为降低胎儿磁共振的SAR值,相关的研究中提出可以应用高介电材料(High dielectric material, HDM)来降低SAR值以提高磁共振成像的安全性。由于local SAR值不能直接介入人体内进行测量,所以在相关的调查研究中通常会使用数值电磁模型进行局部SAR值的研究。而人体解剖的数值电磁模型在生物电磁领域中相关的计量学、组织间交互的研究中有超过30年的广泛应用。特别地,它们对MR尤其是磁共振射频(RF)场中的人体内部的电磁行为的研究有着重要的应用。在相关的文献中已经提出了各种各样的电磁模型,这些模型在模型分辨率和分割的组织类型数量上覆盖范围广泛。例如,由四个解剖全身模型(34岁男性,26岁女性,11岁女性,6岁的男性)组成的虚拟家庭(Virtual Family)模型,这个模型被广泛的应用于仿真研究中;同时还有由Peter J Dimbylow提出的包含大约900万像素点使用分辨率为2毫米的人体体模同时分割了37种组织类型的诺曼(NORMAN)模型等等。由于不同病人个体的形状(主要由于几何形状)对局部SAR值的测量影响很大,所以上面提到的人体数

关键词：磁共振成像混合模态胎儿磁共振成像 local SAR B1场

基于混合模态的脑机接口技术应用:神经康复新方向

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信息通信技术与政策 2024年第5期50卷 41-46页

作者：董越刘可王涛苏州念及智能科技有限公司苏州215000

随着人口老龄化和慢性病患者增加,康复医疗领域面临着巨大挑战和机遇。非侵入式脑机接口技术作为一种创新的诊疗手段,为脑卒中等中枢神经受损导致运动失能的患病人群带来了新的希望。与传统康复训练相比,单一模态脑机接口技术具有激活... 详细信息

随着人口老龄化和慢性病患者增加,康复医疗领域面临着巨大挑战和机遇。非侵入式脑机接口技术作为一种创新的诊疗手段,为脑卒中等中枢神经受损导致运动失能的患病人群带来了新的希望。与传统康复训练相比,单一模态脑机接口技术具有激活感觉运动皮质、从大脑层面协助病人康复的优势,但单一模态各范式具有各自的局限性。混合模态是近年的研究热点,以两种范式相结合的方式来提升整体系统的可靠性和准确性。基于此,提出了一种新的运动-视觉混合模态脑机接口技术,该系统在在线实验中的平均分类准确率为86.67%,能够同时诱发运动皮层和视觉皮层的响应,有望成为主动康复、神经重塑的新范式。

关键词：非侵入式脑机接口康复医疗视觉诱发电位运动想象混合模态

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基于带状线的混合模态涡旋波天线设计

测试技术学报 2023年第6期37卷 534-541页

作者：田震李金龙宋兆涵冯强梁君中国运载火箭技术研究院北京宇航系统研究所北京100076 西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071

鉴于涡旋电磁波所体现出的独特空间电磁场分布特征,以及其携带的轨道角动量在理论上所具有的无穷维度模态正交特性,涡旋电磁波在无线通信领域和雷达探测与成像领域均表现出重要的研究价值和应用潜力;从涡旋电磁波的电磁场分布和原理入手... 详细信息

鉴于涡旋电磁波所体现出的独特空间电磁场分布特征,以及其携带的轨道角动量在理论上所具有的无穷维度模态正交特性,涡旋电磁波在无线通信领域和雷达探测与成像领域均表现出重要的研究价值和应用潜力;从涡旋电磁波的电磁场分布和原理入手,针对当前混合模态涡旋波天线结构尺寸大、模态干扰大的问题,设计了一种基于带状线的叠层结构的抗干扰混合模态涡旋电磁波阵列天线;在C波段设计叠层结构的混合模态天线阵列,并基于带状线屏蔽性能优势设计1分4和1分8两种馈电网络,以及进行实物加工和近、远场测试;通过加入软件无线电平台,搭建无线收发传输链路,验证该天线阵列多路信号传输特性能正确解复用且隔离度较好,实现频谱效率的提升。

关键词： OAM 混合模态天线阵列 C波段无线收发

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基于涡旋电磁波的大容量通信系统设计

计算机测量与控制 2023年第7期31卷 156-162,221页

作者：田震张德智李金龙冯强中国运载火箭技术研究院北京100076 西安电子科技大学西安710100

鉴于涡旋电磁波所体现出的独特空间电磁场分布特征,以及其携带的轨道角动量在理论上所具有的无穷维度模态正交特性,涡旋电磁波在无线通信领域和雷达探测与成像领域均表现出重要的研究价值和应用潜力;通过涡旋电磁波空间电磁场的分布和... 详细信息

鉴于涡旋电磁波所体现出的独特空间电磁场分布特征,以及其携带的轨道角动量在理论上所具有的无穷维度模态正交特性,涡旋电磁波在无线通信领域和雷达探测与成像领域均表现出重要的研究价值和应用潜力;通过涡旋电磁波空间电磁场的分布和原理入手,采用在C波段设计阵元交替排布的双圆环均分天线阵列,并基于带状线屏蔽性能强的优势设计4路1分8的叠层馈电网络,从而产生4种混合模态(+1,-1,+2,-2)的涡旋天馈系统;通过搭建混合模态涡旋电磁波大容量通信系统测试收发天馈之间模态隔离度大于15 dB,在此基础上加入软件无线电平台验证通信系统多路涡旋波信号传输特性,测试验证4个端口均可正确接收、解调电磁信号,实现频谱效率4倍的提升。

关键词：混合模态涡旋电磁波带状线大容量通信 OAM射频收发链路

基于混合模态数据融合的模型修正损伤识别方法

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地震工程与工程振动 2022年第5期42卷 83-95页

作者：王小娟陈峰周宏元王利辉倪萍禾北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

相较于仅使用单类测量数据,多类传感器测量数据融合应用于损伤识别能获得更好的识别结果。为充分利用加速度及应变测量数据并将其用于损伤识别,首先依据位移模态与应变模态的关系,推导了基于2种模态的混合模态计算方式,并提出了一种基... 详细信息

相较于仅使用单类测量数据,多类传感器测量数据融合应用于损伤识别能获得更好的识别结果。为充分利用加速度及应变测量数据并将其用于损伤识别,首先依据位移模态与应变模态的关系,推导了基于2种模态的混合模态计算方式,并提出了一种基于混合模态的损伤识别方法。该方法利用混合模态频率与振型构建目标函数,结合3种优化算法,即梯度算法、遗传算法和粒子群优化算法分别进行结构损伤识别。根据简支梁与二维框架2个数值算例在不同传感器数量工况下的模拟结果讨论混合模态对识别结果的改进。结果表明:方法具有很好的噪声鲁棒性,且混合模态识别效果较传统方法有明显提高。

关键词：结构健康监测损伤识别位移模态应变模态混合模态

钛合金薄板Lamb波相控阵超声检测工艺研究

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科技创新与应用 2023年第16期13卷 94-97,101页

作者：穆晨光吕晓辉边传新袁伟强中国船舶集团公司第七二五研究所河南洛阳471000

Lamb波适于板型结构的缺陷检测。为探究适合钛合金薄板缺陷超声检测工艺,以某海洋工程结构件用板材为研究对象,通过相控阵技术激发不同角度的lamb波声束,研究表明以40°声束入射时,能够得到最佳化检测结果,其声波传播规律符合常规超声... 详细信息

Lamb波适于板型结构的缺陷检测。为探究适合钛合金薄板缺陷超声检测工艺,以某海洋工程结构件用板材为研究对象,通过相控阵技术激发不同角度的lamb波声束,研究表明以40°声束入射时,能够得到最佳化检测结果,其声波传播规律符合常规超声检测规律,且缺陷识别距离长;对条形缺陷检测,以5°步进对探头进行移动旋转,当旋转角度大于15°时缺陷不可识别,同时基于相控阵技术激发多模态混合lamb波检测能力优于常规超声。实验证明,采用40°入射的lamb波混合模态相控阵检测工艺,去除前置单模态lamb波提取工作,可有效应用于实际工程应用中的薄板小缺陷检测。

关键词： Lamb波钛合金薄板超声检测工艺相控阵技术混合模态

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基于裂尖体积应变能密度概念的界面破坏准则

基于裂尖体积应变能密度概念的界面破坏准则