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融合部分卷积和无参数注意力机制的轻量级印刷电路板缺陷检测算法

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计算机集成制造系统 2024年

作者：朱瑞齐元胜张勇斌北京印刷学院机电工程学院北京印刷学院印刷与包装工程学院

针对现有印刷电路板（Printed Circuit Board， PCB）缺陷检测方法存在准确率低和算法参数模量过多的问题，提出了一种融合部分卷积和无参数注意力机制的轻量级PCB缺陷检测算法YOLO-P。新算法使用了以部分卷积（Partial Convolution， P... 详细信息

针对现有印刷电路板（Printed Circuit Board， PCB）缺陷检测方法存在准确率低和算法参数模量过多的问题，提出了一种融合部分卷积和无参数注意力机制的轻量级PCB缺陷检测算法YOLO-P。新算法使用了以部分卷积（Partial Convolution， PConv）为结构核心的改进FasterNet网络作为模型的主干网络，降低算法模型的参数量并减少计算冗余，同时将颈部网络中的普通卷积层更换为部分卷积，进一步降低模型复杂度，提高检测效率；其次，在主干网络添加了无参数注意力机制（SimAM），在不增加模型复杂度的同时加强了新算法对图像无关背景信息的抑制，提升对小目标特征的提取能力；最后，通过引入复合型损失函数ECIOU来提升模型收敛速度，提升回归精度。实验结果证明，改进后的YOLO-P算法检测精度达到了98.8%，比YOLOv5算法提升了5.0%的，参数模量也减少了26.13%，训练后权重文件大小仅为10.1MB，更加适合部署在嵌入式系统、移动设备等计算资源受限和边缘计算的场景。

关键词：印刷电路板缺陷检测 YOLOv5 部分卷积注意力机制

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基于对比度和饱和度新的先验图像去雾算法

包装工程 2024年第11期45卷 191-197页

作者：张赛赛田益民王飞杜云飞北京印刷学院信息工程学院北京102600 北京印刷学院基础教育学院北京102600

目的针对目前图像印刷中清晰度和分辨率不高,为了提高图像的质量和观感,使雾图像细节更清晰,处理效率更高,文中设计一种基于对比度和饱和度的新的图像去雾先验算法。方法首先对采集的雾图像利用对比度、饱和度和亮度先验来初步估计透射... 详细信息

目的针对目前图像印刷中清晰度和分辨率不高,为了提高图像的质量和观感,使雾图像细节更清晰,处理效率更高,文中设计一种基于对比度和饱和度的新的图像去雾先验算法。方法首先对采集的雾图像利用对比度、饱和度和亮度先验来初步估计透射图,然后借助伽马校正的非线性逆策略增强图像的对比度和饱和度来防止传输估计过高或过低,并利用导向滤波对非线性逆策略的粗透射估计进行优化处理,最后使用非线性对比度拉伸方法对复原图像进行亮度进一步的增强。结果通过实验测试得出,对一个450×450的图像,本文提出的算法相较目前最新算法在PNSR值和SSIM值分别提高了9.2204和0.3327,处理时间减少了0.07938s。结论图像复原效果较好,细节更加丰富,清晰度更高,效率更高。

关键词：图像去雾导向滤波非线性逆策略对比度饱和度

一种三相线电压级联单位功率因数整流器负载不均衡特性分析及电压均衡控制策略

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电工技术学报 2024年第2期39卷 525-540页

作者：王聪刘霞程红孔佳仪陈婷中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 贵州工程应用技术学院机械学院毕节551700 北京印刷学院机电工程学院北京102627 河北工业大学电气工程学院天津300130

该文对一种由三个三相单开关整流器线电压级联构成的三相单位功率因数整流器的负载不均衡特性和输出电压均衡控制策略进行分析和研究,首先详细阐述此类整流器在三个直流侧负载不均衡时,交流输入端电流能自动保持均衡的独特特性及相应工... 详细信息

该文对一种由三个三相单开关整流器线电压级联构成的三相单位功率因数整流器的负载不均衡特性和输出电压均衡控制策略进行分析和研究,首先详细阐述此类整流器在三个直流侧负载不均衡时,交流输入端电流能自动保持均衡的独特特性及相应工作机理;然后研究系统整体分层控制策略。在传统的基于电压外环PI控制、电流内环PR控制的上层控制基础上,针对各整流模块参数不一致及负载功率不一致引起的各模块输出电压不均衡问题,通过加入偏差因子调制波补偿的底层控制,实现了对每个模块输出功率的独立调节,进而实现了各整流模块输出电压的均衡控制。仿真和实验结果验证了所研究拓扑结构的优越性和控制策略的可行性。

关键词：线电压级联负载不均衡功率自均衡 PR控制电压均衡控制

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原子沉积设备温度控制方法研究及实现

包装工程 2024年第13期45卷 202-209页

作者：李壮举宋北辰史子棋曹少中陈强北京建筑大学电气与信息工程学院北京102616 北京印刷学院北京102600

目的为提高原子层沉积镀膜腔温度控制的快速性和稳定性,提高镀膜质量。方法利用自抗扰控制(ADRC)算法,对各部分参数进行整定,结合组态软件和西门子S7-200SmartPLC设计一种基于自抗扰的温度控制器。结果利用自抗扰温度控制器达到了原子... 详细信息

目的为提高原子层沉积镀膜腔温度控制的快速性和稳定性,提高镀膜质量。方法利用自抗扰控制(ADRC)算法,对各部分参数进行整定,结合组态软件和西门子S7-200SmartPLC设计一种基于自抗扰的温度控制器。结果利用自抗扰温度控制器达到了原子沉积镀膜温度控制在具有较小超调的前提下快速、稳定控制的要求,实现了原子层沉积镀膜腔温度的高精度控制,提高了镀膜的质量。结论经仿真和实际应用证明,对温度控制这种具有较大惯性的控制系统,本文所设计的ADRC温度控制器的快速性和准确性均优于传统的PID控制器,且具有明显的抗干扰能力。

关键词：原子层沉积 ADRC PLC 温度控制

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融合遥感时间序列时空谱信息的森林扰动检测与归因研究进展

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遥感学报 2024年第3期28卷 558-575页

作者：吴伶刘湘南刘美玲张廷伟杨宝文徐宇岐中国地质大学(北京)信息工程学院北京100083

遥感时间序列蕴含自然因素和人类活动等不同驱动因子导致的森林组成、结构、功能变化及其差异信息,能有效提升对森林演替过程、发展态势及其驱动和响应机制的理解能力。本文系统评述了融合遥感时间序列时空谱信息的森林扰动检测与归因... 详细信息

遥感时间序列蕴含自然因素和人类活动等不同驱动因子导致的森林组成、结构、功能变化及其差异信息,能有效提升对森林演替过程、发展态势及其驱动和响应机制的理解能力。本文系统评述了融合遥感时间序列时空谱信息的森林扰动检测与归因研究进展。从数据、特征、算法等多个角度阐述了当前森林扰动检测进展:(1)数据角度。介绍了面向稠密和稀疏时间序列等不同观测频次的变化检测方法;(2)特征角度。归纳了森林扰动光谱响应特征和多光谱特征集成变化检测策略,总结了面向森林扰动检测的时序与空间特征融合方式;(3)算法角度。介绍了并行和串行两种多算法集成策略,描述了面向森林低强度扰动的变化检测算法研究进展。此外,森林扰动归因的本质是面向森林多类型扰动分类问题,本文在分别按照时间顺序和特征维度归纳作为森林扰动归因输入的归因特征的基础上,总结了基于遥感时间序列时空谱和地形特征融合的森林多类型扰动归因方法。最后,本文分析了森林扰动遥感监测目前存在的问题,并对未来研究方向进行了展望,以期为融合遥感时间序列时空谱信息的变化检测和归因研究提供借鉴。

关键词：森林扰动遥感时间序列时空谱信息特征融合扰动检测扰动归因

基于案例推理和知识图谱的WRF气象模拟知识推荐研究

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地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1257-1269页

作者：张春晓马同彬祁亚州王爱佳郝晓阳中国地质大学(北京)信息工程学院北京100083

地理模拟作为地理环境模拟与认知的重要方法,是挖掘地理知识、揭示地理规律的重要手段。气象模拟,作为重要组成部分参与到地理环境模拟的诸多方面,影响到地理环境的系统模拟和复杂问题求解。而气象模型专业性强、模拟知识复杂,涉及到输... 详细信息

地理模拟作为地理环境模拟与认知的重要方法,是挖掘地理知识、揭示地理规律的重要手段。气象模拟,作为重要组成部分参与到地理环境模拟的诸多方面,影响到地理环境的系统模拟和复杂问题求解。而气象模型专业性强、模拟知识复杂,涉及到输入数据、模拟方案设置等诸多方面,所以如何高效管理及共享气象模拟知识成为亟需解决的问题。本文应用案例推理和知识图谱,统一异构的气象模拟知识,研究顾及语义和图结构相似度的气象模拟知识推荐方法,以提高气象模拟知识的共享能力。①本文基于中文气象模拟文献资料抽取了气象模拟知识,以模拟案例为载体,在知识图谱中构建气象模拟知识库;②构建气象模拟案例相似度评估模型,实现顾及语义和图结构相似度的气象模拟知识推荐,该模型一方面利用经过气象模拟语料库训练的Bert(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)语义模型挖掘气象模拟知识案例的语义特征,另一方面提取存储在图谱中模拟案例的结构特征,并通过AHP(Analytic Hierarchy Process)层次分析法进行权重设置,从而准确的衡量气象模拟案例的相似度。③研发了可视化的气象模拟知识共享原型系统,可以根据用户需求推荐气象模拟知识的参数方案,为涉及气象过程的地理系统模拟人员提供知识参考。基于所构建的气象模拟知识库,经推荐准确性和稳定性评估,系统的推荐准确率达到91.3%,研究成果提高了气象模拟知识共享和重用能力。

关键词：知识图谱语义模型知识推荐知识共享案例推理气象模拟图相似度 Bert模型

面向非独立同分布数据的车联网多阶段联邦学习机制

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计算机研究与发展 2024年第9期61卷 2170-2184页

作者：唐晓岚梁煜婷陈文龙首都师范大学信息工程学院北京100048

车联网在智慧城市建设中扮演着不可或缺的角色,汽车不仅仅是交通工具,更是大数据时代信息采集和传输的重要载体.随着车辆采集的数据量飞速增长和人们隐私保护意识的增强,如何在车联网环境中确保用户数据安全,防止数据泄露,成为亟待解决... 详细信息

车联网在智慧城市建设中扮演着不可或缺的角色,汽车不仅仅是交通工具,更是大数据时代信息采集和传输的重要载体.随着车辆采集的数据量飞速增长和人们隐私保护意识的增强,如何在车联网环境中确保用户数据安全,防止数据泄露,成为亟待解决的难题.联邦学习采用“数据不动模型动”的方式,为保护用户隐私和实现良好性能提供了可行方案.然而,受限于采集设备、地域环境、个人习惯的差异,多台车辆采集的数据通常表现为非独立同分布(non-independent and identically distributed,non-IID)数据,而传统的联邦学习算法在non-IID数据环境中,其模型收敛速度较慢.针对这一挑战,提出了一种面向non-IID数据的车联网多阶段联邦学习机制,称为FedWO.第1阶段采用联邦平均算法,使得全局模型快速达到一个基本的模型准确度;第2阶段采用联邦加权多方计算,依据各车辆的数据特性计算其在全局模型中的权重,聚合后得到性能更优的全局模型,同时采用传输控制策略,减少模型传输带来的通信开销;第3阶段为个性化计算阶段,车辆利用各自的数据进行个性化学习,微调本地模型获得与本地数据更匹配的模型.实验采用了驾驶行为数据集进行实验评估,结果表明相较于传统方法,在non-IID数据场景下,FedWO机制保护了数据隐私,同时提高了算法的准确度.

关键词：车联网联邦学习非独立同分布数据隐私保护传输控制

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喷墨印品图像的空间频率响应测量与分析

印刷与数字媒体技术研究 2024年第3期 214-221页

作者：闫子墨陆利坤李青李芯徐艳芳袁宇霞北京印刷学院印刷与包装工程学院北京102600 北京印刷学院信息工程学院北京102600 北京绿色印刷包装产业技术研究院北京102600

为了量化和全面表征喷墨印品图像的清晰度,本研究对ISO/TS 15311-1:2020和ISO/IEC TS 29112:2018标准中印品空间频率响应(SFR)的刃边测量法进行了分析。分别提取了表征印品图像锐度和分辨率的两个特征空间频率指标,设置了分别表征印品... 详细信息

为了量化和全面表征喷墨印品图像的清晰度,本研究对ISO/TS 15311-1:2020和ISO/IEC TS 29112:2018标准中印品空间频率响应(SFR)的刃边测量法进行了分析。分别提取了表征印品图像锐度和分辨率的两个特征空间频率指标,设置了分别表征印品图像客观和主观空间细节分辨能力的两个质量因子指标,实现了对印品图像清晰度的全面表征。相关性分析表明,刃边模糊度对图像清晰度的影响更大。实验结果表明,所提取的指标能够正确表征纸张印品图像的清晰度质量优劣,可为相关行业的材料开发、工艺优化等过程提供参考。

关键词：喷墨印品空间频率响应倾斜刃边

基于OBE理念的包装工程专业选修课程教学改革

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包装工程 2024年

作者：林玉龙白慧娟齐元胜北京印刷学院机电工程学院北京印刷学院印刷与包装工程学院

系统层面的课程创新对于培养学生的可持续发展能力至关重要。本文以包装工程专业课程的教学改革为重点，从可持续角度出发，实现知识学习与技能培养的和谐统一。基于OBE理念，设计了“一个中心、两个平台、三个教育”的教学模式。该模... 详细信息

系统层面的课程创新对于培养学生的可持续发展能力至关重要。本文以包装工程专业课程的教学改革为重点，从可持续角度出发，实现知识学习与技能培养的和谐统一。基于OBE理念，设计了“一个中心、两个平台、三个教育”的教学模式。该模式以学生为中心，利用超星平台和虚拟仿真实验平台，同时开展理论教育、实践教育和思想政治教育。研究对象为北京印刷学院工科类本科生。该教学模式不仅提高了学生的学习积极性，而且提升了学生的学习成绩。此外，该教学模式的应用，在提高学生的综合素质、自主学习能力、工程实践能力等方面都有显著成效。

关键词：成果教育包装工程可持续发展