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一种生成对抗网络半监督回归的废纺样品中羊毛含量的预测方法

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1417-1424页

作者：胡锦泉杨辉华赵国樑周瑞知李灵巧北京邮电大学人工智能学院北京100876 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 北京服装科技学院北京100029 上海季采环保科技有限公司上海200131 桂林电子科技大学计算机学院广西桂林541004

针对废旧纺织品回收在线分拣的需求,提出了一种基于生成对抗网络的半监督回归方法,使用少量标记样本和大量未标记样本来训练半监督回归器。半监督回归器由神经网络组成的生成器和由神经网络构成的判别器组成。生成器用于生成尽可能接近... 详细信息

针对废旧纺织品回收在线分拣的需求,提出了一种基于生成对抗网络的半监督回归方法,使用少量标记样本和大量未标记样本来训练半监督回归器。半监督回归器由神经网络组成的生成器和由神经网络构成的判别器组成。生成器用于生成尽可能接近实际标记和未标记训练数据集内容的混合样本。鉴别器用于验证生成器生成的样本并预测这些样本的连续标记。生成的网络通过特征匹配损失进行训练,损失函数是鉴别器中间层真实样本的输出与生成样本之间的误差平均值。判别式有两个输出,一个用于预测序列标记,另一个用于确定生成的样本是真样本还是假样本的概率。通过使用传统的无监督生成对抗性网络损失函数和监督回归损失的组合来训练判别式。生成的网络通过特征匹配损失进行训练,损失函数是鉴别器中间层真实样本的输出与生成样本之间的误差平均值。先后收集了400个不同羊毛含量的混纺样品和3000个未知成分的混纺样品。70%的标记和未标记的混合样本被随机选择作为训练集,其余30%的标记样本被用作重复实验的测试集。开展了多个实验进行验证。第一个实验为混纺光谱生成实验,用于验证生成对抗网络能够根据内在规律有效生成混合样本光谱。第二个实验为半监督对抗网络定量分析性能对比实验,对羊毛成分分析模型训练与测试,并将本半监督对抗网络定量分析模型与其他定量模型进行性能对比。第三个实验为现场高羊毛含量混纺细分模型预测对比实验,用羊毛含量在80%到99%之间的混纺样品进行成分分析,并将本文的半监督对抗网络定量分析模型与其他定量模型进行性能对比。第四个实验为中高羊毛含量混纺细分综合模型现场预测实验,用羊毛含量在40%到99%之间的混纺样品训练半监督对抗网络定量分析模型并部署在分拣系统,由操作员进行现场测试数据进行准确率、分析时间等测试。实验结果表明,基于生成对抗网络的半监督回归方法优于PCR、PLSR、SVR、BPNN等模型,该模型的预测R2达到0.964。经过现场反复测试,该模型能快速提取出40%以上羊毛含量的混纺样品。

关键词：生成对抗网络废纺回收近红外光谱羊毛含量

基于多目标遗传算法的8×8 S盒的优化设计方法

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西南交通大学学报 2024年第3期59卷 519-527,538页

作者：王永王明月龚建重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065 桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004

混沌系统具有非线性、伪随机性、初始值敏感等特性,为基于动力系统构造性能良好的S盒提供了基础,进一步保证了分组加密算法安全性.目前,基于混沌构造S盒的方法大多数针对单个性能指标进行优化,难以获得全面的性能提升.针对此问题,结合... 详细信息

混沌系统具有非线性、伪随机性、初始值敏感等特性,为基于动力系统构造性能良好的S盒提供了基础,进一步保证了分组加密算法安全性.目前,基于混沌构造S盒的方法大多数针对单个性能指标进行优化,难以获得全面的性能提升.针对此问题,结合混沌映射与多目标遗传算法,提出了一种新的S盒设计方法.首先,利用混沌映射的特性产生初始S盒种群;然后,以S盒的非线性度和差分均匀性为优化目标,基于遗传算法框架对上述两指标进行优化.针对S盒的特点,在优化算法中引入了交换操作,设计了新的变异操作以及非支配序集计算,有效提升了S盒的非线性度和差分均匀性.实验结果表明该算法产生的S盒其差分均匀度为6,非线性度值至少为110,有效提升了S盒的综合性能.

关键词： S盒非线性度差分均匀度多目标遗传算法混沌映射

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二维/三维可调纸基超材料天线

材料工程 2024年第10期52卷 189-196页

作者：太史百盈杨雅婷杨靖庞亚琛许建春毕科北京邮电大学国际学院北京100876 北京邮电大学电子工程学院北京100876 北京邮电大学理学院北京100876

为满足移动通信系统对多频段、小型化天线的设计需求,结合超材料的结构优势,基于折纸技术设计了一种二维/三维可调双波段纸基超材料天线。为了说明纸基天线易加工、低成本、易携带等特点,分别将导电银浆涂覆在不同纸基材料上制备了天线... 详细信息

为满足移动通信系统对多频段、小型化天线的设计需求,结合超材料的结构优势,基于折纸技术设计了一种二维/三维可调双波段纸基超材料天线。为了说明纸基天线易加工、低成本、易携带等特点,分别将导电银浆涂覆在不同纸基材料上制备了天线实物样机。仿真和测试结果表明,在二维和三维状态下,天线分别工作在2.45 GHz和1.40 GHz频率处,且通过调节内环折叠角度可实现工作频段的调控。此外,分别研究了二维和三维天线的辐射方向图。二维天线的主辐射方向与天线所在平面垂直,而三维天线的主辐射方向受内环折叠角度调控。所设计的纸基超材料天线为实现工作频段可切换的天线设计提供了新思路,在便携式移动终端、多波段通信等领域具有广阔的应用前景。

关键词：纸基超材料双波段天线

拓扑层结构中的光学双稳态及其在光神经网络中的应用

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物理学报 2024年第16期73卷 110-117页

作者：李昀衡喻可朱天宇于桐单思超谷亚舟李志曈北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室北京100876 北京邮电大学未来学院北京100876 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876 北京邮电大学理学院北京100876

具有光学双稳态的非线性微纳光学器件在光集成电路和光神经网络中有着重要的应用.然而,传统光学双稳态特性会受到内部系统无序和外部系统扰动的影响,不利于应用.本文利用SiO_(2)和TiO_(2)的拓扑多层薄膜结构,在拓扑模式电场强度最大的... 详细信息

具有光学双稳态的非线性微纳光学器件在光集成电路和光神经网络中有着重要的应用.然而,传统光学双稳态特性会受到内部系统无序和外部系统扰动的影响,不利于应用.本文利用SiO_(2)和TiO_(2)的拓扑多层薄膜结构,在拓扑模式电场强度最大的区域引入非线性介电常数,探究拓扑模式的光学双稳态特性,并分析了双稳态特性在层厚度变化和折射率变化下的鲁棒性.最后,本文将双稳态特性作为非线性激活函数应用到了光神经网络计算中,相比于传统的非线性激活函数ReLu和Sigmoid,双稳态非线性激活函数展示出了更好的图像识别精度.本文结果对研发下一代鲁棒性强的光神经网络有着重要研究意义.

关键词：光学双稳态拓扑层结构鲁棒性

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具有预置社会关系的主客方协作式群体评价方法及应用

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系统科学与数学 2024年第4期44卷 999-1013页

作者：张发明李美幸牛玉飞桂林电子科技大学商学院桂林541004 华北水利水电大学管理与经济学院郑州450046

针对主客方协作式群体评价研究相对较少,且已有研究大多未考虑评价主方和评价客方之间可能存在预置社会关系的问题,提出一种新的具有预置社会关系的主客方协作式群体评价方法.首先,根据评价客方的“可信度”求出主客方预置社会关系亲疏... 详细信息

针对主客方协作式群体评价研究相对较少,且已有研究大多未考虑评价主方和评价客方之间可能存在预置社会关系的问题,提出一种新的具有预置社会关系的主客方协作式群体评价方法.首先,根据评价客方的“可信度”求出主客方预置社会关系亲疏度的客方集结信息,并参照主方评价信息提供的预置社会关系亲疏度区间对其进行调整,完成双方“第一次信息调整协作”;其次,利用主客方之间的预置社会关系亲疏度衡量评价主方的“诚信度”,据此修正主方评价信息,完成双方“第二次信息修正协作”;然后,通过对主客方预置社会关系亲疏度矩阵进行“纵向”与“横向”对比,测度出主方评价信息的“公允度”,基于“公允度”对修正后的主方评价信息进行集结,完成双方“第三次信息集结协作”,从而得出最终的主客方协作评价结果;最后,以大学教师工作考评为例,对该方法进行实施、验证及对比分析,结果表明该方法具有较好的可行性和有效性.

关键词：预置社会关系主客方协作群体评价公允度诚信度

基于CNFET电路段内关键门的全局布局算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 464-472页

作者：田康林赵康北京邮电大学理学院北京100876 北京邮电大学集成电路学院北京100876

针对传统硅基电路布局算法在碳纳米管(CNT)密度变化的碳纳米管场效应晶体管(CNFET)电路上表现出时序良率不高的问题,提出一种基于段内关键门的全局布局算法.首先自底向上逐级分析电路各个层级,依次建立门延迟、门树延迟模型,在此基础上... 详细信息

针对传统硅基电路布局算法在碳纳米管(CNT)密度变化的碳纳米管场效应晶体管(CNFET)电路上表现出时序良率不高的问题,提出一种基于段内关键门的全局布局算法.首先自底向上逐级分析电路各个层级,依次建立门延迟、门树延迟模型,在此基础上结合CNFET电路相关矩阵建立包含延迟均值和方差的段统计延迟模型;然后通过理论分析确定时序良率与段的统计延迟之间的相关关系;最后利用CNFET电路不对称空间相关性,使用网格搜索策略不断迭代调整段内关键门位置,以降低段延迟.在OpenCores中4个测试电路上的实验结果表明,所提算法平均提高了20%的电路时序良率,在执行时间上比CNT密度变化感知的基准方法降低25%,揭示了其在高时序良率要求的大规模电路中应用的潜力.

关键词：碳纳米管碳纳米管场效应晶体管不对称空间相关性全局布局算法

二维BeB_(2)作为镁离子电池阳极材料的理论研究

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物理学报 2024年第11期73卷 336-345页

作者：李欣悦高国翔高强刘春生叶小娟南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023 南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023

为了加快镁离子电池的开发与应用,寻找合适的镁离子电池阳极材料势在必行.此外,具有较低摩尔质量的阳极材料有利于获得较高的理论存储容量.因此,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算系统地研究了BeB_(2)单层材料作为镁离子电池阳... 详细信息

为了加快镁离子电池的开发与应用,寻找合适的镁离子电池阳极材料势在必行.此外,具有较低摩尔质量的阳极材料有利于获得较高的理论存储容量.因此,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算系统地研究了BeB_(2)单层材料作为镁离子电池阳极的潜力.计算结果表明,基于声子谱检测,BeB_(2)结构展现了优异的动力学稳定性.此外,从BeB_(2)的能带结构可以看到清晰的狄拉克锥,表明其具有良好的导电性能.BeB_(2)可以稳定吸附镁离子,并且镁离子在该材料上表现了较低的扩散势垒(0.04 eV),这意味着更快的充放电速率.重要的是,BeB_(2)展现了超高的理论容量(5250 mA·h·g^(–1))、较低平均开路电压(0.33 V)以及较小的体积膨胀(2%).此外,Mg离子在双层BeB_(2)结构中的吸附能为–1.38—–2.24 eV,扩散势垒为0.134—0.84 eV.综合以上性能,我们相信BeB_(2)可以作为一种优秀的镁离子电池阳极材料.

关键词：镁离子电池二维材料第一性原理计算

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基于延迟和抖动感知的多播服务功能树嵌入算法

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 184-194页

作者：刘亮陈翔桂晓菁徐勇军杜娅荣侯泽天段洁重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学自动化学院重庆400065

针对软件定义网络/网络功能虚拟化(SDN/NFV)架构中,多播请求流(MRs)需满足严格时延和抖动约束下遍历由多个虚拟网络功能(VNFs)依序组成的服务功能树(SFT)问题。该文提出一种基于最优链路选择函数进行深度优先搜索构建SFT的路由算法。首... 详细信息

针对软件定义网络/网络功能虚拟化(SDN/NFV)架构中,多播请求流(MRs)需满足严格时延和抖动约束下遍历由多个虚拟网络功能(VNFs)依序组成的服务功能树(SFT)问题。该文提出一种基于最优链路选择函数进行深度优先搜索构建SFT的路由算法。首先,提出网络资源相对成本函数,以保证网络负载自动均衡。其次,联合考虑网络资源、VNF动态放置及多播流延迟和抖动约束,构建SFT动态嵌入问题的整数线性规划模型(ILP)。最后,针对该NP难问题,设计辅助边权图和最优链路选择函数进行路由路径选择,并以最小化资源消耗成本为目标提出具有延迟和抖动感知的SFT嵌入算法(SFT-EA)。仿真结果表明,SFT-EA在吞吐量,流接受率和网络负载均衡方面具有更好的性能。

关键词：网络功能虚拟化服务功能树多播延迟和抖动

基于视觉自注意力模型与轨迹滤波器的篮球战术识别

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 615-623页

作者：许国良沈刚梁旭鹏雒江涛重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学体育学院重庆400065

通过机器学习分析球员轨迹数据获得进攻或防守战术,是篮球视频内容理解的关键组成部分。传统机器学习方法需要人为设定特征变量,灵活性大大降低,因此如何自动获取可用于战术识别的特征信息成为关键问题。为此,该文基于美国职业篮球联赛(... 详细信息

通过机器学习分析球员轨迹数据获得进攻或防守战术,是篮球视频内容理解的关键组成部分。传统机器学习方法需要人为设定特征变量,灵活性大大降低,因此如何自动获取可用于战术识别的特征信息成为关键问题。为此,该文基于美国职业篮球联赛(NBA)比赛中球员轨迹数据设计了一个篮球战术识别模型(TacViT),该模型以视觉自注意力模型(ViT)作为主干网络,利用多头注意力模块提取丰富的全局轨迹特征信息,同时并入轨迹滤波器来加强球场线与球员轨迹之间的特征信息交互,增强球员位置特征表示,其中轨迹滤波器以对数线性复杂度学习频域中的长期空间相关性。该文将运动视觉系统(SportVU)的序列数据转化为轨迹图,自建篮球战术数据集(PlayersTrack),在该数据集上的实验表明,TacViT的准确率达到了82.5%,相对未做更改的视觉自注意力S模型(ViT-S),精度上提升了16.7%。

关键词：篮球战术识别球员轨迹轨迹滤波器对数线性复杂度多头注意力