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虹膜与眼周深度特征融合网络模型

工程科学与技术 2024年第3期56卷 240-248页

作者：雷松泽李永刚单奥奎张文娟西安工业大学计算机科学与工程学院陕西西安710021 西安工业大学基础学院陕西西安710021

虹膜识别的识别率虽然很高,但单模态识别时受环境、欺骗攻击等影响,并且在远距离或移动端、较少约束等场景下,识别率会大大下降。利用位置与虹膜相近并且被研究证明鉴别性很强的眼周生物特征,将虹膜和眼周进行双模态融合识别是较好的思... 详细信息

虹膜识别的识别率虽然很高,但单模态识别时受环境、欺骗攻击等影响,并且在远距离或移动端、较少约束等场景下,识别率会大大下降。利用位置与虹膜相近并且被研究证明鉴别性很强的眼周生物特征,将虹膜和眼周进行双模态融合识别是较好的思路。为实现精确自适应的融合识别,本文提出新颖的虹膜与眼周深度特征融合网络模型(MultipleFusionNet)。根据特征通道注意力和通道分组注意力的思想,设计自动权值生成网络,通过网络学习自动获得虹膜与眼周的权值。权值与卷积神经网络(CNN)生成的虹膜与眼周深度特征加权计算,可实现两个模态的深度特征动态精确融合,从而提高识别准确率。本文网络模型中融合部分可作为通用的深度特征融合模块使用,该模块可灵活地嵌入在任何CNN主干网络中,轻便且易于实现。在中国科学院公开的远距离虹膜库图像库CASIA-Iris-Distance和近距离光照变化虹膜图像库CASIA-Iris-Lamp上进行了实验验证,多种方法的对比实验和距离度量实验结果显示:本文的特征融合模型准确率最高为99.56%,采用余弦距离度量的等误率(EER)最低为0.002 7,优于单模态方法和相关的特征融合方法;计算复杂度方面,参数量和计算量比单模型的两倍少1.5%,计算量只比基准融合方法高1%,这表明该融合模型计算复杂度低,具有良好的性能。

关键词：双模态融合虹膜识别眼周识别深度特征融合

基于旋转等变卷积的航拍红外图像目标识别算法

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兵工学报 2024年第8期45卷 2817-2827页

作者：肖锋卢浩张文娟黄姝娟焦雨林卢昭廷李照山西安工业大学计算机科学与工程学院陕西西安710016 西安工业大学兵器科学与技术学院陕西西安710016 西安工业大学基础学院陕西西安710016

为提高传统无人机红外目标识别算法对输入图像的旋转鲁棒性,提出一种具有旋转等变性的红外图像目标识别算法。参照可见光三通道结构,将红外图像扩张为三通道以丰富输入图像的细节及边缘信息;以旋转等变卷积为基础,设计并实现能够高度保... 详细信息

为提高传统无人机红外目标识别算法对输入图像的旋转鲁棒性,提出一种具有旋转等变性的红外图像目标识别算法。参照可见光三通道结构,将红外图像扩张为三通道以丰富输入图像的细节及边缘信息;以旋转等变卷积为基础,设计并实现能够高度保留图像旋转特征的标准旋转等变卷积模块和旋转残差模块,使得所设计模型FC-YOLOv5对图像及图像中目标旋转具有鲁棒性;加入压缩和激励注意力机制自适应地学习到每个通道的重要性,并且根据任务的需要加权调整特征图中的通道贡献,提取重要的特征信息并抑制不重要的特征信息。在航拍行人车辆数据集和海上船舶数据集上验证模型的性能,以基准模型YOLOv5s及常见轻量级目标识别任务所用模型YOLOv8s、NanoDet作为对照组模型。实验结果表明,所提算法的平均精度均值相较于基准模型能够提升2%~4%,且当输入图像具有不同角度的旋转时,能够比对照组模型识别到更多旋转目标,且识别错误更少。

关键词：低空航拍红外图像多角度目标识别旋转等变卷积

质子交换膜燃料电池极板及其表面改性研究进展

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 902-932页

作者：王瑜邵文婷武上焜杨巍陈建西安工业大学材料与化工学院陕西西安710021

在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)的部件中,双极板(bipolar plates,BPs)是重要组成部分。双极板约占燃料电池成本、质量、体积的40%、80%、50%。传统的PEMFCs因为石墨双极板的材料、工艺等问题,造成... 详细信息

在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)的部件中,双极板(bipolar plates,BPs)是重要组成部分。双极板约占燃料电池成本、质量、体积的40%、80%、50%。传统的PEMFCs因为石墨双极板的材料、工艺等问题,造成其体积和质量较大,这增加了汽车的重量,缩小了汽车底盘的可用空间,影响了质子交换膜燃料电池汽车的性能。因此开发体积小、成本低、制备工艺简单的双极板对推进质子交换膜燃料电池的商业化应用具有重要意义。金属双极板因其成本低、力学性能好、导电性、导热性、体积相对易控等特点,在PEMFCs领域备受关注。但金属双极板在PEMFCs环境中易生成钝化膜,导致其接触电阻增加。因此,如何在提高金属双极板耐蚀性的同时,保持良好的导电性,是当前对PEMFCs研究的重点。本文综述了石墨、复合材料和金属双极板制备工艺及表面改性方法。讨论了双极板及其表面碳化物涂层、金属涂层和氮化物涂层的优缺点,并比较了这些涂层在PEMFCs环境下的耐腐蚀性和界面接触电阻性能。

关键词：质子交换膜燃料电池双极板表面改性涂层导电性耐蚀性

具有噪声信息与状态模型不确定系统的IMM自适应滤波

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控制与决策 2024年第5期39卷 1604-1611页

作者：马天力张扬高嵩刘盼陈超波西安工业大学电子信息工程学院西安710021

卡尔曼滤波器广泛用于解决线性高斯系统的状态估计问题.然而,在实际应用中过程噪声和系统模型参数先验信息未知,且量测受到异常值干扰,给准确估计系统状态带来极大困难.针对具有噪声信息和状态模型不确定的动态系统,提出一种广义交互式... 详细信息

卡尔曼滤波器广泛用于解决线性高斯系统的状态估计问题.然而,在实际应用中过程噪声和系统模型参数先验信息未知,且量测受到异常值干扰,给准确估计系统状态带来极大困难.针对具有噪声信息和状态模型不确定的动态系统,提出一种广义交互式多模型自适应滤波算法.该算法设计多个模型并行的方式对系统不确定进行处理,对于每个模型,建立Skew-T分布非对称重尾噪声表示模型,为了解决过程噪声与系统协方差相互耦合难以求解的问题,利用逆威沙特分布对系统预测协方差矩阵进行描述,并通过变分贝叶斯推理递归计算系统状态的后验分布.仿真结果和实验验证表明,在噪声信息和状态模型不确定条件下,所提出算法具有较高的估计精度.

关键词：交互式多模型过程噪声 Skew-T分布变分贝叶斯自适应滤波时变噪声

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部分相干光照明完全偏振光栅成像系统研究

光学学报 2024年第16期44卷 124-132页

作者：胡小英景心怡李昊刘爽刘卫国西安工业大学光电工程学院陕西西安710021

基于偏振相干统一理论,研究光场相干性对正弦振幅光栅偏振成像系统的影响。建立空间域和频谱域数学模型,利用MATLAB软件对其进行模拟仿真。仿真结果显示,光栅归一化固有频率为0.8时,随着光源相干性更接近于完全相干光,成像系统频谱域一... 详细信息

基于偏振相干统一理论,研究光场相干性对正弦振幅光栅偏振成像系统的影响。建立空间域和频谱域数学模型,利用MATLAB软件对其进行模拟仿真。仿真结果显示,光栅归一化固有频率为0.8时,随着光源相干性更接近于完全相干光,成像系统频谱域一次谐波分量消失,仅剩直流分量。设计并搭建实验平台,利用50 line/mm的正弦振幅光栅进行实验研究,实验结果表明,当光栅归一化固有频率一定时,随着光源相干性增强,成像系统频谱域一次谐波分量消失,只有直流分量,实验结果与理论结果相吻合。

关键词：成像系统光栅相干性偏振特性频谱分量

基于稀疏光电探测阵列的轻武器终点弹道关键参数测量

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光子学报 2024年第7期53卷 94-106页

作者：杨子钰陈丁沈岭南西安工业大学兵器科学与技术学院西安710021

为了有效、准确、可靠地获取轻武器终点弹道的关键参数(包括射击精度、弹丸飞行速度、弹道姿态角和射击频率等),提出了一种基于稀疏分布光电探测器阵列的测量方法。根据弹丸激波在终点弹道横截面的传播速度分布特性,结合稀疏光电探测阵... 详细信息

为了有效、准确、可靠地获取轻武器终点弹道的关键参数(包括射击精度、弹丸飞行速度、弹道姿态角和射击频率等),提出了一种基于稀疏分布光电探测器阵列的测量方法。根据弹丸激波在终点弹道横截面的传播速度分布特性,结合稀疏光电探测阵列结构参数构建一种测量模型,精确解析出关键参数测量结果。通过数值模拟仿真分析测量误差变化规律,可知探测靶面内从中心向四周的坐标测量误差逐渐减小,姿态角测量误差随坐标差值的增大而减小,速度测量误差随靶距的增加而减小。实弹射击对比实验结果表明,该测量方法能够满足轻武器终点弹道关键参数测试要求,与以往的方法相比,具有探测靶面积足够大、无探测盲区、成本较低、安装调试方便等优点。

关键词：靶场测试光电探测激波效应轻武器终点弹道参数

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引入级联通道注意力的轻量化人体姿态估计

计算机工程与应用 2024年第13期60卷 219-227页

作者：林远强郜辉王鹏吕志刚李晓艳王储西安工业大学电子信息工程学院西安710021 西安工业大学发展规划处西安710021

针对当前人体姿态估计模型在轻量化过程中精度损失严重的问题,以高分辨率网络(HRNet)为基线提出一种引入级联通道注意力的轻量化人体姿态估计模型。构建一种保持内部高分辨率特征的级联通道注意力,学习输入特征各通道的重要性来提高模... 详细信息

针对当前人体姿态估计模型在轻量化过程中精度损失严重的问题,以高分辨率网络(HRNet)为基线提出一种引入级联通道注意力的轻量化人体姿态估计模型。构建一种保持内部高分辨率特征的级联通道注意力,学习输入特征各通道的重要性来提高模型表征能力;通过设计一种基于MetaFormer结构的轻量级深度卷积变换模块来替换HRNet阶段2、3、4中运算复杂度较高的残差模块;设计一种多尺度特征融合方法减少HRNet原融合方法中的多维特征语义信息损失;采用无偏数据处理来消除关键点热力图编码过程中导致的偏移误差。COCO2017验证集的实验结果表明,所提出的模型同基准模型相比,在AP降低2个百分点的情况下,模型参数量和浮点运算量分别减少了90.2%和83.1%,并且以AP为71.4%的表现在轻量化模型中达到精度最优。

关键词：人体姿态估计轻量化通道注意力 MetaFormer结构多尺度特征融合

面向微光学元件表面形貌测量的涡旋相移数字全息技术

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中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 852-861页

作者：薛一梦刘丙才潘永强房鑫萌田爱玲张瑞轩西安工业大学光电工程学院陕西西安710021 西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室陕西西安710021

非接触、无损害的相移数字全息技术对微光学元件检测具有独特优势。因传统的相移数字全息技术需要对相移器进行精细控制和繁琐校准,同时其光路易受到机械振动干扰,导致全息再现像的质量降低。本文借助涡旋光特殊的相位分布,提出了一种... 详细信息

非接触、无损害的相移数字全息技术对微光学元件检测具有独特优势。因传统的相移数字全息技术需要对相移器进行精细控制和繁琐校准,同时其光路易受到机械振动干扰,导致全息再现像的质量降低。本文借助涡旋光特殊的相位分布,提出了一种基于涡旋相移数字全息的微光学元件表面形貌测量方法。该方法利用螺旋相位板调制涡旋相位,引入高精度相移。基于构建的涡旋相移数字全息显微实验装置,采用干涉极值法确定了相移干涉图之间的真实相移量,并对螺旋相位板的旋转角度与相移量的关系进行标定,实验验证了涡旋相移的可行性;对微透镜阵列进行了重复测量实验,将测试结果与ZYGO白光干涉仪的测试结果进行比较。结果表明:测量得到单个微透镜的平均纵向矢高为12.897μm,平均相对误差为0.155%。所提方法可以实现对被测微光学元件表面形貌的高精度测量,具有易操作、稳定可靠、准确性高等优点。

关键词：涡旋相移数字全息显微螺旋相位板相位重建

基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1060-1071页

作者：徐昌鸿张树生梁嘉宸南京工程学院工业中心江苏南京211167 西北工业大学机电学院陕西西安710072

为有效提升数控加工过程中粗加工刀具的使用效率,提出一种基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法。首先计算型腔特征的中轴变换表征数控加工的刀具轨迹,探究中轴变换与数控加工的映射机理;然后基于加工规则和中轴... 详细信息

为有效提升数控加工过程中粗加工刀具的使用效率,提出一种基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法。首先计算型腔特征的中轴变换表征数控加工的刀具轨迹,探究中轴变换与数控加工的映射机理;然后基于加工规则和中轴变换参数,挖掘隐含在型腔特征中的深层次数控工艺信息;最后综合考虑材料去除量和加工连续性,建立刀具序列决策的多目标优化模型,采用混合蚁群/模拟退火算法进行优化求解。实验结果表明,该方法能够高效、自动生成型腔特征最优粗加工刀具序列,提升企业数控工艺设计智能化水平。

关键词：信息挖掘型腔特征粗加工刀具序列优化决策数控加工