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基于广义PMCHWT-EFIE和子全域基函数的大规模介质-金属复合周期结构高效电磁算法

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电波科学学报 2025年

作者：陈伟吴语茂复旦大学信息科学与工程学院电磁波信息科学教育部重点实验室

在计算大规模介质-金属复合周期结构的电磁散射时，传统积分方程方法存在未知量大、存储占用多和计算时间长等问题。本文采用广义Poggio-Miller-Chang-Harrington-Wu-Tsai (PMCHWT)-电场积分方程(electric field integral equation， EF... 详细信息

在计算大规模介质-金属复合周期结构的电磁散射时，传统积分方程方法存在未知量大、存储占用多和计算时间长等问题。本文采用广义Poggio-Miller-Chang-Harrington-Wu-Tsai (PMCHWT)-电场积分方程(electric field integral equation， EFIE)方法计算均匀介质金属复合结构的电磁响应。该方法通过在分界面处设置区域连接模型(contact-region modeling， CRM)来保证边界处的连续性。为加速子阵列阻抗矩阵填充，本文采用快速偶极子方法(fast dipole method， FDM)来提高计算效率并降低内存占用。结合子全域(sub-entire-domain， SED)基函数方法，子阵列的电流分布特征可被推广到大规模介质金属复合周期结构的电磁场计算中。数值算例表明，该方法能够在保证计算精度的同时大幅度降低计算代价，内存占用降低至商业软件Altair FEKO(使用快速多层多级子方法)的1/10，计算误差在2.6 dB以内。

关键词：子全域(SED)基函数区域连接模型(CRM) 快速偶极子方法(FDM) 大规模介质-金属复合周期结构

热红外遥感影像的全天时舰船尾迹检测方法研究

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光学学报 2025年

作者：钟一凡李丽圆陶天宇陈凡胜复旦大学光电研究院上海市智能光电与感知前沿科学研究基地复旦大学信息科学与工程学院中国科学院上海技术物理研究所红外物理重点实验室

由于海面温度垂直分层，船只行驶过后留下可被探测的热尾迹可以延绵数百甚至上千米，相对于船头，热尾迹空间分布更广更容易被观测。因此，本文重点探讨了基于热红外遥感图像的全天时舰船尾迹检测方法，提出了一种基于LSD算法的自适应... 详细信息

由于海面温度垂直分层，船只行驶过后留下可被探测的热尾迹可以延绵数百甚至上千米，相对于船头，热尾迹空间分布更广更容易被观测。因此，本文重点探讨了基于热红外遥感图像的全天时舰船尾迹检测方法，提出了一种基于LSD算法的自适应阈值尾迹检测方法，通过高斯模糊预处理、图像分割、边缘检测及曲线拟合，实现舰船尾迹的识别与分割，显著提高了抗噪声能力和尾迹检测的准确性。实验结果验证了该方法的有效性，为热红外尾迹信息反演与数据集建立提供了支持。

关键词：遥感与传感器直线检测热红外遥感图像舰船尾迹

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基于多尺度注意力机制的荧光图像分割

激光杂志 2025年第1期46卷 142-151页

作者：汤珺曹志兴堵威华东理工大学信息科学与工程学院上海200237

针对荧光细胞图像分割中细胞轮廓重叠、形态多样等问题,本研究提出了一种结合自适应多尺度注意力机制与边界敏感损失函数的分割算法。首先,为了提升模型对多尺度细胞形态的适应能力,提出了自适应多尺度通道注意力机制,并与特征金字塔结... 详细信息

针对荧光细胞图像分割中细胞轮廓重叠、形态多样等问题,本研究提出了一种结合自适应多尺度注意力机制与边界敏感损失函数的分割算法。首先,为了提升模型对多尺度细胞形态的适应能力,提出了自适应多尺度通道注意力机制,并与特征金字塔结合构建多尺度注意力金字塔结构,提高网络对复杂细胞形状特征的提取能力;其次,设计了一种边界敏感的交叉熵损失函数,通过对细胞边界区域的预测给予更高的权重,增强了网络对细胞边缘的识别精度。实验结果表明,所提方法在荧光细胞图像数据集上的平均Dice系数和平均IoU系数分别高于现有先进模型,证明了本研究方法在荧光图像分割任务中的有效性。

关键词：荧光成像技术深度学习图像分割残差神经网络注意力机制

基于全局状态预测与公平经验重放的交通信号控制算法

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计算机应用 2025年第1期45卷 337-344页

作者：缪孜珺罗飞丁炜超董文波华东理工大学信息科学与工程学院上海200237

为了应对交通拥堵而设计的高效交通信号控制算法能提升现有交通网络下的车辆通行效率。尽管深度强化学习算法在单路口交通信号控制问题上已展现出卓越的性能,然而这些算法在多路口环境下的应用仍然面临着重大的挑战——多智能体强化学习... 详细信息

为了应对交通拥堵而设计的高效交通信号控制算法能提升现有交通网络下的车辆通行效率。尽管深度强化学习算法在单路口交通信号控制问题上已展现出卓越的性能,然而这些算法在多路口环境下的应用仍然面临着重大的挑战——多智能体强化学习(MARL)算法产生的时间和空间的部分可观测性引发的非平稳性问题会导致这些算法无法稳定的收敛。因此,提出一种基于全局状态预测与公平经验重放的多路口交通信号控制算法IS-DQN。一方面,基于不同车道的车流历史信息预测多路口的全局状态,从而扩展IS-DQN的状态空间,以避免算法产生空间部分可观测性而带来非平稳性问题;另一方面,为应对传统经验重放策略的时间部分可观测性,采用蓄水池抽样算法来保证经验重放池的公正性,进而避免其中的非平稳性问题。在复杂的多路口环境下应用IS-DQN算法进行3种不同的交通压力仿真实验的结果表明:在不同交通流情况下,尤其是在中低交通流量下,相较于独立的深度强化学习算法,ISDQN算法能得到更短的车辆平均行驶时间,并表现出了更优的收敛性能与收敛稳定性。

关键词：深度强化学习交通信号控制时序预测蓄水池抽样算法长短期记忆

声光调制器线性调频实现干涉型光纤传感阵列外差解调

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中国激光 2025年

作者：蔡冰涛黄文涛肖力敏陈小宝中国电子科技集团公司第二十三研究所复旦大学信息科学与工程学院光科学与工程系

本文探讨了利用周期性线性调频脉冲信号驱动单个声光调制器，生成的光脉冲在近平衡干涉传感基元中实现自混频干涉以合成差频载波，从而完成阵列信号的外差解调。为了解决在扫频驱动下声光调制器衍射效率差异所引起的阵列时分光脉冲幅度... 详细信息

本文探讨了利用周期性线性调频脉冲信号驱动单个声光调制器，生成的光脉冲在近平衡干涉传感基元中实现自混频干涉以合成差频载波，从而完成阵列信号的外差解调。为了解决在扫频驱动下声光调制器衍射效率差异所引起的阵列时分光脉冲幅度起伏问题，提出了“数字化幅度预失真”技术。此外，针对基元光程差变化导致的正交信号椭圆化现象，引入了“正交信号归一化”模块，以抑制解调结果的非线性失真。实验结果显示，在1kHz频率点，解调噪声可降至-108dB/sqrt(Hz)，动态范围的上限达到24.4dB。在连续工作8小时的情况下，阵列解调结果的幅度波动低于0.4dB，且在频带内未观察到杂散线谱的出现，所有性能指标均符合实际应用的需求。

关键词：干涉型光纤传感阵列线性调频声光调制器外差法

考虑电热老化效应的数据驱动电热氢氨耦合微网分布鲁棒规划

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电网技术 2025年第1期49卷 22-31,I0013-I0017页

作者：李龙艳刘淑娴宁超上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240

该文提出了一种电-热-氢-氨耦合微网的两阶段分布鲁棒规划模型,并建立固体氧化物电解槽(solidoxide electrolysis cell,SOEC)的电热老化模型,以准确模拟SOEC老化效应并提高系统效益。此外,该文模型通过设计热能多级利用模型提高系统能... 详细信息

该文提出了一种电-热-氢-氨耦合微网的两阶段分布鲁棒规划模型,并建立固体氧化物电解槽(solidoxide electrolysis cell,SOEC)的电热老化模型,以准确模拟SOEC老化效应并提高系统效益。此外,该文模型通过设计热能多级利用模型提高系统能源利用率,并建立了一个多能耦合系统。规划模型利用基于Wasserstein度量的模糊集,在考虑风电不确定性的同时,最大限度地减少总投资和运营成本。案例分析结果表明,相比与不含分布鲁棒优化方法、SOEC电热老化效应或热能多级利用的模型,所提模型不仅能较好地描述SOEC电热老化性能,还能在充分利用风电的同时提高系统能源利用率,具有较高的灵活性和经济性。

关键词：固体氧化物电解槽分布鲁棒优化热老化微网规划多能耦合

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基于降采样的光谱基线校正方法

光谱学与光谱分析 2025年第2期45卷 351-357页

作者：胡颖惠曹政傅海军戴继生江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 东华大学信息科学与技术学院上海201620

基线漂移现象普遍存在于光谱数据的采集过程中,基线校正是对抗基线漂移干扰的重要手段。基于稀疏表示的基线校正方法能取得较好的光谱预处理目标,但在应用于高维度光谱基线校正时,计算复杂度极大,实效性差;且在纯光谱稀疏结构上的利用... 详细信息

基线漂移现象普遍存在于光谱数据的采集过程中,基线校正是对抗基线漂移干扰的重要手段。基于稀疏表示的基线校正方法能取得较好的光谱预处理目标,但在应用于高维度光谱基线校正时,计算复杂度极大,实效性差;且在纯光谱稀疏结构上的利用度不足,性能有待进一步提升。为充分利用稀疏结构并显著降低计算复杂度,提出了一种基于降采样的光谱基线校正方法。通过降采样策略构造一个多快拍并附加相关矩阵的稀疏恢复模型,在降低光谱数据维度的同时,确保各降采样快拍具有共同稀疏性和空间相关性。随后,在变分贝叶斯推理(VBI)框架中引入独立向量分解模式,利用向量乘积的数学变换技巧,自适应解耦多快拍间的空间相关性,进而分别推断出各快拍对应的贝叶斯最优稀疏解。此外,采用网格细化技术处理离网间隙,进一步提升了基线校正性能。模拟和真实数据集上的实验结果验证了所提方法的优越性。

关键词：基线校正光谱分析降采样稀疏贝叶斯学习

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CFRP低速冲击损伤成像精度提升算法研究

航空材料学报 2025年第1期45卷 80-90页

作者：吴项南程小劲李琪鑫尚建华上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 东华大学信息科学与技术学院上海201620

碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)遭受低速冲击后会发生微小且隐蔽的损伤,损伤的存在会显著降低CFRP材料的承载力和服役寿命。C扫描是超声成像的常用方法,针对CFRP低速冲击内部损伤的C扫描成像精度低这... 详细信息

碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)遭受低速冲击后会发生微小且隐蔽的损伤,损伤的存在会显著降低CFRP材料的承载力和服役寿命。C扫描是超声成像的常用方法,针对CFRP低速冲击内部损伤的C扫描成像精度低这一问题,使用梯度算子对原始图像进行处理,并利用迁移学习的方法在ResNet18与ResNet50上进行损伤类型的分类训练。为了改善分类模型的性能,提出基于卷积神经网络的成像精度提升算法——图像重建模型(image reconstruction model,IRM),并基于结构相似性系数(structural similarity index,SSIM)提出采用性能指标σEOL验证图像性能的提升水平。迭代训练结果表明,当迭代次数达到200次时,不同种类冲击损伤的σEOL均大于1。为了进一步提升成像精度,引入ResNet残差连接思想,并提出了ResIRM网络。与IRM相比,ResIRM对不同类型撞击损伤的检测精度进一步提升,针对全部冲击类型,平均σEOL可提升0.85%;同时,经ResIRM处理的图像分类模型的梯度显著性热力图表明,ResIRM可以对损伤区域的特征起到强化作用。

关键词：卷积神经网络无损检测损伤重建超声检测

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融合注意力与多尺度特征的遥感图像配准

计算机工程与应用 2025年第3期61卷 275-285页

作者：倪力政陈颖李翔邓修涵马腾上海应用技术大学计算机科学与信息工程学院上海201418

针对遥感图像地理信息复杂多变、局部细节与上下文信息难以被充分提取,以及部分配准模型精度较低、用时较长等问题,提出了一种融合注意力与多阶尺度特征的配准模型,在特征提取阶段引入Transformer与逆残差结构结合的轻量级卷积网络,通... 详细信息

针对遥感图像地理信息复杂多变、局部细节与上下文信息难以被充分提取,以及部分配准模型精度较低、用时较长等问题,提出了一种融合注意力与多阶尺度特征的配准模型,在特征提取阶段引入Transformer与逆残差结构结合的轻量级卷积网络,通过嵌入混合注意力块加深对通道空间信息的关注,进一步地,为了更有效地捕获上下文特征信息,使用增强注意力的多尺度扩张卷积模块进行深层次过滤提取,以获取更精细和丰富的特征语义图。在匹配阶段采用互相关最优加权的双向匹配方法,计算密集对应关系得到双向参数,并通过参数回归网络加权合成最终变换参数,仿射变换完成图像配准。实验结果表明,关键点正确估计的比例系数为0.03、0.05和0.1的情况下,在三个数据集上的配准精度达到61.9%、86.2%、93.6%,而平均配准时间仅为1.05 s,证明了该模型有效提升遥感图像配准的精度和效率。

关键词：遥感图像配准上下文特征增强注意力双向匹配