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基于背景-前景组成式建模的电路板异常检测

计算机研究与发展 2025年第1期62卷 144-159页

作者：傅冰飞陈同林许枫朱麟李斌薛向阳复旦大学计算机科学技术学院上海200438 联想研究院人工智能实验室北京100094

异常检测的目标是检测众多正常样本中的异常样本.在大数据时代,如何将异常检测应用于现实场景成为当下需要着重思考的问题之一.目前已有模型存在难以处理实际场景中遮挡、光照、色差等动态干扰,无法快速迁移应用场景等问题.基于此,提出... 详细信息

异常检测的目标是检测众多正常样本中的异常样本.在大数据时代,如何将异常检测应用于现实场景成为当下需要着重思考的问题之一.目前已有模型存在难以处理实际场景中遮挡、光照、色差等动态干扰,无法快速迁移应用场景等问题.基于此,提出了一种基于背景-前景组成式建模的深度学习模型,用于检测电路板场景中的异常物体.首先通过特征提取网络将输入图像重构为不包含异常物体的干净背景图像,并通过跳层连接保留图像可能存在的动态干扰.得到重构背景后,通过空间变换网络提取到异常物体的位置信息,利用自编码器提取到异常物体外观、形状和存在的隐空间表示并重构出每个异常物体.将重构的异常物体和背景图像组合得到完整图像并通过对异常物体的存在表示给定阈值来实现异常检测.为了验证方法的有效性,从真实的电路板组装环境中收集数据,并模拟实际生产中标注有限的情景,从而创建用于分析的电路板异物数据集.此外,还在航道异物碎片数据集上进行实验验证.结果表明,提出的方法在该数据集上表现良好,能够检测出9个真实场景数据中的所有异常目标,漏检率低至0%,可以应用于现实世界的电路板组装场景.

关键词：异常检测合成数据集组成式建模生成式模型多阶段训练

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面向分布式图计算的图划分技术综述

计算机研究与发展 2025年第1期62卷 90-103页

作者：尚俊霖张振宇屈稳稳王晓玲华东师范大学计算机科学与技术学院上海200062

图结构作为表达事物之间复杂关联的数据结构,被广泛使用在多种应用场景中.随着互联网应用的不断发展,数据规模的不断增加,分布式的图计算系统相较于传统单机系统从运算时间、资源调度等各个方面显现出优越的性能.近年来,基于大规模图数... 详细信息

图结构作为表达事物之间复杂关联的数据结构,被广泛使用在多种应用场景中.随着互联网应用的不断发展,数据规模的不断增加,分布式的图计算系统相较于传统单机系统从运算时间、资源调度等各个方面显现出优越的性能.近年来,基于大规模图数据的分布式图计算系统使用需求快速增加,图数据划分技术受到了学术界的广泛关注.通过对分布式图计算系统中的图划分技术的研究,首先介绍了面向分布式图计算的图划分的技术背景,给出当前分布式图计算系统中的图划分相关概念的定义以及相关计算模型的分类体系,报告了分布式图计算模型的发展现状.接着对不同的图划分策略中的具体技术进行介绍,通过在不同策略之间进行分析与比较,总结其在各类分布式图计算系统中的优势与不足.最后就分布式图计算系统中图划分技术的发展现状,讨论了其当前存在的挑战与未来的研究方向.

关键词：图划分图数据分析与管理图计算分布式图系统超图划分

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基于最大影响力集合的主动学习方法

计算机科学 2025年第1期52卷 289-297页

作者：李雅和谢志鹏复旦大学计算机科学技术学院上海200438

随着深度学习技术的不断进步,其已经在许多领域广泛应用。但深度模型的训练需要消耗大量标注数据,时间与资源成本高,如何利用尽可能少的标注数据达到最佳模型效果成为一个重要的研究课题。主动学习的提出正是为了解决这一问题,其旨在选... 详细信息

随着深度学习技术的不断进步,其已经在许多领域广泛应用。但深度模型的训练需要消耗大量标注数据,时间与资源成本高,如何利用尽可能少的标注数据达到最佳模型效果成为一个重要的研究课题。主动学习的提出正是为了解决这一问题,其旨在选择最有价值的样本进行标注并用于模型训练。传统的主动学习策略通常关注不确定性或多样性,旨在查询最困难或最具代表性的样本。然而,在主动学习问题中,这些方法通常没有考虑标注样本和无标注样本之间的交互作用。另一类主动学习方法则使用辅助网络进行样本选择,但这些方法通常会增加计算复杂度。在上述背景下,提出一种新的主动学习算法,旨在通过考虑不同样本之间的相互作用,综合衡量候选样本对其他样本的影响力与不确定性,来最大限度地提高模型的整体性能增益。所提算法首先根据样本隐含层表征之间的距离估计样本相互之间的影响力,进一步根据候选样本的影响力与无标注样本的不确定性估计该样本能够带来的潜在增益,并迭代地选择全局增益最大的样本进行标注。进一步在一系列不同领域的多种任务上将该方法与其他主动学习策略进行了比较,实验结果表明,该方法在所有任务中的表现均显著优于所有基线方法。进一步的量化分析实验也证明该方法在不确定性和多样性之间取得了良好的权衡,并探究了主动学习不同阶段应该注重的因素。

关键词：主动学习深度学习不确定性

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萜类化合物高效发现与产业化制造

中国科学院院刊 2025年第1期40卷 47-66页

作者：池豪铭鄂丽影刘天罡武汉大学药学院武汉430072 上海交通大学生命科学技术学院上海200240

萜类化合物作为自然界中一类具有广泛生物活性的化学实体,在药物开发、香料工业及农业等多个领域展现出巨大的应用潜力。然而,传统方法在萜类化合物的发现与产业化过程中面临效率低下、成本高昂等挑战。随着合成生物学、基因组学、人工... 详细信息

萜类化合物作为自然界中一类具有广泛生物活性的化学实体,在药物开发、香料工业及农业等多个领域展现出巨大的应用潜力。然而,传统方法在萜类化合物的发现与产业化过程中面临效率低下、成本高昂等挑战。随着合成生物学、基因组学、人工智能及自动化技术的飞速发展,这些新兴技术为萜类化合物的高效发现与产业化提供了新的机遇。文章综合分析了这些技术如何协同作用于萜类化合物的发掘、优化与规模化生产,并归纳了当前萜类化合物的高产现状,旨在提出一套创新策略,以加速该领域的技术革新与产业升级。

关键词：萜类化合物合成生物学化学半合成规模化放大人工智能

政府补贴影响创新生态系统主体间技术博弈研究

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科研管理 2025年

作者：周钟付胜君班燚上海应用技术大学经济与管理学院

采取选择性补贴方式扶持特定企业和支持产业发展是政府的通常做法，其对创新生态系统内不同主体技术策略的影响与机制是值得研究的重要问题。本文以创新生态系统中的领先企业和跟随企业作为研究对象，构建演化博弈模型，分析双方的博弈... 详细信息

采取选择性补贴方式扶持特定企业和支持产业发展是政府的通常做法，其对创新生态系统内不同主体技术策略的影响与机制是值得研究的重要问题。本文以创新生态系统中的领先企业和跟随企业作为研究对象，构建演化博弈模型，分析双方的博弈关系和稳定策略，并进一步应用Netlogo软件仿真，研究不同强度下的政府选择性补助和税收优惠对两类主体技术策略博弈的影响。研究发现：第一，领先企业和跟随企业的技术策略博弈存在三种演化稳定策略，适度提高政府补贴强度和专利保护力度可以促使领先企业采取专利保护措施，并刺激跟随企业开展创新。第二，选择性补贴强度对企业技术策略选择呈非线性影响，灵活地调整补贴强度对企业采取最优技术策略和营造稳定的市场环境均有正向作用。第三，相比于政府补助，税收优惠更能促使企业选择最优技术策略，多元化和精细化的补贴政策能更精确地引导企业发展方向。研究结论拓展并深化了创新生态系统视角下政府补贴影响创新主体间技术博弈的理论研究，为政府部门灵活调整和精准优化补贴政策，从而加快引导产业发展提供重要启示。

关键词：选择性补贴创新生态系统技术博弈多主体仿真

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素阶数域上的高效紧凑NTRU密钥封装方案

软件学报 2025年第2期36卷 747-775页

作者：梁志闯赵旭阳方博越赵运磊复旦大学计算机科学技术学院上海200433 密码科学技术国家重点实验室北京100036

基于格(特别是NTRU格)设计后量子密钥封装方案是格密码领域的主流方向之一.现有多数格密码方案基于分圆环构造,但分圆环饱含丰富的代数结构导致这些方案容易遭受相关攻击.一个可选的且更安全的代数结构是大Galois群、素数阶、基于素理... 详细信息

基于格(特别是NTRU格)设计后量子密钥封装方案是格密码领域的主流方向之一.现有多数格密码方案基于分圆环构造,但分圆环饱含丰富的代数结构导致这些方案容易遭受相关攻击.一个可选的且更安全的代数结构是大Galois群、素数阶、基于素理想的数域(简称为素阶数域).NTRU-Prime是一个基于素阶数域的备受青睐的NTRU密钥封装方案,且早已经在国际标准OpenSSH中默认应用.旨在设计出比NTRU-Prime性能更优的素阶数域上NTRU密钥封装方案.首先,梳理分圆环的安全隐患,特别是针对2次幂分圆环的系列攻击,同时展示出素阶数域在抵御这些攻击方面的安全优势.接着,基于素阶数域提出NTRU密钥封装方案CNTR-Prime,并给出详细的相关分析和参数集.然后,提出一种伪梅森数不完整NTT,它能有效计算CNTR-Prime中关于素阶数域的多项式乘法.此外,还提出一种改进的伪梅森数约减算法,并将它应用在伪梅森数不完整NTT中.它在软件实现方面比Barrett约减快2.6%,在硬件实现方面比Montgomery约减和Barrett约减快2–6倍.最后,提供CNTR-Prime的C语言实现,并与其他同类方案进行全面对比.结果表明,与SNTRU-Prime相比,CNTR-Prime在安全强度、带宽和实现效率上有优势,其中CNTR-Prime-761的经典和量子安全强度都比SNTRU-Prime-761的高19 bit,密文尺寸降低8.3%,密钥生成算法、密钥封装算法和解封装算法分别快25.3倍、10.8倍和2.0倍.实际上,CNTR-Prime-653的经典和量子安全强度已可与SNTRU-Prime-761相媲美,且CNTR-Prime-653的带宽降低13.8%,密钥生成算法、密钥封装算法和解封装算法分别快33.9倍、12.6倍和2.3倍.所提工作可为后续同类型的格密码方案的设计、分析和优化实现提供重要参考.

关键词：格密码后量子密码数论研究单元(NTRU) 素阶数域密钥封装方案数论变换模约减软件实现

基于图神经网络与动态采样的三维目标检测算法

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激光与光电子学进展 2025年

作者：钟凯陈颖颜承志高寒上海应用技术大学计算机科学与信息工程学院

现有多数三维目标检测方法在检测远距离目标时容易发生漏检，并且在小目标类别的检测精度方面表现不佳。针对这些问题，提出了一种基于图神经网络与动态采样的三维目标检测算法。在候选框生成阶段，采用图特征增强模块强化柱状特征之间... 详细信息

现有多数三维目标检测方法在检测远距离目标时容易发生漏检，并且在小目标类别的检测精度方面表现不佳。针对这些问题，提出了一种基于图神经网络与动态采样的三维目标检测算法。在候选框生成阶段，采用图特征增强模块强化柱状特征之间的语义信息，从而生成高质量的伪图像。在关键点采样阶段，设计了一种动态采样策略，不仅提升了采样效率，同时增加了前景点的比例，并结合动态最远体素采样方法以确保关键点分布的均匀性。在候选框细化阶段，利用多尺度图池化模块提取丰富的局部特征，最后通过自适应模块融合局部信息与关键点信息，增强了特征表达能力。基于KITTI数据集的实验结果表明，所提算法在行人和骑行者的平均精度均值(mAP)分别达到了56.08%和77.65%，较基准算法Point Pillars分别提升了12.29和10.04个百分点。此外，该算法在远距离目标识别方面也表现出更高的精度，验证了其在远距离目标检测和小目标类别检测中的有效性。

关键词：三维目标检测图神经网络动态采样点云处理小目标检测

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大面积SiPM阵列混合模式读出电子学设计

原子能科学技术 2025年第1期59卷 189-196页

作者：何雷赵修良黄跃峰侯会良安焜豪南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

放射性物质的准确定位对于寻找“孤儿源”、核设施去污和退役、辐射防护最优化等至关重要。硅光电倍增管(silicon photomultiplier,Si PM)已广泛应用于闪烁体探测系统。为实现低成本大视野高分辨探测系统,通过测量ASIC(application spec... 详细信息

放射性物质的准确定位对于寻找“孤儿源”、核设施去污和退役、辐射防护最优化等至关重要。硅光电倍增管(silicon photomultiplier,Si PM)已广泛应用于闪烁体探测系统。为实现低成本大视野高分辨探测系统,通过测量ASIC(application specific integrated circuit)芯片对输入信号的要求,仿真了电阻阻值与电阻网络输出信号上升时间之间的关系,设计了前置放大器用于适配ASIC芯片和电阻网络,利用电阻网络的信号通道压缩特性和ASIC芯片多路复用、高度集成等优点,设计验证了将两者优势相结合的混合模式读出电路。测试结果显示:读出电路RMS噪声约为2.73 m V,能准确测出^(241)Am点源的位置,定位正确率约90.87%。设计的混合模式读出电路将64路Si PM信号简化为4路,探测器输出信号通道数减少16倍,单个A5202模块能同时读出1024个Si PM单元,能极大降低大面积Si PM阵列读出的成本。

关键词：硅光电倍增管均衡电荷分配读出方法 ASIC芯片

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生物强化MFC去除制药废水中的苯酚及产电性能评估

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工业水处理 2025年第1期45卷 49-57页

作者：朱勇强沈倩许婷婷林鑫上海应用技术大学化学与环境工程学院上海201418

以厌氧污泥为阳极室底物,模拟苯酚制药废水为阳极室基质,将产电菌*** MR-1以游离态细胞与固定化细胞两种形式加入双室微生物燃料电池(MFC),构建同步处理苯酚制药废水的游离态细胞双室MFC(MFC2)与固定化细胞双室MFC(MFC3),以不添加产电... 详细信息

以厌氧污泥为阳极室底物,模拟苯酚制药废水为阳极室基质,将产电菌*** MR-1以游离态细胞与固定化细胞两种形式加入双室微生物燃料电池(MFC),构建同步处理苯酚制药废水的游离态细胞双室MFC(MFC2)与固定化细胞双室MFC(MFC3),以不添加产电菌的双室MFC(MFC1)为对照组,探讨产电菌*** MR-1投加形式对双室MFC产电过程的影响,并分析污染物去除效果与微生物群落特征。结果表明,在3周期的连续运行下,MFC3系统的产电性能与污染物去除效果最佳,最大输出电压为633 mV,最大功率密度为582.7 mW/m^(2),开路电压为835.9 mV,内阻为398.8Ω,平均COD去除率为82.5%,平均NH_(4)^(+)-N去除率为74.1%,平均苯酚去除率为82.0%,平均库仑效率为26.6%。根据高通量测序结果,MFC3的阳极生物膜产电菌丰度增加,优势菌群为Proteobac⁃teria(变形菌门)、Bacteroidota(拟杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)。固定化细胞技术对双室MFC起到了生物强化作用,为污废水中能源转化提供了一定参考价值,可推动减污降碳协同增效。

关键词：微生物燃料电池生物强化制药废水产电性能污染物去除

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