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基于密度泛函理论的蒽醌太赫兹吸收光谱模拟

光谱学与光谱分析 2025年第2期45卷 337-343页

作者：张同军郝建军山东科技大学电子信息工程学院山东青岛266590

蒽醌是一种平面结构的具有大环共扼体系的有机化合物,在染料、造纸、生物和医药等众多行业有着广泛的应用。为研究蒽醌在太赫兹频段的特征吸收和其分子晶体结构之间的关系,基于密度泛函理论(DFT)并利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对蒽... 详细信息

蒽醌是一种平面结构的具有大环共扼体系的有机化合物,在染料、造纸、生物和医药等众多行业有着广泛的应用。为研究蒽醌在太赫兹频段的特征吸收和其分子晶体结构之间的关系,基于密度泛函理论(DFT)并利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对蒽醌晶体的太赫兹吸收谱进行了理论模拟和实验研究。首先利用THz-TDS系统测量了室温下蒽醌晶体在0.5~3.0 THz频段的特征吸收谱,发现蒽醌晶体在该频段内有6个明显的特征吸收峰,分别位于0.95,1.05,2.09,2.25,2.49和2.78 THz处。为深入解析蒽醌在太赫兹频段实验特征谱的产生机理,基于密度泛函理论分别对蒽醌单分子模型和晶胞模型进行了理论模拟计算。使用Gaussian09软件对蒽醌单分子模型进行的理论计算,采用了基于DFT的B3LYP杂化泛函方法和6-311G(d,p)基组,几何结构优化和振动频率计算在相同水平上进行,模拟计算结果与实验测量数据存在明显的差异,说明单分子模拟存在一定的局限性。使用MS8.0软件包中适合计算周期性结构的CASTEP模块对蒽醌晶胞模型进行理论计算,采用了基于平面波赝势和广义梯度近似(GGA)的PBE、PW91,WC,PBEsol和RPBE五种交换相关泛函,几何结构优化和晶格动力学计算在相同水平上进行。将蒽醌单分子和晶胞的理论模拟结构参数(键长、键角)分别与其X射线衍射实验测量的结构参数进行了详细的比较分析,发现基于PBE方法获得的固态仿真结果中分子的结构参数与X射线衍射实验数据的一致性最好。同时用PBE和RPBE方法获得的理论仿真谱与实验吸收谱比较吻合。因此,基于PBE和RPBE的计算结果对实验特征吸收峰进行了振动模式指认。研究结果表明,蒽醌晶体在太赫兹频段的特征吸收主要来源于晶体中由C—H…O分子内氢键主导的蒽醌环和苯环基团的整体振动以及由分子间弱相互作用引发的集体振动模式。

关键词：蒽醌太赫兹密度泛函理论晶胞振动模式

多任务联合学习下的复杂天气航拍图像目标检测算法

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计算机工程与应用 2025年第2期61卷 97-111页

作者：王新蕾王硕翟嘉政肖瑞林廖晨旭南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 无锡学院电子信息工程学院江苏无锡214105

针对雨雾等复杂天气下无人机图像质量下降导致目标检测效果不佳的问题,提出基于上下文引导和提示学习的目标检测算法CGP-YOLO(context-guided and prompt-based YOLOv8)。构建一个多任务联合学习的检测网络,通过双分支结构达到平衡图像... 详细信息

针对雨雾等复杂天气下无人机图像质量下降导致目标检测效果不佳的问题,提出基于上下文引导和提示学习的目标检测算法CGP-YOLO(context-guided and prompt-based YOLOv8)。构建一个多任务联合学习的检测网络,通过双分支结构达到平衡图像检测和恢复的任务。提出基于提示学习的跨层注意力加权图像去噪分支,指导网络利用退化提示重构清晰的图像;模型主干设计基于上下文的残差采样模块,集成卷积注意力机制,综合目标的局部和全局信息;采用可分离大核多尺度特征提取模块,处理网络多尺度特征;引入小目标的专用检测头,增强小目标的检测精度。实验结果表明,在参数量仅为基线模型60%的情况下,该模型的检测精度提高了2.4个百分点,平均精度(mAP)提高了2.04个百分点,模型检测效果优于其他经典模型,具备卓越的性能。

关键词：多任务学习目标检测无人机图像复杂天气提示学习去噪模型

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面向多模数据的引导-对齐情绪推理方法

东南大学学报(自然科学版) 2025年

作者：张艳夏雨琪丁凯刘阳炀王年安徽大学电子信息工程学院

表情和声音等微观情绪需近距离交互采集，为了将空间尺度大、数据容易获取的姿态信息作为情绪表达的载体，提出一种基于引导-对齐模块的情绪推理方法。其中引导模块借助面部关键点指导姿态特征的提取，进行帧图像二级筛选；首先提取出... 详细信息

表情和声音等微观情绪需近距离交互采集，为了将空间尺度大、数据容易获取的姿态信息作为情绪表达的载体，提出一种基于引导-对齐模块的情绪推理方法。其中引导模块借助面部关键点指导姿态特征的提取，进行帧图像二级筛选；首先提取出同时包含面部关键点和人体姿态的帧图像，通过每对帧图像的欧氏度量筛选保留符合要求的人体姿态帧图像，实现面部特征引导姿态特征的提取；通过特征对数归一化实现姿态对齐模块，与面部特征、环境特征共同构成视觉特征，视觉特征、文本特征和语音特征进行多模态特征融合。该方法在MEmoR数据集上的Micro-F1达到48.86%，实验结果表明，该方法一定程度提升了多模态情绪推理能力。

关键词：情绪推理多模态特征对数对齐引导特征

YOLOv8-DEL:基于改进YOLOv8n的实时车辆检测算法研究

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计算机工程与应用 2025年第1期61卷 142-152页

作者：古佳欣陈高华张春美太原科技大学电子信息工程学院太原030024

车辆检测是智能交通系统和自动驾驶的重要组成部分。然而,实际交通场景中存在许多不确定因素,导致车辆检测模型的准确率低实时性差。为了解决这个问题,提出了一种快速准确的车辆检测算法——YOLOv8-DEL。使用DGCST(dynamic group convol... 详细信息

车辆检测是智能交通系统和自动驾驶的重要组成部分。然而,实际交通场景中存在许多不确定因素,导致车辆检测模型的准确率低实时性差。为了解决这个问题,提出了一种快速准确的车辆检测算法——YOLOv8-DEL。使用DGCST(dynamic group convolution shuffle transformer)模块代替C2f模块来重构主干网络,以增强特征提取能力并使网络更轻量;添加的P2检测层能使模型更敏锐地定位和检测小目标,同时采用Efficient RepGFPN进行多尺度特征融合,以丰富特征信息并提高模型的特征表达能力;通过结合GroupNorm和共享卷积的优点,设计了一种轻量型共享卷积检测头,在保持精度的前提下,有效减少参数量并提升检测速度。与YOLOv8相比,提出的YOLOv8-DEL在BDD100K数据集和KITTI数据集上,mAP@0.5分别提高了4.8个百分点和1.2个百分点,具有实时检测速度(208.6 FPS和216.4 FPS),在检测精度和速度方面实现了更有利的折中。

关键词：车辆检测 YOLOv8 DGCST Efficient RepGFPN 轻量级检测头

基于Mach-Zehnder结构的模式不敏感硅基热光开关

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中国激光 2025年

作者：骆长亮延凤平郭浩户俊杰北京交通大学电子信息工程学院

提出了一种模式不敏感的热光开关，该光开关由多模干涉耦合器、相移器及S波导级联而成。通过导模激励系数法对多模干涉耦合器进行优化，使其具备模式不敏感的特性。同时对相移器进行优化，也使其具备模式不敏感的特性，TE0、TE1、TE2三... 详细信息

提出了一种模式不敏感的热光开关，该光开关由多模干涉耦合器、相移器及S波导级联而成。通过导模激励系数法对多模干涉耦合器进行优化，使其具备模式不敏感的特性。同时对相移器进行优化，也使其具备模式不敏感的特性，TE0、TE1、TE2三种模式的相位通过热光效应来改变。通过添加空气沟槽以降低功耗，通过仿真，当加热功率为9 mW时，在1550 nm处可实现不小于29 dB的消光比和低于0.88 dB的插入损耗。我们提出的模式不敏感光开关可以同时调制三个模式，适用于模分复用系统。

关键词：光开关模式不敏感模分复用热光效应马赫-曾德尔

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轻量化的多尺度注意力脊柱侧弯筛查方法

计算机工程与应用 2025年第3期61卷 286-294页

作者：郝子强唐颖田芳张岩詹伟达长春理工大学电子信息工程学院长春130000

近年来,深度学习越来越多地应用于脊柱侧弯筛查技术研究,并且取得了突出的成效。为了解决脊柱侧弯筛查的精度和效率不高,无法满足大规模脊柱侧弯筛查需要的问题,设计了一种轻量化的多尺度注意力卷积神经网络,对ResNet50进行改进,取得了... 详细信息

近年来,深度学习越来越多地应用于脊柱侧弯筛查技术研究,并且取得了突出的成效。为了解决脊柱侧弯筛查的精度和效率不高,无法满足大规模脊柱侧弯筛查需要的问题,设计了一种轻量化的多尺度注意力卷积神经网络,对ResNet50进行改进,取得了较好的筛查效果。提出了一种多尺度残差特征提取模块,使用不同大小的卷积核,提取不同尺度的信息;使用三个残差块并在残差块中使用一种混合注意力机制,关注通道和空间两方面的信息,增强特征提取能力;将普通卷积替换成一种深度混洗卷积,在精度损失不多的情况下,提高网络效率;提出了一种多层次特征融合模块,将多个层次信息进行特征融合,提取更加多样化的特征信息。实验证明,相比ResNet50总体准确率提高了11.19个百分点,测试时长减少了2 s。

关键词：脊柱侧弯深度学习多尺度特征注意力机制

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基于机器视觉的半导体晶圆缺陷检测方法综述

中国图象图形学报 2025年第1期30卷 25-50页

作者：胡志强吴一全南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106

当今许多新兴科技领域的发展需要集成电路(integrated circuit,IC)技术的支撑。半导体晶圆作为集成电路芯片中的关键角色,因制作工艺复杂,容易产生各种缺陷,其故障会极大地影响芯片的最终工作性能并增加成本。因此半导体晶圆的缺陷检测... 详细信息

当今许多新兴科技领域的发展需要集成电路(integrated circuit,IC)技术的支撑。半导体晶圆作为集成电路芯片中的关键角色,因制作工艺复杂,容易产生各种缺陷,其故障会极大地影响芯片的最终工作性能并增加成本。因此半导体晶圆的缺陷检测是保证其良品率和生产率的重要手段。结合机器视觉算法的晶圆缺陷检测方法普适性强、速度快,能更好地满足工业检测的相关需求。鉴于此,综述了近十几年来半导体晶圆缺陷检测方法的研究进展,介绍了晶圆制造的复杂工艺、表面缺陷检测的流程,根据不同的标准将晶圆缺陷进行分类。重点阐述了基于学习的方法,包括有监督机器学习、无监督机器学习、混合学习、半监督学习以及迁移学习5大类。对晶圆缺陷检测的深度神经网络分类为检测网络、分类网络、分割网络与组合网络。随后梳理了在晶圆缺陷检测领域常用的数据集以及性能评价指标。最后总结了晶圆缺陷检测当前存在的问题,对未来的研究方向进行了展望。

关键词：半导体晶圆缺陷检测机器视觉深度神经网络(DNN) 机器学习晶圆缺陷数据集

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多尺度密集交互注意力残差真实图像去噪网络

图学学报 2025年

作者：郭业才胡晓伟 AMITAVE Saha 毛湘南南京信息工程大学电子与信息工程学院无锡学院电子信息工程学院

针对图像去噪特征提取不全面以及特征利用率低，导致生成图像不够清晰的问题，提出一种多尺度密集交互注意力残差去噪网络(MDIARN)。首先，通过多尺度非对称特征提取模块(MAFM)初步提取浅层信息特征，以确保图像特征的多样性；然后，多... 详细信息

针对图像去噪特征提取不全面以及特征利用率低，导致生成图像不够清晰的问题，提出一种多尺度密集交互注意力残差去噪网络(MDIARN)。首先，通过多尺度非对称特征提取模块(MAFM)初步提取浅层信息特征，以确保图像特征的多样性；然后，多尺度级联模块(MSCM)利用多维密集交互残差单元(MDIU)对图像特征进行多维映射，并逐步级联以增强模型之间的信息传递和交互性，充分拟合训练数据；引入双路全局注意力模块(DGAM)对多级特征进行全局联合学习，获取更具有判别性的特征信息；跳跃连接促进结构之间的参数共享，使不同维度的特征充分融合，保证信息的完整性。最后，采用残差学习构建出清晰的去噪图像。结果表明，该算法在真实噪声数据集(DND和SIDD)上峰值信噪比分别为39.80 dB和39.62 dB，结构相似性分别为0.954和0.958，均优于主流去噪算法。此外，所提算法在低光度场景下应用也能保留更多细节，从而显著提升图像质量。

关键词：图像去噪多尺度特征提取多维密集交互卷积神经网络注意力

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高速目标碰撞闪光光谱感知与特征分析

红外与激光工程 2025年第1期54卷 231-238页

作者：李绍栋刘吉武锦辉于丽霞孙鹏郭大千中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 中北大学仪器与电子学院山西太原030051

闪光现象存在于各类撞击场景中,通过获取闪光光谱并对其谱线波长和强度分析,能够得到许多关键性信息,例如碰撞材料的成分、辐射的强度以及其他环境条件等。在深空探测领域,获取太空陨石等材料类型并分析其结构是深空探测任务的重要指标... 详细信息

闪光现象存在于各类撞击场景中,通过获取闪光光谱并对其谱线波长和强度分析,能够得到许多关键性信息,例如碰撞材料的成分、辐射的强度以及其他环境条件等。在深空探测领域,获取太空陨石等材料类型并分析其结构是深空探测任务的重要指标,对太空材料碰撞产生的闪光光谱进行研究,分析碰撞光谱时间变化特性对于深空探测技术的发展具有重要意义。为了深入探究高速碰撞中的光谱特性,使用主要成分为Al和少量的W的金属材料与钢板进行高速撞击,利用光谱连续采集系统和高速相机,采集了有效时间200μs内撞击光谱的有效变化情况以及撞击完整过程,观察到了清晰的原子(离子)发射谱线。在有效光谱数据中均检测到了Na I和K I的特征谱线,在第二次有效采集时刻,460~530 nm的波长范围内发现了一组强度虽低于Na I和K I谱线但依然可辨的线状光谱,经过研究主要为金属铝气相燃烧过程中AlO发射光谱,同一时刻还检测到W原子的发射光谱,实验造成钢板完全破碎。对实验后的典型碎片样品进行LIBS分析,发现在三种样品中均检测到了同样波长的Na I和K I谱线,并且在金属材料碎片以及表面覆盖金属材料熔融物质的钢板碎片中检测到了不同强度的AlO发射谱线,证明了实验采集光谱的有效性。由此提出在以铝和钢材作为主要构成材料的高速碰撞过程中,可以依据460~530 nm范围内谱线的变化情况,来解析并判断碰撞是否发生并根据碰撞光谱时间变化特性分析其材料构成。由此可以提出通过分析高速碰撞光谱及其时间变化特性能够为深空探测任务中太空陨石等材料的结构分析提供一种可能的新途径。

关键词：深空探测碰撞闪光光谱特性材料分析