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太赫兹光谱在转基因菜籽油鉴别中的应用:基于改进蜉蝣算法的支持向量机模型

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物理学报 2024年第5期73卷 360-368页

作者：陈涛李欣桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004

为实现对转基因和非转基因菜籽油的快速准确鉴别,结合太赫兹时域光谱技术,提出了一种基于改进蜉蝣优化算法的支持向量机模型.以两种转基因和两种非转基因菜籽油为研究对象,应用太赫兹时域光谱技术获取其光谱信息,发现相比于非转基因菜籽... 详细信息

为实现对转基因和非转基因菜籽油的快速准确鉴别,结合太赫兹时域光谱技术,提出了一种基于改进蜉蝣优化算法的支持向量机模型.以两种转基因和两种非转基因菜籽油为研究对象,应用太赫兹时域光谱技术获取其光谱信息,发现相比于非转基因菜籽油,转基因菜籽油在太赫兹波段具有更强的吸收特性,同时它们的吸收光谱极为相似,难以通过观察法进行准确区分.为此,提出一种基于改进蜉蝣优化算法的支持向量机模型,通过采用蜉蝣优化算法对支持向量机参数进行寻优,并引入自适应惯性权重和Lévy飞行两种策略改进蜉蝣优化算法在寻优过程容易陷入局部最优解的问题,增强蜉蝣优化算法的全局搜索能力和稳健性.实验结果表明:改进后的蜉蝣优化算法能够更有效地寻找到支持向量机的最优参数组合,提升鉴别模型的整体性能,该模型对4种菜籽油的识别精度为100%.因此,本研究为转基因菜籽油的类型鉴别提供了一种快速有效的新方法,也为其他转基因物质的鉴别提供了有价值的参考.

关键词：转基因菜籽油太赫兹光谱分类鉴别蜉蝣优化算法

互补特征交互融合的RGB_D实时显著目标检测

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中国图象图形学报 2024年第5期29卷 1252-1264页

作者：叶欣悦朱磊王文武付云武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

目的通过融合颜色、深度和空间信息,利用RGB_D这两种模态数据的显著目标检测方案通常能比单一模态数据取得更加准确的预测结果。深度学习进一步推动RGB_D显著目标检测领域的发展。然而,现有RGB_D显著目标检测深度网络模型容易忽略模态... 详细信息

目的通过融合颜色、深度和空间信息,利用RGB_D这两种模态数据的显著目标检测方案通常能比单一模态数据取得更加准确的预测结果。深度学习进一步推动RGB_D显著目标检测领域的发展。然而,现有RGB_D显著目标检测深度网络模型容易忽略模态的特异性,通常仅通过简单的元素相加、相乘或特征串联来融合多模态特征,如何实现RGB图像和深度图像之间的信息交互则缺乏合理性解释。为了探求两种模态数据中的互补信息重要性及更有效的交互方式,在分析了传统卷积网络中修正线性单元(rectified linear unit,ReLU)选通特性的基础上,设计了一种新的RGB和深度特征互补信息交互机制,并首次应用于RGB_D显著目标检测中。方法首先,根据该机制提出了互补信息交互模块将模态各自的“冗余”特征用于辅助对方。然后,将其阶段式插入两个轻量级主干网络分别用于提取RGB和深度特征并实施两者的交互。该模块核心功能基于修改的ReLU,具有结构简单的特点。在网络的顶层还设计了跨模态特征融合模块用于提取融合后特征的全局语义信息。该特征被馈送至主干网络每个尺度,并通过邻域尺度特征增强模块与多个尺度特征进行聚合。最后,采用了深度恢复监督、边缘监督和深度监督3种监督策略以有效监督提出模型的优化过程。结果在4个广泛使用的公开数据集NJU2K(Nanjing University2K)、NLPR(national laboratory of pattern recognition)、STERE(stereo dataset)和SIP(salient person)上的定量和定性的实验结果表明,以Max F-measure、MAE(mean absolute error)以及Max E-measure共3种主流测度评估,本文提出的显著目标检测模型相比较其他方法取得了更优秀的性能和显著的推理速度优势(373.8帧/s)。结论本文论证了在RGB_D显著目标检测中两种模态数据具有信息互补特点,提出的模型具有较好的性能和高效率推理能力,有较好的实际应用价值。

关键词：显著目标检测(SOD) RGB_D 深度卷积网络互补信息交互跨模态特征融合

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基于双面平行带线的全空间扫描漏波天线

电子与信息学报 2024年第2期46卷 705-712页

作者：王亨辉孙胜刘能武刘元安电子科技大学电子科学与工程学院成都611731 西安电子科技大学电子工程学院西安710071 北京邮电大学电子工程学院北京100876

为了实现从后向端射到前向端射的连续波束扫描天线,该文基于双面平行带线结构提出了一种具有全空间扫描能力的漏波天线。天线单元由双面平行带线传输线和一对反向加载的开路枝节组成,两个开路枝节分别位于传输线的上导带和下导带。加载... 详细信息

为了实现从后向端射到前向端射的连续波束扫描天线,该文基于双面平行带线结构提出了一种具有全空间扫描能力的漏波天线。天线单元由双面平行带线传输线和一对反向加载的开路枝节组成,两个开路枝节分别位于传输线的上导带和下导带。加载的反向开路枝节等效为一个偶极子,使得天线单元具有全向辐射性能,作为整个全空间扫描漏波天线的基础单元。为了抑制周期漏波天线中的开阻带问题,又在天线基础单元上加载了一对平衡槽以实现频率平衡条件,还加载了一对匹配槽以匹配周期结构的阻抗。最后实现了一款天线原型,经仿真与实验验证,该天线能够在7.6 GHz到14.0 GHz的频率范围内,实现从后向端射,经侧向辐射,然后到前向端射的全空间扫描能力。

关键词：漏波天线全空间波束扫描 Bloch阻抗开阻带抑制双面平行带线

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基于改进哈里斯鹰算法的系统能效优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 58-64页

作者：苏佳杨志华刘彦明河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200030

为有效提升多小区多用户通信系统能效,针对哈里斯鹰优化算法易陷入局部最优导致无法得到最优系统能效这一问题,提出一种改进的哈里斯鹰能效优化算法.首先,建立考虑小区间干扰因素的多小区多用户通信系统模型,得出该系统的能量效率方程;... 详细信息

为有效提升多小区多用户通信系统能效,针对哈里斯鹰优化算法易陷入局部最优导致无法得到最优系统能效这一问题,提出一种改进的哈里斯鹰能效优化算法.首先,建立考虑小区间干扰因素的多小区多用户通信系统模型,得出该系统的能量效率方程;在运用哈里斯鹰算法求解系统能效过程中,将Sobol混沌初始化与莱维飞行变异策略结合到算法中以对原始算法进行改进.仿真结果表明:相较于原始算法,本文算法改善了原算法陷入局部最优问题,并将系统能效提高了15.1%.

关键词：多小区多用户通信系统小区间干扰能量效率哈里斯鹰优化算法局部最优

未知初始跟踪条件的非线性系统预设性能有限时间有界H∞控制

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控制与决策 2024年第7期39卷 2215-2223页

作者：李小华包海强刘辉辽宁科技大学电子与信息工程学院

研究一类具有外部扰动的非线性系统在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界H∞控制问题.针对预设性能控制设计,提出一个新的误差转换思想,并据此设计新的预设性能函数,解决预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题.基于... 详细信息

研究一类具有外部扰动的非线性系统在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界H∞控制问题.针对预设性能控制设计,提出一个新的误差转换思想,并据此设计新的预设性能函数,解决预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题.基于所提出预设性能函数、有限时间控制理论以及有界H∞的设计方法,获得系统无需初始跟踪条件的预设性能有限时间有界H∞控制器,同时解决非线性系统在有界稳定情况下难以设计H∞控制器的问题,保证跟踪误差以预先设定的动态性能在有限时间内收敛至平衡点附近的小邻域内,并对外部干扰有较强的鲁棒性能.

关键词：非线性系统未知初始条件预设性能控制有限时间控制有界H_∞控制自适应控制

利用参考电压注入的Buck变换器电感电容估计

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哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 114-120页

作者：彭程陈晨姜东升闵闰童乔凌武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 北京空间飞行器总体设计部北京100094 华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074

电路的元件参数,尤其是电感和电容值,严重影响着Buck变换器的控制性能。提出了一种参考电压脉冲注入法用于电感和电容的在线估计。为了提高Buck变换器中电感和电容值的估计精度,利用原稳态和新稳态构建满秩状态方程,在线推导算法所需寄... 详细信息

电路的元件参数,尤其是电感和电容值,严重影响着Buck变换器的控制性能。提出了一种参考电压脉冲注入法用于电感和电容的在线估计。为了提高Buck变换器中电感和电容值的估计精度,利用原稳态和新稳态构建满秩状态方程,在线推导算法所需寄生参数和负载电阻。研究基于电感伏秒特性和电容电荷平衡特性的精确离散时间变换器模型,为元件参数估计奠定了基础。通过给参考电压注入短脉冲信号,并使用PID控制器对电路中的电感电流和输出电压进行调节,建立了用于参数估计的瞬态和新稳态。利用瞬态中采样的电压和电感电流估计电感和电容值,避免了稳态时的收敛问题。基于提出的平均电感电流估计算法,电流采样频率降低至开关频率。最后,在Matlab/Simulink平台上进行了仿真验证,结果表明:即使在考虑实际噪声的情况下,电感和电容值的最大估计误差分别小于2%和4.2%;相较于其他参数估计算法,参考电压脉冲注入方法的引入有效提高了参数辨识的估计精度,有助于Buck变换器系统控制性能的提升。

关键词： Buck变换器参数估计脉冲注入电感电容

利用统计数据并行蒙特卡洛树搜索算法的中国象棋博弈

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计算机工程与应用 2024年

作者：朱舟闵华松武汉科技大学信息科学与工程学院

针对蒙特卡洛树搜索算法(Monte Carlo Tree Search，简称MCTS)收敛速度过慢，且在博弈过程中关键节点会出现信息丢失等问题，以中国象棋为载体，构建适用于中国象棋博弈系统的策略价值网络，提出了一种基于统计数据的并行蒙特卡洛树搜... 详细信息

针对蒙特卡洛树搜索算法(Monte Carlo Tree Search，简称MCTS)收敛速度过慢，且在博弈过程中关键节点会出现信息丢失等问题，以中国象棋为载体，构建适用于中国象棋博弈系统的策略价值网络，提出了一种基于统计数据的并行蒙特卡洛树搜索算法(Parallel Monte Carlo Tree Search Based on Statistics，简称SPMCTS)。将并行化的重点设置在MCTS四个步骤中最耗时的扩展和模拟步骤，有效避免了算法执行过程中的等待时差。并且引入一组新统计数据，这些数据用于在MCTS的选择步骤中修改节点的选择策略，保证在进行节点选择时获取和利用更多的可用信息，缓解信息丢失对精度造成的影响。实验结果表明，与现有并行蒙特卡洛树算法相比，SPMCTS在搜索速度上加快了30%以上，且在对弈实验中，博弈胜率也能保持在80%左右。验证了SPMCTS的有效性。

关键词：蒙特卡洛树搜索中国象棋博弈系统策略价值网络并行化统计数据

基于各向异性引导滤波的红外与可见光图像融合

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激光与光电子学进展 2024年

作者：童朝阳杨莘杜世斌黄泽丰武汉科技大学信息科学与工程学院

针对传统的红外与可见光图像多尺度融合方法中目标信息不够突出，细节丢失的问题，提出了一种基于各向异性引导滤波的混合多尺度分解融合方法。首先，提出一种基于纹理轮廓的自适应图像增强方法对可见光图像进行增强，在增强纹理细节的... 详细信息

针对传统的红外与可见光图像多尺度融合方法中目标信息不够突出，细节丢失的问题，提出了一种基于各向异性引导滤波的混合多尺度分解融合方法。首先，提出一种基于纹理轮廓的自适应图像增强方法对可见光图像进行增强，在增强纹理细节的同时提高图像暗区域的亮度和对比度；然后，利用各向异性引导滤波的保边平滑特性提取源图像的亮度层，并结合高斯滤波将差异层分解为基础层，一级小尺度细节层和多级大尺度细节层。对亮度层采用了绝对值取大的融合规则，对于基础层提出了一种视觉显著性结合最小二乘法优化的融合方法，小尺度细节层采用了修正拉普拉斯能量和的融合策略，大尺度细节层则采用了局部方差和空间频率的复合融合策略；最后，重构融合图像。与其他9种经典和先进方法对比，本文方法在主观和客观分析上都有较好的表现。

关键词：红外与可见光图像图像融合各向异性引导滤波混合多尺度分解

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基于三基色LED的线性调光混合照明

中国光学（中英文） 2024年第1期17卷 108-117页

作者：黄涛夏振平彭子雄刘宇杰李超超顾敏明苏州科技大学电子与信息工程学院江苏苏州215009

为提供高品质、智能健康的照明光源,基于三基色LED光源构建了线性调光混合照明系统,并提出一种调光调色的优化方法。混合光源的光色度和光强度分别用色温和明度等级来设定,使得混合照明效果更加符合“人因照明”的需求。在系统的智能优... 详细信息

为提供高品质、智能健康的照明光源,基于三基色LED光源构建了线性调光混合照明系统,并提出一种调光调色的优化方法。混合光源的光色度和光强度分别用色温和明度等级来设定,使得混合照明效果更加符合“人因照明”的需求。在系统的智能优化配光过程中,将色温转化为CIE u′v′色度坐标,明度转化为亮度,使优化计算更加精确。该系统采用线性调光的方式,既能有效避免混合光源闪烁带来的健康安全问题,配合优化算法又有效解决了线性调光色度漂移大的问题。实验结果表明,在2000 K~8000 K的色温范围内,混合照明系统混合光的色度稳定性保持在1阶CIE u′v′圆内,在对应色温下的整个光强度调节范围内无可察觉的色差。采用线性调光方式在保持光色度稳定上比脉冲宽度调光方式效果更佳。理论探究和实验结果表明该混光照明系统简易可行,具有较高的实用价值。

关键词：三基色LED 混合照明线性调光人因照明色差 CIE u′v′圆