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基于多色域特征与物理模型的水下图像增强

智能系统学报 2025年

作者：张瑞航林森沈阳理工大学自动化与电气工程学院

水下智能机器人在探测海洋信息时易受悬浮颗粒和光衰减现象的干扰，导致视觉图像退化，造成色彩扭曲、细节模糊等现象。针对上述问题，提出基于多色域特征与物理模型的水下图像增强。首先，设计多色域特征聚合网络，旨在利用不同色域空... 详细信息

水下智能机器人在探测海洋信息时易受悬浮颗粒和光衰减现象的干扰，导致视觉图像退化，造成色彩扭曲、细节模糊等现象。针对上述问题，提出基于多色域特征与物理模型的水下图像增强。首先，设计多色域特征聚合网络，旨在利用不同色域空间提供的信息帮助图像颜色恢复。其次，为获取到更真实的视觉效果，对白平衡算法进行推广，并将深度学习算法与水下光学成像模型结合，以数据驱动的方式求解清晰图像。最后，提出多色域轮换模式对网络进行训练，在不同色域空间中搜索最优解。实验证明，该方法在色彩平衡、细节恢复方面效果显著，相比经典算法与前沿算法更具优势，在特征点匹配与显著性检验任务中满足水下智能机器人视觉系统对图像清晰度的要求。

关键词：水下图像增强成像模型深度学习多色域空间特征聚合轮换训练算法推广卷积神经网络

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金沙江流域降水变化特征分析

西华师范大学学报(自然科学版) 2025年

作者：项天明谢云霞曾海四川轻化工大学自动化与信息工程学院四川轻化工大学物理与电子工程学院

为了探究金沙江流域的降水特征，基于1950—2022年金沙江流域16个气象站点的降水数据，通过反距离加权插值、Mann-Kendall趋势检验、滑动T检验、小波变换、W-MFDFA等方法系统地分析了金沙江流域的时空变化特征、突变特征、周期特征、多... 详细信息

为了探究金沙江流域的降水特征，基于1950—2022年金沙江流域16个气象站点的降水数据，通过反距离加权插值、Mann-Kendall趋势检验、滑动T检验、小波变换、W-MFDFA等方法系统地分析了金沙江流域的时空变化特征、突变特征、周期特征、多重分形特征。结果表明：（1）金沙江流域降水在研究期内呈增长趋势，源头和上游流域增长趋势显著，下游地区降水量相对丰富，呈现出由西北向东南递增的空间分布格局；（2）所选取的站点中，大多数都存在突变年份，且突变年份大多集中在2000年以后，大多数站点以20～40 a为主周期，降水受长时性气候变化的影响，具有长时的大周期；（3）所有站点的月降水时间序列均展现出多重分形特征，其中沱沱河站、稻城站、宜宾站的多重分形特性尤为显著，表明这些站点的降水序列具有更高的复杂性。通过对金沙江流域的降水序列研究，进一步揭示了其降水变化特征。

关键词：降水特征时空变化突变检验小波变换去趋势波动分析金沙江流域

针对缺失实验室指标多约束表征学习的卵巢癌鉴别方法

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南方医科大学学报 2025年

作者：卢梓涵黄方俊蔡光瑶刘继红甄鑫南方医科大学生物医学工程学院广东省人民医院中山大学肿瘤防治中心妇科//华南肿瘤学国家重点实验室//肿瘤医学省部共建协同创新中心

目的探索基于多约束表征学习分类模型在面对缺失实验室指标的情况下鉴别卵巢癌的鉴别能力和应用价值。方法收集了2344例患者（393例卵巢癌和1951例对照）的缺失实验室指标表格型数据，使用本研究提出的基于判别学习和互信息以及特征... 详细信息

目的探索基于多约束表征学习分类模型在面对缺失实验室指标的情况下鉴别卵巢癌的鉴别能力和应用价值。方法收集了2344例患者（393例卵巢癌和1951例对照）的缺失实验室指标表格型数据，使用本研究提出的基于判别学习和互信息以及特征投影重要性得分一致性及缺失位置估算的表征学习分类模型对缺失的卵巢癌实验室指标特征进行投影到潜在空间得到分类模型。对提出的约束项进行消融实验，通过准确率、ROC曲线下面积（AUC）、敏感度、特异性说明约束项的可行性和有效项。采用交叉验证方法和准确率、AUC、敏感度、特异性评价该分类模型的鉴别性能。将本研究与其他用于缺失数据的插补方法进行对缺失数据处理后鉴别分类能力的对比。结果消融实验结果显示约束项之间有很好的相容性，每项约束项都有较好的鲁棒性。交叉验证结果显示，本研究提出的基于多约束表征学习分类模型在面对缺失实验室指标的情况下对卵巢癌的鉴别中的AUC、准确率、敏感度、特异性分别为0.915、0.888、0.774、0.910，其中AUC和敏感度优于其它缺失数据插补方法。结论基于多约束表征学习模型在缺失实验室指标鉴别卵巢癌的应用中具有优秀的鉴别能力和较高的应用价值。与其他缺失插补方法相比，本研究提出的多约束表征学习模型在针对卵巢癌缺失实验室指标的鉴别分类任务中具有较大的优势。

关键词：缺失数据共享表征学习判别分析特征投影重要性得分一致性缺失位置估算互信息卵巢癌

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高效率高紧凑性垂直硅基光栅耦合器研究

光子学报 2025年

作者：段宁李聪聪袁征难师晨曦马丁琪曹鹏飞闫格兰州大学信息科学与工程学院兰州空间技术物理研究所兰州真空设备有限责任公司

聚焦于硅基光电子芯片光学接口的设计，以实现高耦合效率、低制造成本和高集成度的目标。采用形状优化逆向设计算法，结合动态参数更新机制，利用参数化剖面和加噪处理，快速生成初始设计方案。通过降余弦衰减策略调节参数更新率，加快... 详细信息

聚焦于硅基光电子芯片光学接口的设计，以实现高耦合效率、低制造成本和高集成度的目标。采用形状优化逆向设计算法，结合动态参数更新机制，利用参数化剖面和加噪处理，快速生成初始设计方案。通过降余弦衰减策略调节参数更新率，加快光栅耦合器优化收敛过程，有效降低计算成本并提高设计效率。设计出无需额外材料层的紧凑型光栅耦合器。光栅区长度为18μm，在100 nm线宽条件下，在1 550 nm波长下实现了-0.85 dB的单端口仿真耦合效率和28 nm的3 dB带宽。在10 nm刻蚀深度制备误差的情况下，实验单端口峰值耦合效率达到了-3.62 dB。对比于近期报道的光栅耦合器，在无需额外材料层的情况下，实现了220 nm硅层厚度的SOI平台上目前所知最高的耦合效率。此研究开发出一种高效率、低成本，兼具紧凑结构的光学接口，可为实现硅光芯片间的互联提供有效的解决方案。

关键词：集成光学硅基光栅耦合器形状优化逆向设计光学接口设计动态参数更新逆向设计

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高温高压对三元预混燃料爆炸特性的影响

高压物理学报 2025年第1期39卷 64-78页

作者：朱源姜根柱王筱蓉郭宏展苏傲成江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003

乙醇/甲烷/氢气(C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2))作为一种新型的替代燃料,研究其爆炸特性对于我国新能源的可持续发展具有重要意义。在不同的当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.1、0.2和0.4 MPa)和初始温度(370、400和450 K)下,从实验和化学动力... 详细信息

乙醇/甲烷/氢气(C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2))作为一种新型的替代燃料,研究其爆炸特性对于我国新能源的可持续发展具有重要意义。在不同的当量比(0.8~1.4)、初始压力(0.1、0.2和0.4 MPa)和初始温度(370、400和450 K)下,从实验和化学动力学角度分析了其对关键爆炸特性参数,如峰值爆炸压力、峰值爆炸压力上升速率、爆炸时间以及爆燃指数的影响。结果表明,爆炸特性参数在当量比为1.2~1.3之间时出现极值。峰值爆炸压力与初始压力呈线性正相关,而与初始温度呈线性负相关。增大初始压力,火焰锋面裂纹、胞化程度加深,峰值爆炸压力增大。此外,实验工况下评估的最大爆燃指数为20.83 MPa·m/s,表明预混燃料的燃烧处于相对安全水平。基元反应敏感性分析表明:爆燃反应与H和OH自由基密切相关,而R1、R8、R24、R96是影响爆炸反应强度最重要的4个基元反应。研究成果可为C_(2)H_(5)OH/CH_(4)/H_(2)三元混合燃料在实际燃烧装置中的应用、燃料安全性评估以及爆炸事故预防提供参考。

关键词：乙醇/甲烷/氢气爆炸特性线性相关 H和OH自由基

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甲烷裂解制氢用液态金属催化剂研究进展

低碳化学与化工 2025年

作者：田梦圆王莹孙曦傅杰卢璐李慧大连交通大学材料科学与工程学院中国科学院大连化学物理研究所

发展氢能是实现“双碳”目标、保障国家能源安全的必要选择。甲烷裂解制氢是一种将甲烷转化为氢气的有效方法，具有广泛的应用前景。将液态金属催化剂用于催化甲烷裂解制氢，可实现碳减排，解决传统甲烷裂解制氢技术存在的高能耗、低产... 详细信息

发展氢能是实现“双碳”目标、保障国家能源安全的必要选择。甲烷裂解制氢是一种将甲烷转化为氢气的有效方法，具有广泛的应用前景。将液态金属催化剂用于催化甲烷裂解制氢，可实现碳减排，解决传统甲烷裂解制氢技术存在的高能耗、低产率以及催化剂失活等问题。综述了甲烷裂解制氢机理，分析了液态金属催化剂研究进展，研究了液态金属单原子催化甲烷裂解制氢的可行性与优越性。液态金属的流动性可解决催化剂因结焦而失活的问题，同时液态金属具有较低的熔点，可在一定程度上降低甲烷裂解体系所需温度。甲烷裂解制氢用液态金属单原子催化剂的开发和利用可大幅提升甲烷转化率，并通过反应获得更多的氢气和高附加值碳产品。

关键词：甲烷制氢液态金属催化剂

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基于RTDETR的无人机视角目标检测算法

微电子学与计算机 2025年

作者：李宁朱树先曹江山史宝龙苏州科技大学物理科学与技术学院苏州科技大学电子与信息工程学院

应对无人机视角图像的小目标检测存在误检漏检，检测性能差等问题，提出一种改进RTDETR模型。在主干网络融入由轻量级可变卷积核（AKConv）和中值增强空间通道注意力机制组成BasicAK MECS模块，增强了特征提取效果；Neck部分引入Slim-n... 详细信息

应对无人机视角图像的小目标检测存在误检漏检，检测性能差等问题，提出一种改进RTDETR模型。在主干网络融入由轻量级可变卷积核（AKConv）和中值增强空间通道注意力机制组成BasicAK MECS模块，增强了特征提取效果；Neck部分引入Slim-neck，轻量化模型的同时提高检测的准确性和效率；在上采样部分，利用动态尺度序列特征融合（DySSFF）模块，提升小目标特征信息提取能力。损失函数使用Inner-SIoU，注入边界框的形状和尺度信息，增强边界框回归效果。实验结果表明，所提出的模型在 Visdrone2019数据集上的mAP和mAPs分别提升了2.2%和0.9%，有效提高了模型目标检测能力。

关键词：目标检测图像处理深度学习 RTDETR 无人机图像

基于去噪扩散概率模型的微焦点锥束CT稀疏投影检测技术应用

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激光与光电子学进展 2025年

作者：李征恒倪辰荫南京理工大学电子工程与光电技术学院南京理工大学物理学院

工业微焦点锥束CT在扫描角度数足够多的情况下，解析类算法重建出的图像质量较高，反之扫描角度过少，即稀疏角度扫描则会导致重建出的图像会产生严重的条状伪影。针对稀疏扫描导致的条状伪影问题，通过深度学习技术对重建加以辅助，在... 详细信息

工业微焦点锥束CT在扫描角度数足够多的情况下，解析类算法重建出的图像质量较高，反之扫描角度过少，即稀疏角度扫描则会导致重建出的图像会产生严重的条状伪影。针对稀疏扫描导致的条状伪影问题，通过深度学习技术对重建加以辅助，在保证重建质量的前提下，减少了扫描数量从而缩短了扫描时间。具体来说,首先对输入图像进行离散小波变换；然后采用去噪扩散概率模型（DDPM）学习小波变换后原始图像与稀疏扫描重建图像低频部分对应的系数，其中高频部分采用基于深度可分离卷积的高频恢复模块进行训练；最后，通过小波逆变换合成图像。实验结果表明，基于小波的DDPM相较于其它几种重建方法，在自行构建的球珊阵列封装（BGA）数据集上，扫描数量由1024个减少到180个，扫描时间缩短5.68倍的同时，抑制了伪影，保留了高频细节，在定性和定量评价上均优于其它方法。

关键词：微焦点锥束CT 稀疏扫描去噪扩散概率模型小波变换 BGA

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扭曲双层石墨烯的层间电导特性研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 83-88页

作者：陶懿洲刘超方贺男南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023

扭曲双层石墨烯(TBG)由于具有莫特绝缘和非常规超导等新奇的电学特性,在纳米技术领域存在巨大的应用潜力.本文基于光学衍射物理方法,构建了一个适用于TBG的理论模型,并利用该理论模型研究了TBG的层间电导特性.研究结果较好地解释了TBG... 详细信息

扭曲双层石墨烯(TBG)由于具有莫特绝缘和非常规超导等新奇的电学特性,在纳米技术领域存在巨大的应用潜力.本文基于光学衍射物理方法,构建了一个适用于TBG的理论模型,并利用该理论模型研究了TBG的层间电导特性.研究结果较好地解释了TBG层间电导随扭转角变化的实验结果,并阐明了其物理机制.此外,本文还计算了电极参数、隧穿层厚度以及界面势强度等物理因素对层间电导特性的影响.计算结果表明:随着电极化学势的增大,层间电导关于扭转角的变化曲线近似整体向上平移;层间电导随着上层隧穿层厚度的增加而衰减并趋于稳定,而随着下层隧穿层厚度振荡;TBG两层扭转石墨烯的界面势强度越强,则层间电导随扭转角下降得越快.

关键词：低维物理层间电导光学衍射方法扭曲双层石墨烯