检索结果-南通市图书馆

用于遥感图像变化检测的结构感知多尺度混合网络

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 313-323页

作者：刘祺曹林田澍杜康宁宋沛然郭亚男北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100101 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100101 北京信息科技大学信息与通信系统信息产业部重点实验室北京100101

近年来,卷积神经网络(CNN)凭借强大的特征表示能力在遥感图像变化检测领域取得了显著成就。然而,CNN在双时态图像远程依赖建模方面存在不足,导致对结构信息的识别性较差。与之不同,Transformer技术能够有效捕捉输入像素间的长距离依赖关... 详细信息

近年来,卷积神经网络(CNN)凭借强大的特征表示能力在遥感图像变化检测领域取得了显著成就。然而,CNN在双时态图像远程依赖建模方面存在不足,导致对结构信息的识别性较差。与之不同,Transformer技术能够有效捕捉输入像素间的长距离依赖关系,有助于感知和推理图像中的结构信息。为解决现有变化检测方法在模型中难以兼顾全局和局部特征信息的问题,提出多尺度级联CNN-Transformer混合网络。该算法能够充分利用混合网络中的全局和局部语义信息,提升模型对变化对象结构-语义信息的感知能力,级联架构增强了不同尺度间的交互能力,使模型更易理解不同粒度特征的区别与联系。此外,本文还对不同尺度特征进行了权重调节,提升模型对多尺度信息的利用能力。所提方法在CDD和GZ-CD数据集上的F1分数分别达97.8%和87.1%。在两个标准数据集上的实验结果表明,所提方法能有效利用不同尺度特征信息,提升变化检测精度。

关键词：变化检测深度学习遥感结构感知混合网络

与硅基技术兼容的二维过渡金属硫族化合物电子器件

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科学通报 2024年第14期69卷 1906-1922页

作者：耿宇陈超陈匡磊张先坤张铮张跃北京科技大学前沿交叉科学技术研究院北京100083 后摩尔时代芯片关键新材料与器件教育部重点实验室北京100083 新能源材料与技术北京市重点实验室北京100083 北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 新金属材料国家重点实验室北京100083 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

作为现代信息社会的物理基石,以硅基材料为核心的集成电路极大推动了人类现代文明的进程.但是,随着晶体管特征尺寸微缩逐渐接近物理极限,传统硅基材料出现了电学性能衰退、异质界面失稳等挑战,导致集成电路数据处理能力提升难、功耗急... 详细信息

作为现代信息社会的物理基石,以硅基材料为核心的集成电路极大推动了人类现代文明的进程.但是,随着晶体管特征尺寸微缩逐渐接近物理极限,传统硅基材料出现了电学性能衰退、异质界面失稳等挑战,导致集成电路数据处理能力提升难、功耗急剧增加等问题产生.超薄二维过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides,TMDCs)具有表面平整无悬挂键、电输运性能优异、静电控制力强、化学性质稳定等优势,可有效解决上述问题,被认为是后摩尔时代集成电路的最具潜力候选材料之一.目前,二维TMDCs集成电路研究在多个关键领域均取得了突破性成果,但距离产业化应用仍需要克服一些挑战.本文着重介绍了二维TMDCs材料与电子器件在集成电路应用的各方面优势,系统阐明了二维TMDCs集成电路在材料控制生长、范德华界面优化以及器件设计构筑等方面的关键科学问题,提出了相应解决办法和应对措施,分析了二维TMDCs集成电路产业化进程中的综合性挑战,明确了“与硅基技术兼容”二维TMDCs集成电路发展路线的优势、可行性与突破方向.

关键词：集成电路二维过渡金属硫族化合物电子器件与硅基技术兼容

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分布统计特征的孪生网络目标跟踪方法

计算机工程与应用 2024年第8期60卷 213-224页

作者：李俊曹林张帆杜康宁郭亚男北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100101 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100101 北京信息科技大学信息与通信系统信息产业部重点实验室北京100101

尽管基于孪生网络的跟踪器取得了巨大成功,但在边界模糊这类复杂场景下的跟踪性能仍然较差。大多数现有方法对于目标的定位均采用不灵活的狄克拉分布,由于缺少对边界框的不确定性估计,使其在边界模糊下无法准确定位。为了解决上述问题,... 详细信息

尽管基于孪生网络的跟踪器取得了巨大成功,但在边界模糊这类复杂场景下的跟踪性能仍然较差。大多数现有方法对于目标的定位均采用不灵活的狄克拉分布,由于缺少对边界框的不确定性估计,使其在边界模糊下无法准确定位。为了解决上述问题,基于SiamBAN模型进行改进,利用目标边界框的分布统计特征与其实际的定位质量高度相关这一特性,将边界框的回归值由狄克拉分布转为一定范围内的任意概率分布,将分布统计特征经过分布引导质量预测器生成较高的定位质量估计得分,将分类与定位质量估计联合表示,克服了训练和测试阶段分类与回归不一致问题。在VOT2018、VOT2019、OTB100、UAV123、LaSOT、TrackingNet和GOT-10k数据集上的实验结果表明,对比SiamBAN在准确度和EAO指标上提升了3.3%~10%。

关键词：孪生网络定位质量不确定性估计分布统计特性分布引导质量预测器

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双线阵推扫成像光学遥感卫星在轨动目标检测方法

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地球信息科学学报 2024年第4期26卷 1040-1056页

作者：杨灿坤李小娟李韦钟若飞李清扬杜鑫首都师范大学资源环境与旅游学院北京100028 首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100028

动目标检测是从时序图像中获取时间维度动态变化信息的有效手段,通过快速获取、分析和利用卫星遥感数据中的现势信息,将遥感数据中时空域运动和变化信息表征为对象和知识,可以有效提升卫星数据的利用效率,实现“现势数据、即时传输”的... 详细信息

动目标检测是从时序图像中获取时间维度动态变化信息的有效手段,通过快速获取、分析和利用卫星遥感数据中的现势信息,将遥感数据中时空域运动和变化信息表征为对象和知识,可以有效提升卫星数据的利用效率,实现“现势数据、即时传输”的应用要求。现有的卫星视频和多光谱遥感图像用于动目标检测领域,无法满足大范围动目标发现、运动速度适应性以及硬件加速兼容性等应用需求。本文以利用光学遥感卫星实现大范围动目标快速感知为目标,通过双线阵推扫光学遥感相机采集包含时域动目标信息的双条带图像,以船舶目标为例,经过在轨处理形成动目标关键信息。相机原理样机已经搭载“泰景四号01星”于2022年2月27日成功发射,验证了大范围动目标检测的技术路线。本文在提出双线阵推扫成像方法以及动目标时空特性数学模型基础上,构建基于显著性区域建议的动目标检测方法,利用时空域变化信息表征和提取动目标显著性区域,基于深度学习目标检测技术实现动目标判别,获取动目标检测结果。利用在轨拍摄的双条带图像,验证了算法精度,对比传统算法,本文方法在单体目标分割方面提升明显,动目标分割结果较为完整、清晰,有效提升了动目标两个时刻间的匹配精度。结果表明,算法能够有效实现双条带图像中的动目标检测,具有以下2个方面的优势:(1)提出双条带推扫成像模式和方法,扩展图像时域信息,解决卫星无机动条件下大范围动目标观测问题;(2)提出基于显著性区域建议的动目标检测模型,解决了大范围双条带图像中复杂背景下动目标检测问题。通过获取动目标关键信息,大幅度减少遥感信息的对地传输带宽需求,可以为大规模对地观测系统数据在轨处理与地学应用提供新型的数据获取与处理思路。

关键词：双线阵推扫双条带影像动目标检测在轨智能处理时空域变化信息单体目标分割深度学习目标检测显著性区域建议

基于语义分割网络的植保机器人视觉伺服控制方法

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农业机械学报 2024年第5期55卷 21-27,39页

作者：李秀智方会敏朱玉垒杜博文董泓佑北京工业大学信息学部北京100124 江苏大学农业工程学院镇江212013 现代农业装备与技术教育部重点实验室(江苏大学) 镇江212013

为实现稳定可靠的植保机器人视觉伺服控制,提出了一种基于语义分割网络的作物行特征检测方法。基于语义分割网络ESNet实现农田场景图像像素级带状区域检测,并利用最小二乘算法拟合得到每条行作物线特征;在此基础上通过设计一种主导航线... 详细信息

为实现稳定可靠的植保机器人视觉伺服控制,提出了一种基于语义分割网络的作物行特征检测方法。基于语义分割网络ESNet实现农田场景图像像素级带状区域检测,并利用最小二乘算法拟合得到每条行作物线特征;在此基础上通过设计一种主导航线提取算法获取导航路径,并利用卡尔曼滤波对主导航线几何参数进行平滑处理,有效抑制了不平整地面导致的机器人运动颠簸与视觉图像测量噪声引起的导航参数波动。继而构建机器人前轮转向、后轮差速的阿克曼运动学模型;在图像空间坐标下设计纯追踪控制器实现植保机器人的伺服运动控制。大田环境下的现场实验结果为:总体横向偏差为0.092 m,验证了本文方法的有效性。

关键词：植保机器人视觉伺服控制深度学习语义分割网络作物行特征检测

GAT-IL:一种基于图注意力网络与模仿学习的服务功能链部署方法

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电子学报 2024年第8期52卷 2811-2823页

作者：范琪琳牛岳尹浩王天富李秀华郝金隆重庆大学大数据与软件学院重庆400044 清华大学北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 中国科学技术大学计算机科学与技术学院安徽合肥230027

网络功能虚拟化通过将网络功能从专用硬件设备迁移到商用服务器上运行的软件中间盒中,简化了网络服务的配置和管理.在网络功能虚拟化的环境下,由一系列有序的虚拟网络功能组成的服务功能链正在成为承载网络服务的主流形式.将底层物理网... 详细信息

网络功能虚拟化通过将网络功能从专用硬件设备迁移到商用服务器上运行的软件中间盒中,简化了网络服务的配置和管理.在网络功能虚拟化的环境下,由一系列有序的虚拟网络功能组成的服务功能链正在成为承载网络服务的主流形式.将底层物理网络资源分配给服务功能链的需求称为服务功能链部署问题.对于基础设施提供商来说,在有限的资源条件下获得长期高回报是一个重要的挑战.本文形式化定义了服务功能链部署问题,提出了一种基于图注意力网络与模仿学习的服务功能链部署方法(Graph Attention Network and Imitation Learning,GAT-IL).该方法使用图注意力网络评估每个物理服务器的放置潜力,通过蒙特卡洛树搜索方法给出专家示范,并采用模仿学习方法进行智能体的训练,融入集束搜索策略优化解空间.大量的实验结果表明,本文提出的GAT-IL方法在平均收益代价比和接受率的性能指标上均优于现有代表性算法.

关键词：网络功能虚拟化服务功能链图注意力网络模仿学习蒙特卡洛树搜索集束搜索

面向连续体机器人精密操作的多芯光纤三维形状与位置测量误差研究

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机械工程学报 2024年第3期60卷 68-82页

作者：孙广开张兴硕何彦霖周康鹏祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

针对复杂封闭空间精密操作中连续体机器人三维形状与位置高精度测量问题,提出基于多芯光纤形变传感方程与三维形状重构算法的误差分析及校正方法。基于多芯光纤传感结构特征和三维空间几何变换原理,推演建立了多芯光纤三维形状与位置测... 详细信息

针对复杂封闭空间精密操作中连续体机器人三维形状与位置高精度测量问题,提出基于多芯光纤形变传感方程与三维形状重构算法的误差分析及校正方法。基于多芯光纤传感结构特征和三维空间几何变换原理,推演建立了多芯光纤三维形状与位置测量的关键方程和算法。采用关键模型算法驱动方法,系统性地分析了传感光纤关键参数误差、信号解调误差、传感方程与重构算法误差、环境温度变化等对测量精度的影响,确定了主要误差源及其定量影响程度。通过误差溯源,建立了测量系统关键参数标定与误差校正方法。构建了七芯光纤测量实验装置,实验验证了方法有效性。研究结果表明,所提方法可实现系统测量误差溯源、定量分析与校正,有效提高多芯光纤三维形状与位置测量精度,在连续体机器人精密测量领域具有应用价值与前景。

关键词：连续体机器人精密测量多芯光纤传感器三维形状测量误差分析

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GPU数据库实现技术发展演进

计算机学报 2024年第11期47卷 2691-2724页

作者：刘鹏陈红张延松李翠平数据工程与知识工程教育部重点实验室北京100872 中国人民大学信息学院北京100872 数据库与商务智能教育部工程研究中心北京100872

爆炸式增长的数据对存储和处理数据提出了更高的需求,GPU数据库作为新硬件数据库的一个重要分支,在大容量和高性能处理方面有其独特的优势.GPU数据库作为高性能数据库的代表,在最近几年受到学术界和产业界的关注,一批具有代表性的研究... 详细信息

爆炸式增长的数据对存储和处理数据提出了更高的需求,GPU数据库作为新硬件数据库的一个重要分支,在大容量和高性能处理方面有其独特的优势.GPU数据库作为高性能数据库的代表,在最近几年受到学术界和产业界的关注,一批具有代表性的研究成果和标志性的实际产品已经出现.GPU数据库的技术发展按照GPU加速型和GPU内存型两种技术路线展开.两种技术路线都有相应的原型系统或产品出现.虽然两种GPU数据库的发展路线在实现上有所不同,但GPU数据库最基本的功能部分和核心技术是相似的,都有查询编译、查询优化、查询执行以及存储管理等功能.当前主流的数据传输方案除了PCIe之外,NVLink、RDMA和CXL等传输方案也为不同处理器之间的数据传输提供了更多的可能性.大多数GPU数据库使用列存储模型来存储数据,少数GPU数据库(如PG-Strom)对两种存储模型都支持.在列存储模型上利用压缩技术能减少数据的存储空间和传输时延.在GPU数据库上进行的压缩和解压的时间应该在整个数据处理的过程中占比很少.在GPU数据库上建立和维护索引不应该有很大的系统开销.JIT编译时间短、编译效率高,是GPU数据库编译的主流.操作符对数据库查询性能的影响非常明显,连接操作、分组聚集和OLAP运算符是目前研究最多的三个类型.目前大多数的研究中,连接和分组聚集算子通常结合在一起研究.在连接算子执行的过程中还和表的连接顺序结合在一起进行考虑.OLAP算子是GPU数据库中的又一个被大量研究的算子,GPU数据库在OLAP算子和模型方面持续受到研究者的关注.GPU数据库有三种查询处理模型,即行处理、列处理和向量化处理.向量化处理和列处理在实际系统中应用较多.由于GPU加速型数据库技术的发展,CPU-GPU协同处理模型上的查询方案与查询引擎也有一定数量的研究成果出现.当前GPU数据库的查询优化研究主要有三部分:多表连接顺序、查询重写和代价模型.然而,GPU数据库的代价评估模型在目前还没有很好的解决方案,GPU数据库的查询优化在未来仍有很大的研究空间.事务在GPU数据库中没有得到很好的研究,尽管有单独的原型系统,但目前的研究还没有取得重大进展.本文总结了GPU数据库各种关键技术已有的研究成果,指出GPU数据库当前存在的问题和面临的挑战,对未来的研究方向进行了展望.

关键词： GPU数据库数据压缩算子优化 OLAP查询查询处理

一种基于线性零磁场的动脉血管扫描成像方法仿真

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电工技术学报 2024年第2期39卷 343-355页

作者：杨丹王雨忱李天兆徐彬吴莹东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 智能工业数据解析与优化教育部重点实验室(东北大学) 沈阳110819 东北大学计算机科学与工程学院沈阳110169

基于磁电耦合效应的血流检测及血管成像是实现心血管疾病早期诊疗的有效方法之一。该文基于磁场与血流耦合电效应,设计一种用于动脉血管扫描成像的组合线圈结构,产生带有零磁场线(FFL)区域的线性梯度磁场;在此结构的基础上,通过控制激... 详细信息

基于磁电耦合效应的血流检测及血管成像是实现心血管疾病早期诊疗的有效方法之一。该文基于磁场与血流耦合电效应,设计一种用于动脉血管扫描成像的组合线圈结构,产生带有零磁场线(FFL)区域的线性梯度磁场;在此结构的基础上,通过控制激励电流驱动FFL实现成像区域双向扫描;结合卷积神经网络(CNN)实现磁电耦合信号与血管信息的非线性映射,进而提出一种基于线性零磁场的动脉血管扫描成像新方法。采用多物理场仿真软件COMSOL对基于线性零磁场的血管扫描成像方法进行建模,求解磁电耦合信号,验证了所提出方法的合理性和有效性。结果表明,线性梯度磁场模式下的磁电耦合信号含有血管位置、半径等信息;CNN重建血管位置误差平均值为1.5694 mm,重建血管半径的方均误差(MSE)和相关系数(CC)平均值分别为0.0548和0.9870。研究结果可用于血管成像装置设计及后续相关临床应用提供研究支撑。

关键词：心血管疾病磁场与血流耦合电效应零磁场线线性梯度磁场卷积神经网络 COMSOL