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改进YOLOv8的轻量级瓷砖表面缺陷检测

计算机工程与应用 2024年第18期60卷 88-102页

作者：余松森薛国鹏何皇赵桂文火生华南师范大学软件学院广东佛山528225

在瓷砖表面缺陷检测方面,在保证一定检测速度的前提下,对于小目标缺陷的检测较为困难,总体检测精度依然较低。提出了一种改进YOLOv8的瓷砖表面缺陷检测方法。第一,对原始的大幅面瓷砖数据集进行数据预处理,通过切片操作得到适合YOLOv8... 详细信息

在瓷砖表面缺陷检测方面,在保证一定检测速度的前提下,对于小目标缺陷的检测较为困难,总体检测精度依然较低。提出了一种改进YOLOv8的瓷砖表面缺陷检测方法。第一,对原始的大幅面瓷砖数据集进行数据预处理,通过切片操作得到适合YOLOv8输入尺寸的瓷砖数据,防止瓷砖缺陷在缩放的过程中丢失;第二,考虑到瓷砖表面存在小目标缺陷的占比较大问题,使用SPD-Conv的结构代替传统的下采样方式,能够完整地保留通道维度中的所有信息,从而提高对小目标缺陷的检测能力;第三,对YOLOv8中原有的C2f模块进行改造,加入了Efficient Channel Attention注意力机制,设计了C2f_ECA模块,并在backbone网络中进行替换,使得网络在特征提取的过程中能够更为关注缺陷信息,减少背景信息的干扰;第四,添加了微小目标检测头在第二次下采样后进行检测,提高YOLOv8对微小目标的检测能力。该方法在天池瓷砖瑕疵检测数据集上进行实验验证,改进后的模型分别在mAP50-95、mAP50和mAP75上达到57.7%、86.6%、60.6%,比基础网络YOLOv8s分别提升了9.4、5、14.3个百分点。同时,高于YOLOv8m的精度和远低于YOLOv8m的复杂度,属于轻量级模型,符合工业化的需求。

关键词：深度学习目标检测瓷砖表面缺陷检测 YOLOv8 注意力机制

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中学物理实验改进的问题与策略探析

物理教学 2024年第4期46卷 22-25,28页

作者：郑柔纯麦宜平李德安华南师范大学物理与电信工程学院广东510006

基于目前实验改进中存在的问题,提出实验改进与创新的四个策略:生活化实验可作为专业常规实验的拓展与补充;数字化实验应发挥其在实验改进中的辅助作用;集成化实验可朝着积件式方向发展;直观化实验应重视学生概念、规律建构的过程。

关键词：实验改进存在问题改进与创新策略探析

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知识密集型服务业的地理学研究:进展与展望

地理科学进展 2024年第8期43卷 1617-1632页

作者：方远平张峰阮爱婷毕斗斗华南师范大学地理科学学院广州510631 华南师范大学旅游管理学院广州510006 华南理工大学旅游管理系广州510006

知识密集型服务业(KIBS)作为提供知识和技术服务的产业,被视为创新和经济发展的关键驱动力。20世纪90年代以来,随着知识经济的崛起和产业结构高级化,国内外学者开始关注KIBS的空间分布与知识扩散过程,以及在促进产业融合、区域创新、经... 详细信息

知识密集型服务业(KIBS)作为提供知识和技术服务的产业,被视为创新和经济发展的关键驱动力。20世纪90年代以来,随着知识经济的崛起和产业结构高级化,国内外学者开始关注KIBS的空间分布与知识扩散过程,以及在促进产业融合、区域创新、经济转型等方面的重要作用。21世纪以来,经济全球化快速发展,推动了KIBS在国家及区域创新、产业集群、创新网络等地理学领域的应用研究。然而,在当前全球化新形势和经济地理学新研究范式下,学术界对KIBS与经济地理学各研究范式的融合、KIBS对新信息技术革命及新质生产力的影响机制、KIBS对全球—地方互动视角下产业升级与区域转型、全球—地方生产网络、多尺度创新空间重构等的影响机制等研究相对不足。针对上述问题,论文梳理了国内外KIBS在地理学领域的关键研究文献,概括KIBS的时空分布特征,利用文献计量软件CiteSpace 6.2.R6对该领域的研究热点进行可视化分析,系统总结KIBS的研究热点内容与研究动态趋势。结合全球化新形势及中国经济地理的现实问题,提出未来KIBS地理学研究应关注全球化新趋势下KIBS与区域发展转型、KIBS与新质生产力及国际—区域科创中心、全球—地方互动视角下KIBS与全球—地方创新网络研究、KIBS与多尺度创新空间耦合研究的展望。

关键词：知识密集型服务业(KIBS) 区位选择区域创新全球生产网络创新空间

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论物理空间能力的结构及培养策略

物理教师 2024年第4期45卷 21-25页

作者：郑柔纯麦宜平李德安华南师范大学物理与电信工程学院广东广州510006

根据现有的空间能力结构理论,提炼出物理空间能力结构.物理空间能力主要由物理空间知觉能力、物理空间关系能力、物理空间操作能力等6大要素构成,并在此基础上提出开发物理空间能力各要素的培养策略.

关键词：物理空间能力构成要素培养策略

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基于知识注入提示学习的专利短语相似度计算

计算机工程 2024年第4期50卷 294-302页

作者：邓远飞李加伟蒋运承华南师范大学计算机学院广东广州510631 华南师范大学人工智能学院广东佛山528225

专利是授予发明者在一定时期内保护其发明的法定权利,在当今的社会活动中发挥着重要作用。然而现有研究并未针对专利相似度数据进行适配优化,导致其应用在专利短语相似度匹配任务中效果不佳。已有研究表明,在低资源的场景下,提示学习将... 详细信息

专利是授予发明者在一定时期内保护其发明的法定权利,在当今的社会活动中发挥着重要作用。然而现有研究并未针对专利相似度数据进行适配优化,导致其应用在专利短语相似度匹配任务中效果不佳。已有研究表明,在低资源的场景下,提示学习将文本片段(模板)作为输入,将分类问题转换为掩码语言建模问题,其关键的一步是在标签空间和标签词空间之间构造一个投影。提出一种基于知识注入的提示学习方法,将其应用于专利短语相似度匹配计算任务。为解决专利短语信息不足的问题,利用专利短语中的相似度标签信息,使用知识增强专利短语与标签信息。首先通过实体链接技术建立专利短语与外部知识的关联关系;然后设计一种基于实体影响度的邻域信息过滤机制,用于缓解专利短语信息不足的问题;最后考虑不同外部知识对专利短语相似度计算的影响,设计应用于专利短语的多种增强提示文本。实验结果表明,该方法的Pеarson相关系数(PCC)和Spеarman相关系数(SRC)相较次优对比方法分别提升6.8%和5.7%。

关键词：专利短语相似度计算知识注入提示学习提示文本

基于B-COSFIRE和相位一致性图像融合的视网膜血管分割

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激光杂志 2024年

作者：郑巧娥郑楚君黄敏雪华南师范大学物理学院华南师范大学电子与信息工程学院

视网膜血管的形态特征在眼底相关疾病的诊断和筛查中有重要的意义，然而，由于视网膜血管尺度形状多样且对比度差异大，细小血管的检测是视网膜血管分割的难点。针对这一问题，本文提出了一种基于B-COSFIRE(Bar Selective Combination o... 详细信息

视网膜血管的形态特征在眼底相关疾病的诊断和筛查中有重要的意义，然而，由于视网膜血管尺度形状多样且对比度差异大，细小血管的检测是视网膜血管分割的难点。针对这一问题，本文提出了一种基于B-COSFIRE(Bar Selective Combination of Shifted Filter Responses)和相位一致性图像融合的视网膜血管分割方法，对预处理后的绿通道图像进行对比度增强，接着提取其B-COSFIRE滤波器响应图和相位一致性响应图，采用小波变换对这两个响应图进行融合得到特征响应图，最后采用特征空间模糊C均值聚类算法实现视网膜血管分割。在DRIVE 数据集上进行本文方法的视网膜血管分割测试实验，其分割性能中的平均准确率，灵敏度，特异性分别为94.50%，69.63%，98.16%，本文方法的分割性能良好，对细小血管具有较高的检测灵敏度，且所分割的血管有较好的完整性。

关键词：视网膜血管分割 B-COSFIRE 相位一致性图像融合

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可解释性逻辑推理数据集的构建和研究

计算机工程与应用 2024年

作者：肖宇肖菁林桂锦倪荣森冼嘉荣袁基保华南师范大学人工智能学院华南师范大学计算机学院

逻辑推理能力对于机器和人类理解自然语言具有重要的意义。逻辑推理问题的解释是对逻辑推理过程的阐述和说明。但在已有的测试机器逻辑推理能力的数据集中缺乏这种解释信息。针对该问题，创建了一个可解释性逻辑推理的中英文数据集（Exp... 详细信息

逻辑推理能力对于机器和人类理解自然语言具有重要的意义。逻辑推理问题的解释是对逻辑推理过程的阐述和说明。但在已有的测试机器逻辑推理能力的数据集中缺乏这种解释信息。针对该问题，创建了一个可解释性逻辑推理的中英文数据集（Explainable Logical Reasoning， Ex-LoR），该数据集包含3411个逻辑推理问题与解释数据，并按照推理方法将这些问题分为6类。该文共设计两个任务：①逻辑推理问答任务；②解释生成任务。随后，利用多个语言模型在该数据集上进行实验与分析。结果表明，现有语言模型尚不能很好的对逻辑推理问题进行解答并生成合理的解释。因此，让机器掌握逻辑推理能力具有一定的挑战性。该文提出的逻辑推理数据集与实验结果可作为后续研究的基准。

关键词：逻辑推理中英文数据集可解释性自然语言处理

用于检测痕量铅离子的功能化反射结构光纤干涉传感器

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物理化学学报 2024年第4期40卷 167-175页

作者：赵可刘震刘露遥余长源潘竞顺黄旭光华南师范大学广东省纳米光子功能材料与器件重点实验室广州510006 香港理工大学电子与信息工程系中国香港999077

铅离子(Pb^(2+))是日常生活中常接触的有毒重金属污染物之一。本研究开发了一种新型反射式光纤干涉传感器,用于检测痕量铅离子。该传感器结构由单模光纤、无芯光纤和细芯光纤(TCF)依次拼接而成。TCF的包层被氢氟酸部分腐蚀并涂覆功能化... 详细信息

铅离子(Pb^(2+))是日常生活中常接触的有毒重金属污染物之一。本研究开发了一种新型反射式光纤干涉传感器,用于检测痕量铅离子。该传感器结构由单模光纤、无芯光纤和细芯光纤(TCF)依次拼接而成。TCF的包层被氢氟酸部分腐蚀并涂覆功能化的水凝胶传感膜。该传感膜选用甲基丙烯酸2-羟基乙酯(2-HEMA)作为识别单体。2-HEMA中的氧原子能与Pb^(2+)发生配体-受体相互作用,形成“-O-Pb-O-”交联结构,从而改变TCF的新包层有效折射率。因此,可以通过观察反射光谱中光信号的变化来检测水溶液中Pb^(2+)的浓度。所提出的传感器具有很高的检测灵敏度(1.926×10^(9)nm·mol^(-1)·L),其检测极限为4.14 ppt(1 ng·L^(-1)=1 ppt),比世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Pb^(2+)(10 ppb,1μg·L^(-1)=1 ppb)浓度低1000倍。此外,利用一个方程组实现了该传感器的温度自校准功能,成功地消除了环境温度的干扰。由于该传感器良好的特异性、稳定性以及反射式结构,非常便于实时远程检测,为环境和人类健康监测提供了广阔的前景。

关键词：铅离子浓度光学传感反射式干涉结构光纤传感器温度干扰

MaOEA/A2R:一种基于A2R支配关系的高维多目标进化算法

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电子学报 2024年第8期52卷 2758-2772页

作者：谢承旺付世炜华南师范大学数据科学与工程学院广东汕尾516600 南宁师范大学计算机与信息工程学院广西南宁530100

传统的Pareto支配关系在高维目标空间存在固有缺陷,而一些改进的支配方法在平衡高维目标解群的收敛性与多样性上尚有提升空间.基于此,提出一种参考向量关联区域(小生境)自动缩减的支配关系A2R(dominance relation based on the Automati... 详细信息

传统的Pareto支配关系在高维目标空间存在固有缺陷,而一些改进的支配方法在平衡高维目标解群的收敛性与多样性上尚有提升空间.基于此,提出一种参考向量关联区域(小生境)自动缩减的支配关系A2R(dominance relation based on the Automatically reduced region Associated with the Reference vector).该支配方法在进化全过程中逐代缩减小生境规模,从而实现收敛性与多样性自动平衡,而且不引入额外参数.另外,提出利用基于L_(p)-范式(p=1/M,M为目标数)的拥挤距离度量高维目标解群的多样性.将上述两种策略嵌入到经典的NSGA-II(Nondominated Sorting Genetic Algorithm II)框架,设计一种基于A2R支配关系的高维多目标进化算法MaOEA/A2R(Many-Objective Evolutionary Algorithm base on A2R).该算法与其他5种代表性的高维多目标进化算法一同在5-、10-、15-和20-目标的DTLZ(benchmark MOP proposed by Deb,Thiele,Lau-manns,and Zitzler)和WFG(benchmark MOP pro-posed by Walking Fish Group)基准测试问题上进行IGD(Inverted Generational Distance)和HV(Hyper Volume)性能测试.结果表明,MaOEA/A2R算法总体上具有较好的收敛性和多样性.由此表明,MaOEA/A2R是一种颇具前景的高维多目标进化算法.

关键词：进化算法高维多目标优化问题改进支配关系高维多目标进化算法