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一种针对三维图分类问题的量子群等变图神经网络

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中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：刘文杰朱奕帆吴青山南京信息工程大学软件学院南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京信息工程大学江苏省先进计算与智能服务工程研究中心

作为三维图数据的重要特征,等变性近年来一直受到研究者们的密切关注.研究者们通过设计针对不同等变性的量子门集来构建等变量子图神经网络,显著提升了图学习模型的性能.然而,三维图数据包含多种等变性,如旋转等变性、平移等变性、反射... 详细信息

作为三维图数据的重要特征,等变性近年来一直受到研究者们的密切关注.研究者们通过设计针对不同等变性的量子门集来构建等变量子图神经网络,显著提升了图学习模型的性能.然而,三维图数据包含多种等变性,如旋转等变性、平移等变性、反射等变性和排列等变性等,使研究者们难以构建满足所有等变性的量子等变图神经网络.为了解决上述问题,本文设计了一种三维图节点相对坐标计算方法,并提出了一种新型的量子群等变图神经网络.在该网络中,我们构建了一个群等变编码模块以编码相对坐标,并用一个排列等变卷积模块来学习编码的几何信息,最后采用一个纠缠模块来聚合全局特征. ModelNet40数据集和ShapeNet数据集上的分类实验表明,所提模型表现优于QGCNN, sQCNN-3D和PI-QSVM,同时在训练参数更少的情况下,准确度接近Q3DGL.

关键词：等变图神经网络三维图数据 E(3)等变群排列等变点云分类三维模型分类

基于椭圆曲线ELGamal的隐私保护分布式优化算法

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自动化学报 2025年第1期51卷 210-220页

作者：赵中原高旺蒋璐瑶葛泉波南京信息工程大学自动化学院南京210044 江苏大数据分析与智能系统省高校重点实验室南京210044 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

研究一类考虑节点隐私保护的分布式优化问题,目标为保护各智能体的隐私信息不被泄露,并最小化所有智能体局部成本函数之和.首先,针对无向连通图,提出一种基于椭圆曲线密码机制的分布式凸优化算法.通过设计底层权重矩阵,将基于椭圆曲线的... 详细信息

研究一类考虑节点隐私保护的分布式优化问题,目标为保护各智能体的隐私信息不被泄露,并最小化所有智能体局部成本函数之和.首先,针对无向连通图,提出一种基于椭圆曲线密码机制的分布式凸优化算法.通过设计底层权重矩阵,将基于椭圆曲线的ELGamal同态加密和数字签名与分布式次梯度算法相结合,克服了椭圆曲线密码机制与分布式一致性策略无法结合的难点.在无第三方或聚合器的场景下,该算法实现了系统的隐私保护.理论分析表明,该算法能够渐近收敛至全局最优解,并适用于时变通信拓扑的动态环境.此外,算法能有效保护智能体的状态和成本函数不受来自诚实但好奇攻击者、外部窃听者和篡改攻击者的威胁.最后,通过数值仿真验证了算法的有效性.

关键词：分布式优化隐私保护同态加密椭圆曲线

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基于改进DGCNN的树木点云分割方法

南京农业大学学报 2025年第1期48卷 240-248页

作者：刘超卜鑫荣刘慧杨官学沈跃徐婕江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212000

[目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比... 详细信息

[目的]通过目标分割为果园喷雾机提供树木的表征信息,使喷雾机能够实现精准喷雾。在分割过程中,对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割,可以帮助喷雾机对喷雾部分对靶,在果园或苗圃景观中实现自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比,点云能够更好地表征树木的三维结构并且受照明条件影响小,因此针对点云树木设计分割算法更适合应用在果园、苗圃等室外环境作业的农业机械。[方法]本文基于DGCNN提出了一种分割精度准确、参数量小的树木点云分割网络——TSNet,它可以很容易被部署在果园喷雾机上。该网络主要具有以下特点:1)该网络是基于DGCNN改进的,可以更好实现点云分割任务;2)网络引入了连续递归门控卷积模块(g^(n)Conv),可以提高树木分割的准确率;3)为避免全局信息损失并增加信息传递效率,我们设计了权重通道用于特征传递。[结果]TSNet分割树木的mIoU达到90.08%,模型大小为0.72 M,优于PointNet、PointNet++、DGCNN、CurveNet、PointMLP和D-PointNet++等常用的点云分割算法。[结论]TSNet能够为苗圃树木检测识别和农业机器人作业提供更准确的感知信息。

关键词：点云树木分割深度学习精准喷雾果园喷雾机

肉桂醛防控食源性致病菌及其生物被膜的研究进展

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食品科学 2025年第1期46卷 237-245页

作者：都雪莹胡欣冯泽银孙静李向菲庞心怡陆颖健南京财经大学食品科学与工程学院江苏南京210023

生物被膜是食源性致病菌在食品加工环境中的主要存在形式。与浮游细菌不同,生物被膜结构复杂,黏附性强且抗逆性高,常规消杀手段难以将其根除。肉桂醛因其广谱抗菌活性和良好的生物被膜抑制效果,在防控食源性致病菌生物被膜方面受到广泛... 详细信息

生物被膜是食源性致病菌在食品加工环境中的主要存在形式。与浮游细菌不同,生物被膜结构复杂,黏附性强且抗逆性高,常规消杀手段难以将其根除。肉桂醛因其广谱抗菌活性和良好的生物被膜抑制效果,在防控食源性致病菌生物被膜方面受到广泛关注。本文总结肉桂醛对常见食源性致病菌抗菌及其抗生物被膜作用的研究进展,从抑制细菌黏附、抗菌作用及抗群体感应作用3个方面系统分析肉桂醛抗生物被膜的作用机制,并阐述纳米级肉桂醛在抗菌方面的应用,旨在为食品行业生物被膜的防控策略提供参考,以期更好地保障食品质量与安全。

关键词：肉桂醛食源性致病菌生物被膜抗菌

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基于光谱降维和特征融合的高光谱目标跟踪

电光与控制 2025年第2期32卷 7-12页

作者：武丽汪梦元黄鲲鹏田昊翔仲伟翔蒲征王青南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210000 无锡学院电子信息工程学院江苏无锡214000 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150000 西安电子科技大学物理学院西安710000

针对现有高光谱视频跟踪算法在目标尺度变化时表现不佳的问题,提出一种基于光谱降维和特征融合的高光谱视频目标跟踪算法。首先,计算目标局部光谱曲线的差值并结合特征值排序和阈值设定获取目标光谱曲线;随后,利用目标光谱曲线与高光谱... 详细信息

针对现有高光谱视频跟踪算法在目标尺度变化时表现不佳的问题,提出一种基于光谱降维和特征融合的高光谱视频目标跟踪算法。首先,计算目标局部光谱曲线的差值并结合特征值排序和阈值设定获取目标光谱曲线;随后,利用目标光谱曲线与高光谱图像进行光谱角距离计算来实现降维;之后,利用改进的多尺度胶囊网络提取多尺度特征,为利用不同尺度的信息,将降维生成的掩模进行多尺度特征融合;最后,将融合的多尺度特征输入分类和回归胶囊,利用模版更新机制增强跟踪的稳定性和鲁棒性,使得所提算法能够更好地应对尺度变化带来的挑战。实验结果表明,所提算法在应对尺度变化挑战时具有优越性。

关键词：目标跟踪光谱降维胶囊网络高光谱视频

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可重构智能超表面使能的协作无线携能同传-非正交多址接入系统安全传输方案

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电子与信息学报 2025年第02期47卷 305-314页

作者：季薇刘子卿李飞李汀梁彦宋云超南京邮电大学通信与信息工程学院南京邮电大学电子与光学工程学院

可重构智能超表面(RIS)因能提供额外的无源波束增益被视为一项颇具前景的技术。考虑到未来大型物联网中不同用户服务需求的多样性及信息传输的安全性，该文面向协作无线携能同传-非正交多址接入(SWIPT-NOMA)系统，提出一种RIS使能的安... 详细信息

可重构智能超表面(RIS)因能提供额外的无源波束增益被视为一项颇具前景的技术。考虑到未来大型物联网中不同用户服务需求的多样性及信息传输的安全性，该文面向协作无线携能同传-非正交多址接入(SWIPT-NOMA)系统，提出一种RIS使能的安全传输方案。通过合理部署RIS的位置，将其同时作用于直接传输阶段和协作传输阶段。在满足非正交多址接入(NOMA)弱用户信息速率需求、NOMA强用户能量收集需求和基站最小发射功率的条件下，通过联合优化基站的有源波束成形、RIS的相移矩阵、强用户的功率分割系数等来最大化强用户的保密速率。为解决所提的多变量耦合的非凸优化问题，该文基于交替迭代优化算法，对基站的有源波束成形、直接传输阶段的RIS无源波束相移矩阵、协作传输阶段的RIS有源波束相移矩阵以及强用户的功率分割系数等进行了多次交替迭代优化，直至算法收敛。仿真结果验证了该文算法的收敛性，且与其它基准方案相比，所提方案可进一步提高强用户的保密速率。

关键词：可重构智能超表面无线携能同传非正交多址接入安全传输

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基于注意力解码和连续性监督的裂缝检测方法

计算机工程与应用 2025年第4期61卷 122-129页

作者：谢永华卓安南南京信息工程大学计算机学院南京210044

裂缝检测是预防重大建筑坍塌事故的重要措施。针对裂缝特征微弱和图像背景噪声干扰较多的问题,引入语义分割领域的编码解码结构算法来提升检测鲁棒性。为了解决编码解码结构网络中解码方式单一且不能高效联系编码特征语义信息的缺陷,设... 详细信息

裂缝检测是预防重大建筑坍塌事故的重要措施。针对裂缝特征微弱和图像背景噪声干扰较多的问题,引入语义分割领域的编码解码结构算法来提升检测鲁棒性。为了解决编码解码结构网络中解码方式单一且不能高效联系编码特征语义信息的缺陷,设计了基于注意力机制的解码模块,通过注意力机制增强解码器对裂缝特征的关注度,优化了模型的解码效果;对于模型预测结果中裂缝断裂问题,改进了连续性监督算法,通过在模型预测阶段加入连续性邻接图预测,并结合对应的损失函数进行监督,提高预测结果中裂缝的特征连续性;最后结合这两种方法搭建了一种编码解码结构的自动化裂缝检测模型。通过在两个数据集上的实验结果,验证了所提方法的优越性,在选取的常用算法中取得了最高的检测精度。

关键词：裂缝检测语义分割编码解码注意力机制连续性监督

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基于阈值去噪神经网络的干扰用频模式识别

电子信息对抗技术 2025年第02期40卷 1-7页

作者：姚昌华李洋南京信息工程大学电子与信息工程学院

对电磁干扰模式的准确识别，能为无线通信抗干扰提供重要的决策依据。目前对该问题仅有少量研究，且未考虑环境噪声对其识别性能和方法设计的重要影响。针对噪声条件下干扰模式识别提出了一种基于阈值去噪的深度学习模型，以在特征空间... 详细信息

对电磁干扰模式的准确识别，能为无线通信抗干扰提供重要的决策依据。目前对该问题仅有少量研究，且未考虑环境噪声对其识别性能和方法设计的重要影响。针对噪声条件下干扰模式识别提出了一种基于阈值去噪的深度学习模型，以在特征空间内减弱噪声特征对识别的影响。并分析了去噪功能在不同深度网络层中的效果，提出在卷积神经网络的浅层加入阈值去噪块，以克服噪声对浅层特征的影响，以及非线性传播导致的对深层特征的进一步影响，提高噪声条件下干扰模式识别的准确率。通过对12种不同干扰模式进行识别并对所提方法的性能进行评估，实验结果表明，所提阈值去噪模型和部署优化方法有效降低了噪声对干扰识别的影响，在处理干扰模式识别任务上取得良好的性能。

关键词：通信抗干扰干扰用频模式识别阈值去噪浅层去噪

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潜水搅拌机环形池流速试验及CFD模拟研究

排灌机械工程学报 2025年第2期43卷 163-169页

作者：陈斌许智杨陈罗燕张帅杜沁熹南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏南京210044 蓝深集团股份有限公司江苏南京211511 绍兴质量技术监督检测院浙江绍兴312000

根据国标《潜水推流式搅拌机》(GB/T 33566—2017)的相关要求,潜水搅拌机检测需在环形检测水池中进行,而环形检测水池造价昂贵,且水体测速难度较高,导致现阶段潜水搅拌机的流场特性研究缺乏有力的试验支撑.为此,以QJB7.5/12-620/3-480/... 详细信息

根据国标《潜水推流式搅拌机》(GB/T 33566—2017)的相关要求,潜水搅拌机检测需在环形检测水池中进行,而环形检测水池造价昂贵,且水体测速难度较高,导致现阶段潜水搅拌机的流场特性研究缺乏有力的试验支撑.为此,以QJB7.5/12-620/3-480/S型潜水搅拌机作为研究对象,依托绍兴质检院现有的环形检测池进行流速试验,对比CFD软件进行的全流场数值模拟,得到结论:在潜水搅拌机的标准池流场范围内,试验与计算的流动特性具有高度的相似性,此型号潜水搅拌机在有效推流段内,流道中心区域流速随着推进距离的增加先增大后减小,并在推进距离5.0 m处附近,流速出现极大值约为0.600 m/s;受不均匀来流的影响,潜水搅拌机轴向推流存在一定偏差,导致外墙壁一侧水体流速低于内挡板侧;试验中,当推进距离达到15.0 m时,所有测速点流速均低于0.300 m/s;结合数值计算结果,此型号潜水搅拌机当量有效推流长度为13.64 m,当量有效容积为218.24 m^(3),比功率为32,环形池内平均流速约为0.153 m/s.研究推动了潜水搅拌机有关标准的执行和不断完善,对潜水搅拌机的性能认知和应用发展具有重要意义.

关键词：潜水搅拌机环形池流速分布当量有效推流长度数值计算