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基于比特重组快速模约简的高面积效率椭圆曲线标量乘法器设计

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 344-352页

作者：刘志伟张琦黄海杨晓秋陈冠百赵石磊于斌哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150080

针对现有椭圆曲线密码标量乘法器难以兼顾灵活性和面积效率的问题,该文设计了一种基于比特重组快速模约简的高面积效率标量乘法器。首先,根据椭圆曲线标量乘的运算特点,设计了一种可实现乘法和模逆两种运算的硬件复用运算单元以提高硬... 详细信息

针对现有椭圆曲线密码标量乘法器难以兼顾灵活性和面积效率的问题,该文设计了一种基于比特重组快速模约简的高面积效率标量乘法器。首先,根据椭圆曲线标量乘的运算特点,设计了一种可实现乘法和模逆两种运算的硬件复用运算单元以提高硬件资源使用率,并采用Karatsuba-Ofman算法提高计算性能。其次,设计了基于比特重组的快速模约简算法,并实现了支持secp256k1, secp256r1和SCA-256(SM2标准推荐曲线)快速模约简计算的硬件架构。最后,对点加和倍点的模运算操作调度进行了优化,提高乘法与快速模约简的利用率,降低了标量乘计算所需的周期数量。所设计的标量乘法器在55 nm CMOS工艺下需要275 k个等效门,标量乘运算速度为48 309次/s,面积时间积达到5.7。

关键词：椭圆曲线密码硬件实现 Secp256k1 标量乘快速模约简

基于香农熵代表性特征和投票机制的三维模型分类

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电子与信息学报 2024年第4期46卷 1438-1447页

作者：高雪瑶闫少康张春祥哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150080

目前基于视图的3维模型分类方法存在单视图视觉信息不充分、多视图信息冗余的问题,且同等对待所有视图会忽略不同投影视角之间的差异性。针对上述问题,该文提出一种基于香农熵代表性特征和投票机制的3维模型分类方法。首先,通过在3维模... 详细信息

目前基于视图的3维模型分类方法存在单视图视觉信息不充分、多视图信息冗余的问题,且同等对待所有视图会忽略不同投影视角之间的差异性。针对上述问题,该文提出一种基于香农熵代表性特征和投票机制的3维模型分类方法。首先,通过在3维模型周围均匀设置多个视角组来获取表征模型的多组视图集。为了有效提取视图深层特征,在特征提取网络中引入通道注意力机制;然后,针对Softmax函数输出的视图判别性特征,使用香农熵来选择代表性特征,从而避免多视图特征冗余;最后,基于多个视角组的代表性特征利用投票机制来完成3维模型分类。实验表明:该方法在3维模型数据集ModelNet10上的分类准确率达到96.48%,分类性能突出。

关键词： 3维模型分类注意力机制香农熵代表性特征投票机制

语义增强图像-文本预训练模型的零样本三维模型分类

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电子与信息学报 2024年第8期46卷 3314-3323页

作者：丁博张立宝秦健何勇军哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150080 哈尔滨工业大学计算学部哈尔滨150006

目前,基于对比学习的图像-文本预训练模型(CLIP)在零样本3维模型分类任务上表现出了巨大潜力,然而3维模型和文本之间存在巨大的模态鸿沟,影响了分类准确率的进一步提高。针对以上问题,该文提出一种语义增强CLIP的零样本3维模型分类方法... 详细信息

目前,基于对比学习的图像-文本预训练模型(CLIP)在零样本3维模型分类任务上表现出了巨大潜力,然而3维模型和文本之间存在巨大的模态鸿沟,影响了分类准确率的进一步提高。针对以上问题,该文提出一种语义增强CLIP的零样本3维模型分类方法。该方法首先将3维模型表示成多视图;然后为了增强零样本学习对未知类别的识别能力,通过视觉语言生成模型获得每张视图及其类别的语义描述性文本,并将其作为视图和类别提示文本之间的语义桥梁,语义描述性文本采用图像字幕和视觉问答两种方式获取;最后微调语义编码器将语义描述性文本具化为类别的语义描述,其拥有丰富的语义信息和较好的可解释性,有效减小了视图和类别提示文本的语义鸿沟。实验表明,该文方法在ModelNet10和ModelNet40数据集上的分类性能优于现有的零样本分类方法。

关键词： 3维模型分类零样本基于对比学习的图像-文本预训练模型语义描述性文本

一种融合个性化细胞关系和背景信息的宫颈细胞分类方法

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电子与信息学报 2024年第8期46卷 3390-3399页

作者：丁博李超炜秦健何勇军洪振龙哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150080 哈尔滨工业大学计算学部哈尔滨150006

宫颈细胞分类在宫颈癌辅助诊断中发挥着重要的作用。然而,现有的宫颈细胞分类方法未充分考虑细胞关系和背景信息,也没有模拟病理医生的诊断方式,导致分类性能较低。因此,该文提出了一种融合细胞关系和背景信息的宫颈细胞分类方法,由基... 详细信息

宫颈细胞分类在宫颈癌辅助诊断中发挥着重要的作用。然而,现有的宫颈细胞分类方法未充分考虑细胞关系和背景信息,也没有模拟病理医生的诊断方式,导致分类性能较低。因此,该文提出了一种融合细胞关系和背景信息的宫颈细胞分类方法,由基于细胞关系的图注意力分支(GAB-CCR)和背景信息注意力分支(BAB-WSI)组成。GAB-CCR采用细胞特征间的余弦相似度,首先构建相似和差异细胞关系图,并利用GATv2增强模型对细胞关系建模。BAB-WSI使用多头注意力模块捕捉涂片背景上的关键信息并反映不同区域的重要性。最后,将增强后的细胞特征和背景特征融合,提升了网络的分类性能。实验表明,相比于基线模型Swin Transformer-L,所提方法在准确率、敏感度、特异性和F1-Score分别提高了15.9%,30.32%,8.11%和31.62%。

关键词：图像处理宫颈细胞分类细胞关系背景信息注意力机制

CNN-Transformer结合对比学习的高光谱与LiDAR数据协同分类

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光学精密工程 2024年第7期32卷 1087-1100页

作者：吴海滨戴诗语王爱丽岩堀祐之于效宇哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江省激光光谱技术及应用重点实验室黑龙江哈尔滨150080 中部大学计算机科学学院日本爱知487-8501 电子科技大学中山学院电子信息学院广东中山528400

针对高光谱图像(hyperspectral images,HSI)与LiDAR数据多模态分类任务中的跨模态信息表达和特征对齐等问题,提出一种基于对比学习CNN-Transformer高光谱和LiDAR数据协同分类网络(Contrastive Learning based CNNTransformer Network,CLCT-Net)。CLCT-Net通过由ConvNeXt V2 Block构成的共有特征提取模块,获得不同模态间的共性特征,解决异构传感器数据之间语义对齐的问题。构建了包含空间-通道分支和光谱上下文分支的双分支HSI编码器,以及结合频域自注意力机制的LiDAR编码器,以获取更丰富的特征表示。利用集成对比学习进行分类,进一步提升多模态数据协同分类的精度。在Houston 2013和Trento数据集上的实验结果表明,相较于其他高光谱图像和Li‐DAR数据分类模型,本文所提模型获得了更高的地物分类精度,分别达到了92.01%和98.90%,实现了跨模态数据特征的深度挖掘和协同提取。

关键词：高光谱图像激光雷达数据 Transformer 卷积神经网络对比学习

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La/Nd比对AZ91-RE合金显微组织和拉伸性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第5期34卷 1456-1469页

作者：崔鹏星胡茂良吉泽升王晔郭宇许红雨哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 湖州学院智能制造学院湖州313000

研究La/Nd比对AZ91-RE合金显微组织和拉伸性能的影响。采用经典表征方法分析第二相的体积分数、平均最近邻距离(NND)和数量密度。利用第一性原理计算确定第二相的形成焓、力学性能和热力学性质。结果表明,La与Nd的质量分数比(w_(La)/w_(... 详细信息

研究La/Nd比对AZ91-RE合金显微组织和拉伸性能的影响。采用经典表征方法分析第二相的体积分数、平均最近邻距离(NND)和数量密度。利用第一性原理计算确定第二相的形成焓、力学性能和热力学性质。结果表明,La与Nd的质量分数比(w_(La)/w_(Nd))为3/2的合金具有最小的平均晶粒尺寸、最小的平均最近邻距离和最高的第二相数量密度。计算结果表明,Al_(11)La_(3)和Al2Nd的形成在能量上有利。此外,Al_(11)La_(3)和Al_(2)La在抗变形能力、抗剪切变形能力、固体刚度和热稳定性方面都明显优于其他第二相。因此,提高Al_(11)La_(3)和Al_(2)La相的含量有利于改善AZ91-RE合金的力学性能。

关键词： AZ91合金显微组织拉伸性能第一性原理计算电子结构热力学性质

低温环境条件下电力设备红外测温缺陷识别方法

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高电压技术 2024年第6期50卷 2726-2733页

作者：张明泽韩嘉言王炳杰吴永康袁田哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080 中国电力科学研究院有限公司武汉430074

输变电系统中采用红外线设备进行运维诊断时要求环境温度大于0℃,但对于东北地区冬季低温环境下带电设备缺少红外诊断相关依据,因此需对典型电气设备/连接件的金属接触点温度与环境温度的关系开展研究。本文在实验室环境下搭建了低温环... 详细信息

输变电系统中采用红外线设备进行运维诊断时要求环境温度大于0℃,但对于东北地区冬季低温环境下带电设备缺少红外诊断相关依据,因此需对典型电气设备/连接件的金属接触点温度与环境温度的关系开展研究。本文在实验室环境下搭建了低温环境红外测试系统,获得了不同环境温度时设备金属接触点温度的变化规律,揭示了3种接触电阻在不同负荷电流、环境温度时对测试温度的影响规律。测试结果表明:当接触电阻小于20μΩ时,环境温度、负载电流对接触点温度梯度的变化几乎无影响;而当接触电阻大于20μΩ时,负载电流的影响显著增加,且0℃可作为温度梯度变化的分界点。基于此在考虑接触电阻下提出了低温红外测温的修正方法,可修正低温环境对红外测温结果的影响,文中的分析及试验结果为低温环境下红外检测时结果的修正提供了实践依据,同时准确判断电气设备接触异常等问题,为高寒地区电气设备运维策略的制定提供重要理论支撑。

关键词：低温环境红外热像接触电阻缺陷带电设备检测

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基于成分、常见物理、元素性质描述符和元素周期表表示的高熵合金相分类(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：李帅杨佳李述刘东戎张洺玉哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨理工大学电气与电子工程学院工程电介质及其应用教育部重点实验室

相分类对于高熵合金的设计具有明显的指导意义。为了实现互斥和非互斥相分类，收集了成分描述符、常用物理参数描述符、元素属性描述符以及通过卷积神经网络从元素周期表表示（PTR）中提取的描述符。在具有丰富信息的特征中进行适当选... 详细信息

相分类对于高熵合金的设计具有明显的指导意义。为了实现互斥和非互斥相分类，收集了成分描述符、常用物理参数描述符、元素属性描述符以及通过卷积神经网络从元素周期表表示（PTR）中提取的描述符。在具有丰富信息的特征中进行适当选择有助于相分类。基于随机森林，两种分类的准确率和平衡准确率分别提高到0.907和0.876。通过可解释性分析总结了四个最重要特征的作用，并发现一个新重要特征。通过对（CoFeNiMn）1-xMox进行相预测，证明了模型外推能力和Mo元素的影响。相信息有助于硬度预测，分类结果与硬度数据的PTR相耦合，预测误差降低到 56.69。

关键词：高熵合金相分类特征工程周期表表示法卷积神经网络硬度预测

氮化硼包覆碳化硅纤维表面CVD法生长碳纳米管研究

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表面技术 2024年第12期53卷 218-229,239页

作者：闫兵岳建岭邹杨君楼嘉伟杜作娟刘愚黄小忠中南大学粉末冶金研究院长沙410083 哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150006

目的通过调节化学气相沉积(CVD)的工艺参数,实现碳纳米管(CNTs)在氮化硼(BN)包覆的碳化硅纤维(SiCf)表面的可控生长。方法通过控制单一变量,采用扫描电子显微镜、热重分析、X射线光电子能谱等表征手段,系统地研究了CVD工艺参数和BN表面... 详细信息

目的通过调节化学气相沉积(CVD)的工艺参数,实现碳纳米管(CNTs)在氮化硼(BN)包覆的碳化硅纤维(SiCf)表面的可控生长。方法通过控制单一变量,采用扫描电子显微镜、热重分析、X射线光电子能谱等表征手段,系统地研究了CVD工艺参数和BN表面改性对CNTs形貌、长度、含量的影响。结果通过改变CVD工艺参数,实现了对CNTs形貌、长度、含量的调节与控制,获得了CNTs和BN协同改性的SiC纤维(SiC@BN-CNTs)。其中,SiC@BN-OH在反应温度为700℃、反应时间为20 min等参数下具有最大的CNTs产率(质量分数为10.6%),且形貌良好、含量较高。结论浸渍催化剂和缩短碳源与载体的距离对生长CNTs有积极影响,增加了CNTs的长度和生长密度;通过调节反应温度和时间能够实现对CNTs长度、含量的精确控制,从而获得高质量、高结晶度的CNTs;在反应器中,气体和催化剂的含量相互影响,在制备过程中需要考虑气体和催化剂的比例,按比例同时增加气体和催化剂的流入速率能够获得更好的结果。BN表面羟基化改性处理增强了BN对催化剂的吸附,促进了催化剂颗粒的分散,提高了CNTs的产率。

关键词：六方氮化硼碳纳米管化学气相沉积工艺参数氮化硼羟基化

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