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基于深度卷积特征提取的红外与可见光图像融合方法

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控制与决策 2024年第3期39卷 910-918页

作者：庞忠祥刘桂华陈春梅刘海涛西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 特殊环境机器人技术四川省重点实验室四川绵阳621010

目前多数红外与可见光图像融合算法在融合过程中通常需要对源图像进行分解,这样易导致融合图像细节模糊和显著性目标丢失.为解决该问题,提出一种基于深度卷积特征提取的红外与可见光图像融合方法.首先,利用迁移学习理论对EfficientNet... 详细信息

目前多数红外与可见光图像融合算法在融合过程中通常需要对源图像进行分解,这样易导致融合图像细节模糊和显著性目标丢失.为解决该问题,提出一种基于深度卷积特征提取的红外与可见光图像融合方法.首先,利用迁移学习理论对EfficientNet特征提取性能进行分析,选择7个特征提取模块;然后,直接将源图像送入特征提取模块以实现显著性特征提取;接着,构造通道归一化和平均算子操作用于获取显著图,再使用Softmax与Upsampling组合的融合规则来得到融合权重,将融合权重与源图像进行卷积,生成7幅候选融合图像;最后,将候选融合图像的像素最大值作为最终的重构融合图像.所有实验均在公共数据集上进行,并与经典的传统和深度学习方法比较,主客观实验结果均表明,所提出方法能够有效地融合红外与可见光图像中的重要信息,突显融合图像的细节纹理,具有更好的视觉效果和更少的图像伪影以及人工噪声.

关键词：图像融合红外图像可见光图像 EfficientNet 迁移学习

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基于激光与UWB序列匹配的目标跟踪

控制与决策 2024年第8期39卷 2613-2621页

作者：郭林刘冉蓝发籍邓天睿肖宇峰西南科技大学信息工程学院四川绵阳621000 特殊环境机器人技术四川省重点实验室四川绵阳621000

目标跟踪是实现人机交互的重要一环,二维激光雷达探测范围广、精度高,广泛应用于目标跟踪,但是由于缺失语义信息,难以区分外观近似的物体.针对这一问题,提出一种基于激光与UWB序列匹配的目标跟踪方法,使用最近邻算法关联激光聚类,构建... 详细信息

目标跟踪是实现人机交互的重要一环,二维激光雷达探测范围广、精度高,广泛应用于目标跟踪,但是由于缺失语义信息,难以区分外观近似的物体.针对这一问题,提出一种基于激光与UWB序列匹配的目标跟踪方法,使用最近邻算法关联激光聚类,构建物体轨迹,并基于改进的高斯相似度计算物体的激光轨迹与UWB测距序列的相似度,根据相似度大小实现目标的匹配定位.此外,针对目标被遮挡的情况设计重跟踪算法,利用UWB测距信息、目标丢失位置和目标特征模型在环境中搜索被遮挡的目标.利用TurtleBot 2机器人平台,在10 m×10 m的室内环境中进行实验验证.实验结果表明,所提出方法能够以8 cm的精度稳定地跟踪携带UWB节点的目标.

关键词：目标跟踪超宽带二维激光雷达时间序列序列相似度

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食道病灶检测的多尺度细节增强金字塔网络

计算机工程与应用 2024年第4期60卷 229-236页

作者：李驰周颖玥姚韩敏李小霞秦佳敏庄鸣文黎明西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 特殊环境机器人技术四川省重点实验室四川绵阳621010 四川绵阳四〇四医院四川绵阳621053

针对食道卢戈染色内窥镜(Lugol’s chromoendoscopy,LCE)检查图像中病变类间相似度高和类内尺度变化大等问题,提出了一种以Sparse R-CNN作为基底网络并搭载多尺度细节增强金字塔网络(multi-scale detail enhancement pyramid network,MD... 详细信息

针对食道卢戈染色内窥镜(Lugol’s chromoendoscopy,LCE)检查图像中病变类间相似度高和类内尺度变化大等问题,提出了一种以Sparse R-CNN作为基底网络并搭载多尺度细节增强金字塔网络(multi-scale detail enhancement pyramid network,MDEPN)结构的多类食道病灶检测方法。为了改善Sparse R-CNN中的特征金字塔网络(feature pyramid network,FPN)结构在对多尺度特征进行融合时存在的信息丢失和语义差异问题,MDEPN结构首先使用Gabor调制卷积模块对不同尺度特征进行增强,利用Gabor对方向和尺度的强关注度提高了特征图中纹理信息的表达能力;其次使用方向通道池化模块提取不同尺度特征的局部特征方向相似性和局部与全局特征的相关性,减轻了不同尺度特征融合时的语义差异。在自建的多类食道LCE病灶数据集上进行测试,结果表明该方法的mAP0.50检测精度达到了65.0%,相同条件下,比基准模型Sparse R-CNN提升了2.4个百分点,并超过了对比的其余主流检测方法。所设计的MDEPN模块可作为一种独立的结构融入其他检测模型中以提升性能,具有一定的通用性。

关键词：食道病变检测金字塔网络 Gabor调制卷积方向通道池化

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基于掩模和自监督学习的海浪三维重建

激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 389-397页

作者：黄军杰徐锋罗亮陈天宝西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 特殊环境机器人技术四川省重点实验室四川绵阳621010

快速、准确的海浪三维重建结果对于海洋工程研究具有重要意义。针对传统海浪三维重建算法处理效率低以及生成点云中孔洞较多影响精度的问题,提出一种结合视差掩模和自监督学习的海浪三维重建算法。首先,基于图像重构、视差平滑和左右视... 详细信息

快速、准确的海浪三维重建结果对于海洋工程研究具有重要意义。针对传统海浪三维重建算法处理效率低以及生成点云中孔洞较多影响精度的问题,提出一种结合视差掩模和自监督学习的海浪三维重建算法。首先,基于图像重构、视差平滑和左右视差一致性损失训练网络模型并得到视差图;其次,添加掩模解码器用于掩模图像生成;最后,利用视差公共区域的先验知识,提出一种新的掩模损失函数,以消除图像非公共区域的视差异常值和海面遮挡问题的影响。在Acqua Alta数据集上的实验结果表明,所提算法可以有效减少海浪点云中杂点的数量,在精度接近传统算法的情况下,点云重建速度达到了0.024 s/frame。

关键词：海浪三维重建视差掩模自监督学习掩模损失函数

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新型行波离轴离子传输器的设计与表征

质谱学报 2024年第4期45卷 510-518,I0003页

作者：曾鹏宇何星亮郭星邓辅龙孙红恩吴斌赵忠俊段忆翔四川大学机械工程学院四川成都610044 成都艾立本科技有限公司四川成都611930

为滤除质谱系统中来自电喷雾电离源(ESI)的大量中性污染物和带电液滴,提高质谱系统的灵敏度、信噪比和耐用性,出现了一种基于行波堆叠环的离轴离子传输器。根据其结构特性,本研究设计了对应的行波射频耦合供电电源及测控系统。采用以太... 详细信息

为滤除质谱系统中来自电喷雾电离源(ESI)的大量中性污染物和带电液滴,提高质谱系统的灵敏度、信噪比和耐用性,出现了一种基于行波堆叠环的离轴离子传输器。根据其结构特性,本研究设计了对应的行波射频耦合供电电源及测控系统。采用以太网通讯协议控制现场可编程逻辑门阵列(FPGA)以实现全电路的信号控制和发生,通过12位模数转换器(ADC)和16位数模转换器(DAC)实现8通道行波幅值的监控,并设计双平面变压器耦合电路,在堆叠环上成功实现了行波提供轴向动能的效果。测试了硬件系统在离轴传输结构上的电参数稳定性和精度,结果表明:行波电源可控电压范围为0.1~100 V;行波电源脉冲频率范围为0~400 kHz;直流转直流(DC-DC)直流高压纹波小于0.03%;行波高低电压全量程检测绝对误差小于0.03 V;行波高低电压控制输出全量程绝对误差小于0.04 V;多通道射频峰峰值电压差小于1 V;行波上升下降时间均小于30 ns;射频和行波波形平滑,该电源系统能够满足堆叠环离轴传输器的电源设计要求。在粗真空下,采用利血平离子对离轴结构的性能进行测试,实验结果为行波堆叠环结构的离子传输和离轴分离提供了基本理解,对高信噪比质谱系统的研发具有重要价值。

关键词：质谱离轴离子传输器耦合电源

微波等离子体飞行时间质谱仪研制及元素检测应用研究

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质谱学报 2024年第3期45卷 343-353,I0002页

作者：左凯代渐雄赵忠俊郭星段忆翔四川大学机械工程学院四川成都610065 成都艾立本科技有限公司四川成都611930

微波等离子体炬(microwave plasma torch,MPT)具有功耗低、操作方便、结构简单等优点,与质谱仪联用可快速分析元素。本文报道了一套自制的低功耗微波等离子体炬飞行时间质谱仪(MPT-TOF MS)及进样装置,并考察了维持气流速、载气流速、超... 详细信息

微波等离子体炬(microwave plasma torch,MPT)具有功耗低、操作方便、结构简单等优点,与质谱仪联用可快速分析元素。本文报道了一套自制的低功耗微波等离子体炬飞行时间质谱仪(MPT-TOF MS)及进样装置,并考察了维持气流速、载气流速、超截取锥电压、MPT炬焰位置及微波功率对元素检测的影响,系统地研究了该仪器的性能。结果表明,MPT-TOF MS具有耗气量少(氩维持气流速800 mL/min、氩载气流速400 mL/min、氮干燥气流速2000 mL/min)、离子源功耗低(100 W)的优势,且线性范围覆盖5个数量级,分辨率高,锂、钠、钾、铷和铯元素的检出限分别为0.49、3.05、1.31、0.74、0.34μg/L。该仪器可用于盐湖中锂、钠、钾、铷及铯碱金属元素的快速检测,是电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)元素检测方法的补充。

关键词：微波等离子体炬(MPT) 飞行时间质谱(TOF MS) 元素检测

基于电子鼻和气质联用分析萌芽大蒜挥发性物质差异

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食品工业科技 2024年第5期45卷 243-252页

作者：韩颖易宇文何莲邓静胡金祥吴华昌石莉芳杨会珍四川旅游学院四川成都610100 四川川娃子食品有限公司四川眉山620000

为探究萌芽期大蒜挥发性物质的差异,采用电子鼻、捕集阱顶空-气质联用仪(Trap head space-gas chromatography-mass spectrometry,HS-Trap-GC-MS)结合正交偏最小二乘法判别分析(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)、香气活度值、差异性热图、相关性分析分析大蒜萌芽在0、24、48、72、96 h挥发性物质的差异。电子鼻结合OPLS-DA建立预测模型其预测能力达96.00%。GC-MS分析表明:含硫化合物是不同萌芽期大蒜的主要共有挥发性物质,含硫化合物的相对含量随萌芽时间的延长而呈递减趋势,而种类呈现出递增趋势;二烯丙基二硫醚是样品在萌芽过程中含量降低最多的物质。二烯丙基四硫醚、烯丙硫醇是样品共有关键化合物。差异性热图分析显示:除共有物质含量差异外,硫化丙烯、己醛、叠氮二羧酸二叔丁酯、丙烯醇、6-甲基-2-庚炔、5-甲基噻二唑、2-亚乙基-1,3-二硫烷、2-丙-2-炔基磺酰基丙烷、2,5-二甲基噻吩、2,5-二甲基呋喃、1-戊烯-3-醇、1,3-二噻烷的缺失进一步加大了未萌芽和萌芽大蒜气味的差异。萌芽大蒜主要共有挥发性物质的种类随萌芽时间的延长呈现递增趋势。大蒜主要挥发性物质与电子鼻大多数传感器存在显著相关性。大蒜的气味强度会随萌芽时间的延长而逐步减弱。

关键词：萌芽大蒜气相色谱-质谱联用法电子鼻正交偏最小二乘判别分析香气活度值差异性热图相关性分析

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基于曲率关键点的点对特征三维目标识别

光电子．激光 2024年第7期35卷 691-698页

作者：邓天睿刘冉肖宇峰郭林蓝发籍王林西南科技大学信息工程学院四川绵阳621000 特殊环境机器人技术四川省重点实验室四川绵阳621000

精准的三维(three-dimensional, 3D)目标识别对于机器人自主抓取至关重要,针对目前基于原始点对特征(point-pair feature, PPF)的三维目标识别算法中存在识别速度慢、严重遮挡场景下识别率低的问题,提出了一种基于曲率关键点的点对特征... 详细信息

精准的三维(three-dimensional, 3D)目标识别对于机器人自主抓取至关重要,针对目前基于原始点对特征(point-pair feature, PPF)的三维目标识别算法中存在识别速度慢、严重遮挡场景下识别率低的问题,提出了一种基于曲率关键点的点对特征三维目标识别算法。该算法根据点云法向量邻域夹角均值,快速估算点云曲率,以此提取关键点,通过对关键点计算点对特征,剔除了模型点对特征哈希表中存在的大量冗余点对。使用结合位姿聚类和假设检验的位姿优化算法,首先通过位姿聚类对候选假设位姿进行优化,其次位姿聚类后采用ICP (iterative closest point)算法对候选位姿进行细化,最后利用基于重合度计算匹配分数的假设检验算法滤除错误假设并得出最佳假设位姿。实验结果表明,在公开数据集上,所提方法能够获得95.2%的平均识别率,减少模型点对特征哈希表构建时间并且提高在严重遮挡场景下的识别率。

关键词：三维(3D)目标识别点对特征关键点提取假设检验

藤椒果实成熟期麻味物质及其挥发性香气组分的变化规律

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食品与发酵工业 2024年第7期50卷 304-312页

作者：闫紫玮谢天芳王佳琳尤霜张家余张逸飞赵麟朱翔幺麻子食品股份有限公司四川眉山620360 四川幺麻子生物科技有限公司四川成都611430

藤椒(学名竹叶花椒)作为一种药食同源资源应用广泛,其化学成分和生物活性会随果实的生长过程发生变化。研究不同成熟期各指标变化,根据不同使用目的进行适时采收,有利于藤椒资源的最大化利用。以不同成熟期的四川洪雅藤椒为原料,采用HPL... 详细信息

藤椒(学名竹叶花椒)作为一种药食同源资源应用广泛,其化学成分和生物活性会随果实的生长过程发生变化。研究不同成熟期各指标变化,根据不同使用目的进行适时采收,有利于藤椒资源的最大化利用。以不同成熟期的四川洪雅藤椒为原料,采用HPLC、GC-MS分别测定藤椒的麻味物质和挥发性香气物质。结果表明,6月中下旬至7月底采收的藤椒麻味物质含量较高且保持相对稳定,羟基-α-山椒素含量最高达48.25 mg/g。不同成熟期藤椒挥发性风味组分有所差异,但均以D-柠檬烯和芳樟醇为主,以D-柠檬烯为代表的萜烯类物质在果实成熟期逐渐降低,以芳樟醇为代表的醇类物质、以柠檬醛为代表的醛类物质在果实成熟期逐渐积累。相对气味活度值分析结果显示芳樟醇、D-柠檬烯、蒎烯是藤椒整个生长期的关键风味化合物,橙花醇、β-石竹烯、3-蒈烯、(1 S)-β-蒎烯、2-十一烷酮为藤椒未成熟期的关键风味化合物,癸醛则是成熟期藤椒的关键风味化合物,该文为藤椒的适时采收提供参考。

关键词：藤椒麻味物质挥发性风味组分相对气味活度值适时采收