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中国图像工程:2023

中国图象图形学报 2024年第5期29卷 1307-1320页

作者：章毓晋清华大学电子工程系北京100084

本文是关于中国图像工程的年度文献综述系列之二十九。为了使国内广大从事图像工程研究和图像技术应用的科技人员能够较全面地了解国内图像工程研究和发展的现状,能够有针对性地查询有关文献,且向期刊编者和作者提供有用的参考,本文对2... 详细信息

本文是关于中国图像工程的年度文献综述系列之二十九。为了使国内广大从事图像工程研究和图像技术应用的科技人员能够较全面地了解国内图像工程研究和发展的现状,能够有针对性地查询有关文献,且向期刊编者和作者提供有用的参考,本文对2023年度发表的图像工程相关文献进行了统计和分析。具体从国内15种有关图像工程重要中文期刊在2023年发行的所有154期上发表的学术研究和技术应用文献(共2 989篇)中,选取出所有属于图像工程领域的文献(共865篇),并根据各文献的主要内容将其分别归入图像处理、图像分析、图像理解、技术应用和综述评论5个大类,然后进一步分入23个专业小类(与前18年相同),并在此基础上分别进行了各个期刊及各类文献的统计和分析。根据对2023年统计数据的分析可以看出:从研究角度看,图像分析方向当前得到了最多的关注,其中图像分割和基元检测、目标检测和识别以及人体生物特征提取和验证等都是研究的焦点;从应用角度看,遥感、雷达、声呐、测绘等领域最为活跃,而且新的图像技术开发和应用领域拓展很快。总的来说,中国图像工程在2023年的研究深度和广度还在继续提高和扩大,仍保持了快速发展的势头。综合29年的统计数据还为读者提供了更全面和更可信的各个研究方向发展趋势的信息。

关键词：图像工程图像处理图像分析图像理解技术应用文献综述文献统计文献分类文献计量学

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面向6G网络的高可靠低延时通信计算与控制

中国科学：信息科学 2024年第5期54卷 1267-1282页

作者：牛志升清华大学电子工程系北京100084

未来6G网络的业务主体将转变为赋能千行百业的智能物联网应用,因此在提供高可靠低延时通信(ultra-reliable and low-latency communications,u RLLComm)的同时,还要实现高可靠低延时的智能计算(uRLLComp)与智能控制(uRLLCtrl)(以下简称u... 详细信息

未来6G网络的业务主体将转变为赋能千行百业的智能物联网应用,因此在提供高可靠低延时通信(ultra-reliable and low-latency communications,u RLLComm)的同时,还要实现高可靠低延时的智能计算(uRLLComp)与智能控制(uRLLCtrl)(以下简称uRLLC3).这对于传输环境、业务需求与网络资源配置均高度动态变化的移动网络来讲是一个巨大挑战.本文面向6G时代的智慧网联与网联智能,从排队论中几个超越直觉的定理出发,尝试为u RLLC3的实现提供一些有益启示,并系统地给出实现高可靠低延时通信、计算与控制的理论与方法.同时,以未来智慧网联汽车的智能控制为例,在描述信息新鲜度的信息年龄(age-of-information,AoI)性能指标的基础上,提出一种新的信息时效性表征指标——信息紧迫度(urgency-of-information,UoI),并在此基础上给出几种UoI意义上最优的移动终端调度与控制算法,验证所提UoI指标的有效性.

关键词：移动通信 6G 高可靠低延时车联网信息年龄信息时效性

高浓度掺杂非晶铟镓锌氧化物薄膜的态密度模型研究

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电子学报 2024年第5期52卷 1591-1600页

作者：蔡坤林谢应涛蹇欢黄雁琳翁嘉明重庆邮电大学电子工程系重庆400065 上海交通大学电气工程系上海200240

针对背沟道刻蚀(Back Channel Etch,BCE)技术的非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFTs),建立了一种高浓度掺杂态密度模型(High Concentration Doping Density Of States model,HCD-DOS model),并通过数值模拟研究态密度关键参数对器件性能的影响,以此揭示a-IGZO TFTs中制备工艺对导电沟道修复的物理机理.首先,采用结合强度较高的钼/铜双层结构作为栅/源/漏电极,引入BCE方法制备了底栅顶接触(BottomGate Top-Contact,BG-TC)TFTs.其次,建立了适用于BCE技术的a-IGZO TFTs的HCD-DOS模型.随后,基于TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真器对态密度关键参数进行数值研究,结果表明,不同态密度参数对a-IGZO TFTs器件转移特性曲线、电学特性以及沟道内部电子浓度分布的影响有所差异.最后,基于HCD-DOS模型探索SiO_(x)钝化层沉积和N_(2)O等离子体处理对器件内部机理的影响.研究发现,N2O等离子体处理对态密度分布和沟道载流子浓度有显著影响,进而导致阈值电压正向漂移.

关键词：非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管态密度模型钝化层沉积等离子体处理背沟道刻蚀

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深度学习赋能波束管理：现状、挑战与机遇

中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：王昭诚马可清华大学电子工程系

随着载波频率的不断提高和大规模天线阵列的广泛部署，基于模拟移相器的波束赋形成为下一代无线通信的标志性技术之一。此时，波束管理被用于获取和维护基站和用户端具有最大接收功率的最优波束对，以保障可靠的无线通信服务。传统波束... 详细信息

随着载波频率的不断提高和大规模天线阵列的广泛部署，基于模拟移相器的波束赋形成为下一代无线通信的标志性技术之一。此时，波束管理被用于获取和维护基站和用户端具有最大接收功率的最优波束对，以保障可靠的无线通信服务。传统波束管理方法往往依赖于海量搜索。同时，传统数学模型无法全面的、准确刻画非线性的波束的内在关联和高维无线环境特征，因而难以取得令人满意的波束增益性能。近年来，得益于深度学习强大的自适应拟合能力，深度学习赋能波束管理得到了国内外广泛关注。本文总结了深度学习赋能波束管理的研究进展，并展望了未来的研究方向。首先，阐述了深度学习应用于波束管理的典型场景和潜在优势；随后，从空/时/频域切入，讨论当前深度学习赋能波束管理的主要研究路线和代表性工作；最后，面向更大规模的无线网络、更多元的波束管理功能和更鲁棒的深度学习模型，阐述未来的研究挑战与机遇。

关键词：深度学习波束管理空域时域频域

基于dVAE-BERT模型的阿尔茨海默症检测方法

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电子学报 2024年

作者：陈旭初蒲钰张卫强清华大学电子工程系

阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease,AD）是一种神经退行性疾病，患者会出现失语症、语言流畅性降低等症状.目前已经有研究者使用发音特征，流畅性、停顿等副语言学特征，或者从转录的文本中提取特征检测阿尔茨海默症.但是，传统声学... 详细信息

阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease,AD）是一种神经退行性疾病，患者会出现失语症、语言流畅性降低等症状.目前已经有研究者使用发音特征，流畅性、停顿等副语言学特征，或者从转录的文本中提取特征检测阿尔茨海默症.但是，传统声学特征检测方法难以获取语义信息，而将语音转录成文本又费时费力，并且由于老年人口音、患病等影响，转录质量下降明显.本文使用离散变分自编码器（discrete Variational Autoencoders,dVAE）将语音转换为伪音素序列后，利用BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)模型对伪音素序列的连接关系进行建模，提出一种dVAE-BERT模型，从而提取音频在语言维度的表征.该模型在ADReSSo(Alzheimer’s Dementia Recognition through Spontaneous Speech only)数据集上，模型的准确率为70.42%，比基线系统提高5.63%，其与Wav2vec2.0、HuBERT(Hidden-unit BERT)模型融合后，准确率分别为76.06%、71.83%.

关键词：阿尔茨海默症语音检测 dVAE BERT

离子吸附型稀土矿区硫酸铵原位浸矿与淋洗过程的室内模拟

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复旦学报（自然科学版） 2024年第1期63卷 134-142页

作者：高震国周铭奚高胜杨晓英王梓萌复旦大学环境科学与工程系上海200433

离子吸附型稀土尾矿中残留的大量硫酸铵浸矿剂随雨水淋滤进入周边环境,可造成矿区及周边土壤和水体严重污染。本研究通过实地采集稀土矿区土壤,开展室内一维土柱实验分别模拟浸矿过程和淋洗过程,并建立Hydrus-1D模型,评价该模型对稀土... 详细信息

离子吸附型稀土尾矿中残留的大量硫酸铵浸矿剂随雨水淋滤进入周边环境,可造成矿区及周边土壤和水体严重污染。本研究通过实地采集稀土矿区土壤,开展室内一维土柱实验分别模拟浸矿过程和淋洗过程,并建立Hydrus-1D模型,评价该模型对稀土矿浸矿和淋洗过程的模拟性能。Hydrus-1D模型的弥散度的率定值为0.5 cm,浸矿与淋洗过程的K d的率定值分别为0.07 cm^(3)/g和1.2 cm^(3)/g;在浸矿过程模拟中,4个观测孔模型的R^(2)为0.95~0.99,E_(RMS)为1.3~6.8 mmol/L;淋洗过程的R^(2)为0.93~0.98,E_(RMS)为0.2~1.6 mmol/L;Hydrus-1D能够较好模拟浸矿和淋洗过程中NH_(4)^(+)的迁移行为。示踪实验中Cl^(-)穿透耗时为30~90 min;浸矿实验中,4个观测孔达到吸附饱和耗时为60~150 min;淋洗实验中,4个观测孔的NH_(4)^(+)浓度低于检测限的耗时为360~540 min;土壤吸附作用对浸矿与淋洗过程中NH+4运移过程的影响显著。

关键词：离子吸附型稀土矿硫酸铵迁移行为土柱实验 Hydrus

生物慢滤系统处理微污染水体的试验研究:两种滤料的对比

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复旦学报（自然科学版） 2024年第2期63卷 276-290页

作者：王文喜熊楠杨晓英何坚复旦大学环境科学与工程系上海200433

滤料的特性是决定生物慢滤系统对各类污染物去除效果的主要因素之一,然而国内外在不同滤料的生物慢滤系统净化效能比较和微生物机制方面的研究十分有限。本研究选用石英砂和活性炭作为生物慢滤系统的滤料,比较了它们在污染物去除和微生... 详细信息

滤料的特性是决定生物慢滤系统对各类污染物去除效果的主要因素之一,然而国内外在不同滤料的生物慢滤系统净化效能比较和微生物机制方面的研究十分有限。本研究选用石英砂和活性炭作为生物慢滤系统的滤料,比较了它们在污染物去除和微生物群落方面的异同,并在滤料堵塞时开展了反冲洗实验。结果表明,两柱均需要26 d完成挂膜。挂膜完成后,活性炭柱对浊度、CODMn和氨氮的去除率分别为92.18%、65.53%和99.37%,而石英砂柱的去除率分别为91.89%、42.91%和98.87%,活性炭柱的去除率优于石英砂柱。在挂膜期间,石英砂柱和活性炭柱都出现了亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的积累现象。石英砂柱主要的优势菌群为A0839和Rhodobacter,而活性炭柱主要的优势菌群为Ramlibacter、Pseudomonas和Leptospirillum,从微生物群落的角度解释了活性炭柱对有机物和总氮的去除效果优于石英砂柱。活性炭滤料的穿透深度大于石英砂滤料,石英砂柱的滤料主要是前40 cm发生堵塞,而活性炭柱的滤料是前60 cm发生堵塞。在滤料膨胀系数为30%时,石英砂柱和活性炭柱的反冲洗强度分别为6.83 L·m^(-2)·s^(-1)、3.16 L·m^(-2)·s^(-1),活性炭柱的反冲洗水量比石英砂柱少了53.7%。本研究为农村地区慢滤系统滤料的选择提供了技术依据,为滤料的堵塞问题提供了经济可行的解决方案,为该技术在农村供水技术中的应用提供了技术支持。

关键词：微污染水生物慢滤滤料微生物群落挂膜

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深度学习颅骨重建和平面波经颅超声成像方法

声学学报 2024年第3期49卷 381-391页

作者：周江锦郭远洋周宸宸许凯亮复旦大学信息科学与工程学院生物医学工程系上海200438 复旦大学脑科学前沿科学中心上海200432 复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室上海201203

为解决颅骨声阻抗失配导致平面波经颅超声成像质量下降的问题,提出一种基于深度学习的颅骨重建技术,结合快速行进法可实现平面波经颅成像的相位畸变校正。根据人类颅骨CT图像设置颅骨形状进行数值仿真,颅骨重建的时间开销为0.97 s,基于... 详细信息

为解决颅骨声阻抗失配导致平面波经颅超声成像质量下降的问题,提出一种基于深度学习的颅骨重建技术,结合快速行进法可实现平面波经颅成像的相位畸变校正。根据人类颅骨CT图像设置颅骨形状进行数值仿真,颅骨重建的时间开销为0.97 s,基于重建结果计算平面波的走时平均相对误差约为0.25%,单点目标散射波走时平均相对误差约为0.76%。经颅仿体实验中,强回声点目标图像经过校正之后,平均位置偏移从1.42 mm减少为0.28 mm,半峰全宽从1.82 mm减少为0.99 mm;圆形目标图像经过校正后对比度噪声比从7.5 dB提升为9.8 dB,偏心率从0.31降低为0.24。以上结果表明,该方法能够准确计算经颅超声的走时并且显著改善成像的质量,可用于经颅脑超声成像的相位畸变校正。

关键词：平面波成像经颅超声相位畸变校正快速行进法深度学习

基于深度学习的林业害虫智能化检测方法研究进展

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世界林业研究 2024年第4期37卷 53-57页

作者：崔晓辰雷一东复旦大学环境科学与工程系

林业是我国重要的基础产业，能将生态效益、经济效益、社会效益集于一体。害虫暴发会对林业资源及生态安全造成极大威胁，给国家造成巨大经济损失。快速、准确、有效地检测林业害虫能够阻止病虫害的扩散蔓延，促进森林病虫害的综合治理... 详细信息

林业是我国重要的基础产业，能将生态效益、经济效益、社会效益集于一体。害虫暴发会对林业资源及生态安全造成极大威胁，给国家造成巨大经济损失。快速、准确、有效地检测林业害虫能够阻止病虫害的扩散蔓延，促进森林病虫害的综合治理，减轻对林业生产和生态环境建设的危害。深度学习方法的飞速发展促进了林业害虫检测精度的提高。文中概述了深度学习的发展进程，通过总结国内外关于深度学习方法在林业害虫智能化检测中的应用，探讨深度学习方法在实际应用过程中存在的问题，并展望其在林业害虫智能化检测方面的发展趋势，以期为林业害虫智能化检测发展提供参考。

关键词：深度学习目标检测林业害虫检测