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多智能体深度强化学习的图像特征分类方法

计算机工程与应用 2024年第7期60卷 222-228页

作者：张泽崴张建勋邹航李林南海重庆理工大学计算机科学与工程学院重庆400054

为解决在图像特征识别分类等机器学习任务中,存在输入图像数据复杂度过高且与部分数据与特征无关的问题,提出了一种多智能体深度强化学习的图像特征分类方法。将图像特征分类任务转化为一个部分可观测的马尔可夫决策过程。通过使用多个... 详细信息

为解决在图像特征识别分类等机器学习任务中,存在输入图像数据复杂度过高且与部分数据与特征无关的问题,提出了一种多智能体深度强化学习的图像特征分类方法。将图像特征分类任务转化为一个部分可观测的马尔可夫决策过程。通过使用多个移动的同构智能体去收集部分图像信息,并研究智能体如何形成对图像的局部理解并采取行动,以及如何从局部观察的图像中提取相关特征并分类,以此降低数据复杂性和过滤掉不相关数据。通过改进的值函数分解方法训练智能体策略网络,对环境的全局回报按照每个智能体的贡献进行拆分,解决智能体的信度分配问题。该方法在MNIST手写数字数据集和NWPU-RESISC45遥感图像数据集上进行了验证,相比基线算法能够学习到更加有效的联合策略,分类过程拥有更好的稳定性,同时精确率也有提升。

关键词：多智能体图像特征分类深度强化学习值函数分解

透明纤维素纳米丝/水性聚氨酯抗菌复合膜的制备及性能研究

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化工新型材料 2024年

作者：马维杨茜茜杨昱彤陆鑫任学宏常熟理工学院纺织服装与设计学院武汉纺织大学纺织科学与工程学院

采用乙醇作为溶剂，将高效抗菌组分N-卤胺抗菌剂1-氯-2， 2， 5， 5-四甲基-咪唑啉哃(MC)引入纤维素纳米丝/水性聚氨酯(CNF/WPU)复合膜体系，通过溶液浇筑法制备了透明CNF/WPU-MC抗菌复合膜，探讨了工艺条件对复合膜机械性能、外观形貌... 详细信息

采用乙醇作为溶剂，将高效抗菌组分N-卤胺抗菌剂1-氯-2， 2， 5， 5-四甲基-咪唑啉哃(MC)引入纤维素纳米丝/水性聚氨酯(CNF/WPU)复合膜体系，通过溶液浇筑法制备了透明CNF/WPU-MC抗菌复合膜，探讨了工艺条件对复合膜机械性能、外观形貌、氯含量、溶胀性、质量损失率的影响，并得出最佳工艺参数。在此基础上，研究了抗菌复合膜的结构、抗菌性能、存储稳定性等。结果表明，CNF/WPU-MC抗菌复合膜具有优异的吸湿性和机械性能，且能够在5 min接触时间内使接种的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌菌株失活，具有快速杀菌特性，可为包装用抗菌薄膜材料的研发及应用提供理论基础和科学依据。

关键词： N-卤胺纤维素纳米丝水性聚氨酯透明抗菌复合膜

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基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 281-288页

作者：王春东郭茹月天津理工大学计算机科学与工程学院天津300384

车联网使车辆能够传播信息,以提高交通安全和效率。然而,在不可信环境下,如何有效地实施信任评估并即时更新多个路边单元(RSU)之间一致的信任值仍是具有挑战性的问题。因此,提出了一种基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案。车辆... 详细信息

车联网使车辆能够传播信息,以提高交通安全和效率。然而,在不可信环境下,如何有效地实施信任评估并即时更新多个路边单元(RSU)之间一致的信任值仍是具有挑战性的问题。因此,提出了一种基于逻辑回归与区块链的车联网信任管理方案。车辆可以通过通信对方的历史行为,为其计算直接信任值和推荐信任值,并利用逻辑回归算法计算综合信任值,然后上传到附近的RSU,RSU将这些数据打包成一个区块。提出了基于权益证明(PoS)和实用拜占庭容错(PBFT)的混合共识机制,权益越大的RSUs更容易被选为矿工,并与授权的RSUs一起工作验证区块的正确性,使得信任值变化较大的区块能够即时发布。安全性分析及性能仿真表明该方案在计算和存储车辆信任值方面是有效可行的。

关键词：车联网区块链信任评估共识机制

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多尺度语义信息无监督山水画风格迁移网络

计算机工程与应用 2024年第4期60卷 258-269页

作者：周粤川张建勋董文鑫高林枫倪锦园重庆理工大学计算机科学与工程学院重庆400054

针对图像转换类的生成对抗网络在处理无监督风格迁移任务时存在的纹理杂乱、生成图像质量差的问题,基于循环一致性损失提出了循环矫正多尺度评估生成对抗网络。首先在网络架构的设计上,基于图像的三层语义信息提出了多尺度评估网络架构... 详细信息

针对图像转换类的生成对抗网络在处理无监督风格迁移任务时存在的纹理杂乱、生成图像质量差的问题,基于循环一致性损失提出了循环矫正多尺度评估生成对抗网络。首先在网络架构的设计上,基于图像的三层语义信息提出了多尺度评估网络架构,以此强化源域到目标域的迁移效果;其次在损失函数的改进上,提出了多尺度对抗损失以及循环矫正损失,用于以更严苛的目标引导模型的迭代优化方向,生成视觉质量更好的图片;最后为了预防模式崩溃的问题,在风格特征的编码阶段添加了注意力机制以提取重要的特征信息,在网络的各阶段引入ACON激活函数以加强网络的非线性表达能力,避免神经元坏死。实验结果表明,相比于CycleGAN、ACL-GAN,所提出方法在山水画风格迁移数据集上的FID值分别降低了21.80%和34.33%;为了验证模型的泛化能力,在Vangogh2Photo和Monet2Photo两个公开数据集上进行了泛化实验对比,FID值相比于两个对照网络分别降低了7.58%、18.14%和4.65%、6.99%。

关键词：无监督风格迁移生成对抗网络(GAN) 多尺度评估 CycleGAN

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果蝇嗅视神经通路研究综述

电子与信息学报 2024年第6期46卷 2335-2351页

作者：章盛郑胜男沈洁殷兴辉徐立中河海大学计算机与信息学院南京211100 南京工程学院计算机工程学院南京211167

果蝇嗅觉和视觉神经系统对于自然环境中嗅觉和视觉刺激具有高度的灵敏性,高灵敏的嗅视单模态感知决策和跨模态协同决策机制为仿生应用提供一定的启示作用。该文首先以果蝇嗅觉和视觉神经系统为基础,从嗅觉和视觉信号的捕获、加工、决策... 详细信息

果蝇嗅觉和视觉神经系统对于自然环境中嗅觉和视觉刺激具有高度的灵敏性,高灵敏的嗅视单模态感知决策和跨模态协同决策机制为仿生应用提供一定的启示作用。该文首先以果蝇嗅觉和视觉神经系统为基础,从嗅觉和视觉信号的捕获、加工、决策3个部分概述了果蝇嗅觉和视觉神经单模态感知决策生理机制与计算模型的研究现状,同时对果蝇嗅觉和视觉神经跨模态协同决策生理机制与计算模型进行阐述;然后对果蝇嗅觉和视觉的单模态感知和跨模态协同的典型仿生应用进行归纳;最后总结果蝇嗅视神经通路生理机制与计算建模当前面临的难题并展望未来发展趋势,为未来相关研究工作奠定了基础。

关键词：嗅觉神经系统视觉神经系统单模态感知决策跨模态协同决策仿生应用

加权核范数最小化和改进小波阈值函数的图像去噪算法

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国防科技大学学报 2024年第2期46卷 238-246页

作者：郭昕刚许连杰程超霍金花长春工业大学计算机科学与工程学院吉林长春130012

针对加权核范数最小化算法存在结构残余噪声以及无法较好地保持图像边缘结构的问题,提出基于加权核范数最小化和改进小波阈值函数的图像去噪算法。利用全变分模型对噪声图像进行初步去噪,使用噪声图像与初步去噪后的图像进行差分运算,... 详细信息

针对加权核范数最小化算法存在结构残余噪声以及无法较好地保持图像边缘结构的问题,提出基于加权核范数最小化和改进小波阈值函数的图像去噪算法。利用全变分模型对噪声图像进行初步去噪,使用噪声图像与初步去噪后的图像进行差分运算,对差分后得到的噪声残差图像使用改进的小波阈值函数去噪,将小波去噪后的残差图像与初步去噪图像叠加,将叠加后的图像使用基于残余噪声水平迭代的加权核范数最小化算法进行二次去噪。相较于当下主流去噪算法,经该算法处理后的图像的PSNR和SSIM值均有所提升,能够更好地保持图像的纹理结构,且在高噪声环境下效果更佳。

关键词：加权核范数小波变换噪声残差全变分

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重载列车紧急制动过程踏面轮廓变化定量预测

中国机械工程 2024年

作者：宋剑锋时迎港黄伟建赵琰淞董永刚常熟理工学院机械工程学院济南卷烟厂制丝车间燕山大学机械工程学院

重载列车紧急制动过程中，在制动温升、轮轨滚动摩擦以及轮瓦滑动摩擦综合作用下车轮踏面轮廓一直处于动态变化过程。为了定量预测车轮踏面轮廓形貌变化，首先利用ABAQUS软件完成热-机械耦合有限元仿真，求解制动过程中踏面瞬态温度分... 详细信息

重载列车紧急制动过程中，在制动温升、轮轨滚动摩擦以及轮瓦滑动摩擦综合作用下车轮踏面轮廓一直处于动态变化过程。为了定量预测车轮踏面轮廓形貌变化，首先利用ABAQUS软件完成热-机械耦合有限元仿真，求解制动过程中踏面瞬态温度分布、硬度分布以及热弹、塑性应变。基于Archard磨损模型利用Fortran语言对Abaqus子程序进行二次开发，在此基础上采用ALE技术和Umeshmotion子程序求解有限元模型中车轮踏面的磨损深度动态变化。最后综合塑性变形和磨耗的影响，得到冷却至室温后踏面形貌变化。结果表明：由于踏面塑性变形和轮轨磨损影响轮瓦接触状态，轮瓦磨损和轮轨磨损综合作用下磨损区域呈台阶状。在轴重25t，初速度为100km/h，制动距离600m的工况下，由于塑性变形和轮轨磨损的综合作用，轮轨接触斑中心最大凹陷深度约16μm，轮轨接触斑边缘凸起约5μm。

关键词：紧急制动热-机械耦合塑性变形磨损深度

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双变压器型串联谐振变换器全范围软开关设计

上海交通大学学报 2024年

作者：李翼男胡松李晓东陈武钟黎萍杨晴晴常熟理工学院电气与自动化工程学院东南大学电气工程学院澳门科技大学创新工程学院

为了解决双有源桥变换器(DAB)回流功率过大，轻载下失去零电压开关(ZVS)运行的问题，提出双变压器型串联谐振变换器(DTSRC)。该变换器采用双变压器结构，变压器两端所受电压应力减小。通过设计高频变压器变比系数k，DTSRC在轻载下能够... 详细信息

为了解决双有源桥变换器(DAB)回流功率过大，轻载下失去零电压开关(ZVS)运行的问题，提出双变压器型串联谐振变换器(DTSRC)。该变换器采用双变压器结构，变压器两端所受电压应力减小。通过设计高频变压器变比系数k，DTSRC在轻载下能够保证开关管实现ZVS运行，减小了变换器开关损耗。同时，采用最小电流轨迹(MCT)控制策略，二次侧实现同步整流，消除了回流功率，减小了变换器导通损耗。实验表明：DTSRC的开关管在全范围下满足ZVS运行，整体运行效率超过90%。

关键词：串联谐振变换器零电压开关最小电流开关损耗导通损耗

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二维码掩膜下的稀疏对抗补丁攻击

中国图象图形学报 2024年第7期29卷 1889-1901页

作者：叶乙轩杜侠陈思朱顺痣严严厦门理工学院计算机与信息工程学院厦门361024 厦门大学信息学院厦门361005

目的传统的基于对抗补丁的对抗攻击方法通常将大量扰动集中于图像的掩膜位置,然而要生成难以察觉的扰动在这类攻击方法中十分困难,并且对抗补丁在人类感知中仅为冗余的密集噪声,这大大降低了其迷惑性。相比之下,二维码在图像领域有着... 详细信息

目的传统的基于对抗补丁的对抗攻击方法通常将大量扰动集中于图像的掩膜位置,然而要生成难以察觉的扰动在这类攻击方法中十分困难,并且对抗补丁在人类感知中仅为冗余的密集噪声,这大大降低了其迷惑性。相比之下,二维码在图像领域有着广泛的应用,并且本身能够携带附加信息,因此作为对抗补丁更具有迷惑性。基于这一背景,本文提出了一种基于二维码掩膜的对抗补丁攻击方法。方法首先获取目标模型对输入图像的预测信息,为提高非目标攻击的效率,设定伪目标标签。通过计算能够远离原标签同时靠近伪目标标签的梯度噪声,制作掩膜将扰动噪声限制在二维码的有色区域。同时,本文利用基于Lp-Box的交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)算法优化添加扰动点的稀疏性,在实现高效攻击成功率的条件下保证二维码本身携带的原有信息不被所添加的密集高扰动所破坏,最终训练出不被人类察觉的对抗补丁。结果使用ImageNet数据集分别在Inception-v3及ResNet-50(residual networks-50)模型上进行对比实验,结果表明,本文方法在非目标攻击场景的攻击成功率要比基于L∞的快速梯度符号法(fast gradient sign method,FGSM)、DeepFool和投影梯度下降(projected gradient descent,PGD)方法分别高出8.6%、14.6%和4.6%。其中,对抗扰动稀疏度L0和扰动噪声值在L2、L1、L∞范数指标上对比目前典型的攻击方法均取得了优异的结果。对于量化对抗样本与原图像的相似性度量,相比FSGM方法,在峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)和相对整体维数综合误差(erreur relative globale adimensionnelle de synthèse,ERGAS)指标上,本文方法分别提高4.82 dB和576.3,并在可视化效果上实现真正的噪声隐蔽。同时,面对多种先进防御算法时,本文方法仍能保持100%攻击成功率的高鲁棒性。结论本文提出的基于二维码掩膜的对抗补丁攻击方法于现实攻击场景中更具合理性,同时采用稀疏性算法保护二维码自身携带信息,从而生成更具迷惑性的对抗样本,为高隐蔽性对抗补丁的研究提供了新思路。

关键词：对抗补丁稀疏噪声图像分类二维码非目标攻击