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周期驱动谐振子的一种非厄米哈密顿和经典-量子对应

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第6期54卷 151-158页

作者：辛俊丽马紫微黄丽运城学院物理与电子工程系运城044000 山西省光电信息科学与技术实验室运城044000

本文构造一非幺正厄米变换算符和广义规范变换,定义了非厄米哈密顿算符双正交基矢的度规算符,证明了周期驱动谐振子的一种非厄米哈密顿是赝厄米哈密顿算符;从双含时薛定谔方程出发将其厄米化,从而得到其解析量子波函数;基于经典正则变换... 详细信息

本文构造一非幺正厄米变换算符和广义规范变换,定义了非厄米哈密顿算符双正交基矢的度规算符,证明了周期驱动谐振子的一种非厄米哈密顿是赝厄米哈密顿算符;从双含时薛定谔方程出发将其厄米化,从而得到其解析量子波函数;基于经典正则变换,得到非厄米哈密顿的经典对应;将系统演化一个周期,得到量子LR相和经典角变化率,以及它们之间的对应关系.本文通过对周期驱动谐振子非厄米哈密顿的分析,得出结论:哈密顿算符的厄米性是其有实数本征值的充分,但非必要条件,非厄米哈密顿算符都可以通过构造一非幺正的厄米变换算符和广义规范变换得到其厄米对应,此结论为研究非厄米系统提供了一种新思路.

关键词：非厄米哈密顿广义规范变换经典-量子对应

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基于视觉融合的大米外观质量检测系统研究

中国粮油学报 2024年

作者：叶康磊王粤沈雨健黄丽萍钟舒微浙江工商大学信息与电子工程学院

民以食为天，大米质量的好坏关乎民生健康。近年来，在基于视觉处理的大米外观质量检测研究中，针对粘连米粒的分割以及垩白米粒的识别分别引起了研究者们的关注，但如何精准地进行这两种不同类型的分割并将分割结果进行处理和融合，进... 详细信息

民以食为天，大米质量的好坏关乎民生健康。近年来，在基于视觉处理的大米外观质量检测研究中，针对粘连米粒的分割以及垩白米粒的识别分别引起了研究者们的关注，但如何精准地进行这两种不同类型的分割并将分割结果进行处理和融合，进而提供一个完整的大米外观质量检测系统还未见报道。基于此，本文首先提出了一个基于视觉融合的大米外观质量检测模型，该模型包括米粒轮廓线分割、米粒垩白区域分割、后处理三个模块。其次，在此模型的基础上，本文还设计了一个自动检测系统，不仅能直接计算受检大米的垩白度、垩白粒率、碎米率、黄米率等指标，还能可视化检测结果。实验结果表明，本文提出的模型可以在像素级分割的基础上，实现大米外观质量的完整检测，对米粒垩白度、垩白粒率、碎米率和黄米率的平均识别准确率可分别达到94.5%、96.3%、97.9%和95.%。

关键词：大米外观质量视觉融合轮廓线垩白粘连

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面向图数转化的曲线提取与细化神经网络

中国图象图形学报 2024年第4期29卷 1030-1040页

作者：周其当刘春晓吕金龙冯才博浙江工商大学信息与电子工程学院杭州310018 浙江工商大学计算机科学与技术学院杭州310018

目的曲线图是数据呈现的重要形式,但在没有原始数据的情况下难以查询其中的具体数值。现有的图数转化算法需要大量的人工辅助操作去除图表中网格线等干扰,具有机械重复性且需大量人力的缺点。另外,图像压缩与缩放等攻击会降低图像质量... 详细信息

目的曲线图是数据呈现的重要形式,但在没有原始数据的情况下难以查询其中的具体数值。现有的图数转化算法需要大量的人工辅助操作去除图表中网格线等干扰,具有机械重复性且需大量人力的缺点。另外,图像压缩与缩放等攻击会降低图像质量,导致图数转化的准确度进一步降低。为了解决上述问题,本文提出了一个基于曲线提取与细化神经网络的图数转化算法。方法首先,提出了基于侧结构引导与拉普拉斯卷积的曲线提取神经网络(side structure guidance and Laplace convolution based curve extraction neural network,SLCENet),以轻量化的模型解决了现有曲线提取方法中的池化操作导致的边界模糊问题,提高了曲线提取的准确度。其次,为了减小曲线线宽对图数转化造成的误差,并平衡计算复杂度和准确度,设计了10个能够反映曲线走势的特征,提出了基于曲线走势特征和多层感知机的曲线细化方法(curve trend features and MLP based curve thinning method,CMCT),实现了曲线细化的高精度。最后,利用PaddleOCR(paddle optical character recognition)定位并识别坐标轴上的坐标标签,建立起坐标轴坐标与像素坐标的变换关系,通过坐标变换完成图数转化任务。结果在曲线提取方面,本文方法 SLCENet的全局最优阈值指标(optimal dataset scale,ODS)达到了0.985,在分辨率为640×480像素的图像上的运行速度达到了0.043 s/幅,在兼顾曲线提取准确度和运行速度的情况下达到了最好的性能。在图数转化方面,本文方法的归一化均值误差(normalized mean error,NME)达到了0.79,运行速度达到了0.83 s/幅。结论提出的方法实现了全自动高精度的图数转化目标。与现有方法相比,在保持较小计算量的情况下兼具准确度高和运行速度快的特点,摆脱了图数转化需要大量人工交互辅助的限制。

关键词：曲线图数据转化曲线提取曲线细化拉普拉斯卷积卷积神经网络(CNN)

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三维注意力增强的暴力场景检测算法

西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 114-124页

作者：丁昕苗王家兴郭文山东工商学院信息与电子工程学院山东烟台264005

为了提升互联网多媒体内容安全检测能力,有效过滤不良信息,提出了一种基于三维注意力增强的视频暴力内容检测算法。该算法以3D-DenseNet为骨干网络,首先利用P3D提取低层次的时空特征信息;其次引入SimAM注意力模块计算通道-空间注意力,... 详细信息

为了提升互联网多媒体内容安全检测能力,有效过滤不良信息,提出了一种基于三维注意力增强的视频暴力内容检测算法。该算法以3D-DenseNet为骨干网络,首先利用P3D提取低层次的时空特征信息;其次引入SimAM注意力模块计算通道-空间注意力,增强帧画面重点区域信息;然后设计了时域注意力加强的过渡层突出重点时序信息,如此形成通道-空间-时间三维注意力,提升暴力场景检测性能。实验结果显示,算法在内容单一的小规模暴力行为检测数据集Hockey和Movies上准确率分别达到了98.75%和100%,在内容多样的大规模数据集RWF-2000上达到了89.25%,综合性能优于同类算法,验证了算法的有效性;在长视频的暴力内容定位实验中,算法在VSD2014数据集上相较同类算法也取得了更好的检测效果,证明了算法在暴力内容检测方面的泛化能力。

关键词：暴力检测深度学习注意力机制模式识别 P3D 3D-DenseNet

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结合图像块比较与残差图估计的人脸伪造检测

中国图象图形学报 2024年第2期29卷 457-467页

作者：冯才博刘春晓王昱烨周其当浙江工商大学计算机科学与技术学院杭州310018 浙江工商大学信息与电子工程学院杭州310018

目的由于不同伪造类型样本的数据分布差距较大,现有人脸伪造检测方法的准确度不够高,而且泛化性能差。为此,本文引入“图像块归属纯净性”和“残差图估计可靠性”的概念,提出了基于图像块比较和残差图估计的人脸伪造检测方法。方法除... 详细信息

目的由于不同伪造类型样本的数据分布差距较大,现有人脸伪造检测方法的准确度不够高,而且泛化性能差。为此,本文引入“图像块归属纯净性”和“残差图估计可靠性”的概念,提出了基于图像块比较和残差图估计的人脸伪造检测方法。方法除了骨干网络,本文的人脸伪造检测神经网络主要由纯净图像块比较模块和可靠残差图估计模块两部分组成。为了避免在同时包含人脸和背景像素的图像块上提取的混杂特征对于图像块比较的干扰,纯净图像块比较模块中选择只包含人脸像素的纯净人脸图像块和只包含背景像素的纯净背景图像块,通过比较两种图像块纯净特征之间的差异来检测伪造图像,图像块的纯净性保障了特征提取的纯净性,从而提高了特征比较的鲁棒性。考虑到靠近伪造边缘的像素比远离伪造边缘的像素具有较高的残差估计准确度,本文在可靠残差图估计模块中根据像素到伪造边缘的距离设计了一个距离场加权的残差损失来引导网络的训练过程,使网络重点关注输入图像与对应真实图像在伪造边缘附近的差异,对于可靠信息的关注进一步增强了伪造检测的鲁棒性。结果在FF++(FaceForensics++)数据集上的测试结果显示:与对比算法中性能最好的F2Trans-B相比,本文方法的准确率和AUC(area under the ROC curve)指标分别提高了2.49%和3.31%,在FS(FaceSwap)与F2F(Face2Face)两种伪造数据上的准确率指标分别提高了6.01%和3.99%。在泛化性能方面,与11种已有方法在交叉数据集上的测试结果显示:本文方法与其中性能最好的方法相比,在CDF(Celeb-DF)数据集上的视频AUC指标和图像AUC指标分别提高了1.85%和1.03%。结论与对比方法相比,由于提高了特征信息的纯净性和可靠性,本文提出的人脸图像伪造检测模型的泛化能力和准确率优于对比方法。

关键词：人脸图像伪造检测深度伪造多任务学习泛化性能像素级监督卷积神经网络

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硅基集成光开关阵列的高速驱动控制电路设计

浙江大学学报（工学版） 2024年第2期58卷 325-333页

作者：张毅远武雅婷米光灿黄莹储涛浙江大学信息与电子工程学院浙江杭州310027 华为技术有限公司广东东莞523145

通过分析光开关单元的物理结构,提出等效电学模型,用于模拟光开关单元的瞬态响应.基于该模型,针对光开关阵列设计高速驱动控制电路,结合仿真探究电压尖峰对光开关单元瞬态响应的影响.系统测试结果表明,驱动电路施加的电压信号的上升/下... 详细信息

通过分析光开关单元的物理结构,提出等效电学模型,用于模拟光开关单元的瞬态响应.基于该模型,针对光开关阵列设计高速驱动控制电路,结合仿真探究电压尖峰对光开关单元瞬态响应的影响.系统测试结果表明,驱动电路施加的电压信号的上升/下降时间为1.7/1.6 ns,能够满足高速光开关纳秒级切换速度的需求.在该驱动电路的配合下,光开关阵列的切换时间为2.1~5.9 ns,实现了较先进的高速光交换系统.

关键词：光通信光互连硅基光子学硅基光开关驱动控制电路

基于四元数扩展的RSA算法的全息光通信系统（英文）

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年第3期 338-343页

作者：杨鹏韩建宁太原工业学院电子工程系中北大学信息与通信工程学院

针对目前水下光通信安全难题，提出了一种具有高速、多维、大容量等诸多优点的新型全息光学加密系统。该系统将光学传播波长λ和傅里叶透镜焦距f作为构建安全数据传输、实现加密和解密过程的关键秘钥。为确保发送方和接收方数据传输的... 详细信息

针对目前水下光通信安全难题，提出了一种具有高速、多维、大容量等诸多优点的新型全息光学加密系统。该系统将光学传播波长λ和傅里叶透镜焦距f作为构建安全数据传输、实现加密和解密过程的关键秘钥。为确保发送方和接收方数据传输的安全性，基于三维四元数函数实现了扩展RSA(Extended RSA, ERSA)的加密过程。最后，采用Pollard’s Rho方法评估了RSA算法和ERSA算法的安全性。结果表明，针对不安全声信道上传输消息的不可预测性和复杂性问题，ERSA算法加密比RSA算法加密具有更高的安全性。

关键词：全息术四元数傅里叶透镜扩展RSA Pollard’s rho方法

基于四元数扩展的RSA算法的全息光通信系统研究(英文)

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年

作者：杨鹏韩建宁太原工业学院电子工程系中北大学信息与通信工程学院

针对目前水下光通信安全难题，提出了一种具有高速、多维、大容量等诸多优点的新型全息光学加密系统。该系统采用光学传播波长λ和傅里叶透镜焦距f为构建安全数据传输，实现加密和解密过程的关键秘钥。同时为了确保发送方和接收方数据... 详细信息

针对目前水下光通信安全难题，提出了一种具有高速、多维、大容量等诸多优点的新型全息光学加密系统。该系统采用光学传播波长λ和傅里叶透镜焦距f为构建安全数据传输，实现加密和解密过程的关键秘钥。同时为了确保发送方和接收方数据传输的安全性，针对RSA算法使用三维的四元数函数实现了扩展ERSA的加密过程。最后，采用Pollard’s Rho方法对所提ERSA算法和传统RSA算法的安全性进行了评估。结果表明，针对在不安全的声信道上传输消息的不可预测性和复杂性，采用ERSA算法加密比RSA具有更高的安全性。

关键词：全息术四元数傅里叶透镜 ERSA Pollard’s Rho

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一种K波段高性能正交五倍频器

半导体技术 2024年第7期49卷 648-653页

作者：汤思达蔡孟冶无锡学院电子信息工程学院电子科学与微电子工程系江苏无锡214105 江南大学物联网工程学院电子工程系先进技术研究院江苏无锡214122

基于90 nm CMOS工艺制作了一种K波段高性能五倍频器。该五倍频器电路由正交再生分频器、单平衡混频器和三倍频器级联组成。使用电流可再生技术设计了正交再生分频器,有效降低了系统的整体功耗,使用吉尔伯特混频器电路结构提高了转换增... 详细信息

基于90 nm CMOS工艺制作了一种K波段高性能五倍频器。该五倍频器电路由正交再生分频器、单平衡混频器和三倍频器级联组成。使用电流可再生技术设计了正交再生分频器,有效降低了系统的整体功耗,使用吉尔伯特混频器电路结构提高了转换增益。整体电路具有正交输入/输出、输出功率高、谐波抑制度高的优点。测试结果表明,该五倍频器的-3 dB频率范围为24~26.2 GHz,在输入功率为3.9 dBm时,转换增益为-3.34 dB。输出信号的最大相位误差为2.398°,直流功耗为14.83 mW,芯片面积约为0.99 mm^(2)。

关键词： CMOS 五倍频器 K波段谐波抑制正交输入/输出