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一种基于语义引导和对比学习的战场图像去烟算法

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兵工学报 2024年第2期45卷 671-683页

作者：熊佳梅王永振燕雪峰魏明强南京航空航天大学计算机科学与技术学院江苏南京211106 软件新技术与产业化协同创新中心江苏南京210093

烟雾作为现代战争中最常见的作战产物,不可避免地会降低作战场景的可视性,进而影响下游军事智能系统的性能,因此对含烟图像进行复原处理非常重要,现有算法通常忽略图像中高阶的语义信息和降质图像本身都可以为提高网络去烟能力提供有价... 详细信息

烟雾作为现代战争中最常见的作战产物,不可避免地会降低作战场景的可视性,进而影响下游军事智能系统的性能,因此对含烟图像进行复原处理非常重要,现有算法通常忽略图像中高阶的语义信息和降质图像本身都可以为提高网络去烟能力提供有价值的监督信息。为此,提出一种基于语义引导和对比学习的生成对抗网络来去除战场图像中的烟雾。通过在低阶视觉任务中融入高阶语义特征,将语义信息作为引导帮助网络更好地恢复图像的结构和色彩信息;利用对比学习范式将清晰和含烟图像构建为正、负样本,并采用对比约束使去烟后的图像与清晰图像接近,并远离含烟图像。此外,为模拟真实的战场含烟场景,首次构建一套含烟战场数据集,推进了相关研究的发展。实验结果表明,与现有图像去烟算法相比,所提方法在定量和定性指标上均达到了先进水平。

关键词：军事智能图像去烟生成对抗网络语义引导对比学习注意力机制

面向真实战场环境的Transformer-CNN多特征聚合图像去雾算法

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兵工学报 2024年第4期45卷 1070-1081页

作者：王永振童鸣燕雪峰魏明强南京航空航天大学计算机科学与技术学院江苏南京210016 软件新技术与产业化协同创新中心江苏南京210093

军事智能系统的发展对现代战争的作战方式和制胜机理产生重大影响,然而这些系统容易受到雾霾等天气的影响导致获取的图像出现模糊、退化等问题,给后续识别、追踪等作战任务带来挑战,因此对战场含雾图像进行复原非常重要。鉴于获取同一... 详细信息

军事智能系统的发展对现代战争的作战方式和制胜机理产生重大影响,然而这些系统容易受到雾霾等天气的影响导致获取的图像出现模糊、退化等问题,给后续识别、追踪等作战任务带来挑战,因此对战场含雾图像进行复原非常重要。鉴于获取同一场景下的含雾、清晰图像对难度极大,现有网络大都采用合成数据进行训练;但真实雾图和合成雾图之间的间隙,会导致在合成数据下训练的模型在真实场景中泛化性差。为此,提出一种面向真实战场环境的自注意力模型-卷积神经网络(Transformer-Convolutional Neural Network,Transformer-CNN)多特征聚合图像去雾算法。采用半监督框架,利用合成和真实战场含雾图像训练网络,使模型能够更好地应对真实含雾场景。采用双分支特征聚合架构,将CNN分支提取的局部特征和Transformer分支学习的全局特征进行聚合,以进一步提高模型去雾能力。为模拟真实战场含雾场景,构建了一套含雾战场图像数据集。实验结果表明,与8种最先进的图像去雾算法相比,所提算法在合成数据和真实图像上均表现良好。

关键词：军事智能图像去雾半监督网络 Transformer-CNN 特征聚合

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藿香腺鳞挥发油积累规律及其生物合成的机制研究

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中国中药杂志 2024年第1期49卷 62-69页

作者：舒娟贾聪玲党静洁梁亚芳李秋娟吴啟南刘潺潺南京中医药大学药学院江苏南京210023 江苏省中药资源产业化过程协同创新中心江苏南京210023 中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程研究中心江苏南京210023

挥发油作为藿香的药效成分,积累并储藏在腺鳞中。以胡薄荷酮型藿香的叶片为材料,对藿香不同生长时期的叶片进行形态学观察,并通过GC-MS检测分析腺鳞中的挥发油成分。同时采用qRT-PCR技术测定挥发油中单萜生物合成途径中关键酶基因的相... 详细信息

挥发油作为藿香的药效成分,积累并储藏在腺鳞中。以胡薄荷酮型藿香的叶片为材料,对藿香不同生长时期的叶片进行形态学观察,并通过GC-MS检测分析腺鳞中的挥发油成分。同时采用qRT-PCR技术测定挥发油中单萜生物合成途径中关键酶基因的相对表达量。结果表明,藿香腺鳞的密度呈现先下降后趋于平稳的趋势。随着藿香叶片的不断生长,腺鳞中胡薄荷酮的相对含量由79.26%降至3.94%(89.97%~41.44%),而异薄荷酮的相对含量则由2.43%上升至77.87%(0.74%~51.01%),其他成分的变化相对不明显。单萜类成分相对含量与其关键酶基因相对表达量的相关性分析表明,薄荷酮、异薄荷酮的相对含量与胡薄荷酮还原酶(PR)的相对表达量存在显著的相关性(r>0.6,P<0.01)。综上所述,该研究揭示了藿香腺鳞内含物的主要成分的积累规律及其生物合成关键酶基因的表达规律,为藿香药材合适采收时期的确定及质量控制提供了科学依据和数据支撑,并初步揭示藿香中以胡薄荷酮和异薄荷酮为主的单萜类成分的生物合成机制,为后续研究藿香中单萜类成分合成积累的分子机制的深入研究奠定基础。

关键词：藿香腺鳞挥发油生物合成

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冬小麦越冬期壮苗评价方法与指标研究进展

应用生态学报 2024年第2期35卷 555-563页

作者：蔡洪梅王菲菲王捧娜唐志伟黄伟祥郑宝强李金才陈翔安徽农业大学农学院合肥230036 江苏省现代作物生产协同创新中心南京210095

全球气候变化带来的冬前极端气候灾害已严重影响小麦的壮苗形成。培育壮苗是实现小麦高产高效优质的前提。小麦壮苗培育主要与种子质量、秸秆还田质量、整地质量、播种质量、水肥运筹以及气象因子等密切相关。实际生产中影响小麦壮苗培... 详细信息

全球气候变化带来的冬前极端气候灾害已严重影响小麦的壮苗形成。培育壮苗是实现小麦高产高效优质的前提。小麦壮苗培育主要与种子质量、秸秆还田质量、整地质量、播种质量、水肥运筹以及气象因子等密切相关。实际生产中影响小麦壮苗培育的首要因素是种子质量和耕作措施,其优劣决定了小麦出苗的质量;其次是气象因子,决定了小麦幼苗的生长速度和光合生产。前人就小麦壮苗培育与苗情评价已进行了大量的研究。本文重点从冬小麦壮苗评价方法与指标、评价标准的历史变迁以及培育壮苗的主要技术措施4个方面进行对比与总结分析,并对未来小麦壮苗培育与评价方法进行展望,旨在推动冬小麦壮苗评价方法的进一步完善,促进冬小麦幼苗的分类管理、精准指导与精细服务,实现科技壮苗。

关键词：冬小麦壮苗评价方法评价指标技术措施

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R语言程序包依赖关系与更新情况的实证研究

计算机科学 2024年第6期51卷 1-11页

作者：程弘正杨文华南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106 软件新技术与产业化协同创新中心南京210023

作为一款统计分析和统计制图的优秀工具,R在统计分析和人工智能领域得到了广泛应用,并且拥有丰富的开源生态系统,相关R语言程序包(R包)的数量也在持续增长。R包开发模式的特征,即新开发R包往往通过引入已有的R包来实现功能,导致R包之间... 详细信息

作为一款统计分析和统计制图的优秀工具,R在统计分析和人工智能领域得到了广泛应用,并且拥有丰富的开源生态系统,相关R语言程序包(R包)的数量也在持续增长。R包开发模式的特征,即新开发R包往往通过引入已有的R包来实现功能,导致R包之间的依赖关系非常复杂,甚至出现依赖冲突。而引起此问题的原因除了依赖关系外,还有R包的更新。为了了解现有R包的发展现状,需要对R包的依赖和更新情况进行深入实证研究。但已有关于R的实证研究关注的主要是整个R生态系统,没有专门针对R包的依赖和更新的具体分析。为了弥补这一空缺,基于CRAN与GitHub上的数据对常用R包的依赖关系、包的更新情况、存在的依赖冲突隐患以及R包的依赖更新情况4方面展开了详细分析。发现R包之间的依赖关系复杂、每个包依赖的包的数量普遍较多但依赖集中于一部分R包,虽然常用R包的更新频率较快,但其中依然存在不少依赖间的冲突(不一致);同时,还对这些R包的依赖冲突进行了检测和分类。实证研究结果能够让R开发者和使用者更加了解R包的发展现状,同时提供了一些可以帮助R包的开发者在开发过程中避免隐患的建议,总结了研究者在R包依赖和更新相关问题上可以进一步探究的方向。

关键词： R包实证研究依赖更新依赖冲突

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模态间匹配学习的高光谱和激光雷达联合分类

遥感学报 2024年第1期28卷 154-167页

作者：杭仁龙孙瑜刘青山南京信息工程大学计算机学院南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

如何有效地提取和融合不同模态的特征是高光谱图像和激光雷达数据联合分类的关键。近年来,得益于深度学习强大的特征学习能力,其在高光谱图像和激光雷达数据联合分类领域受到了越来越多的关注。然而,现有的深度学习模型大多基于监督学... 详细信息

如何有效地提取和融合不同模态的特征是高光谱图像和激光雷达数据联合分类的关键。近年来,得益于深度学习强大的特征学习能力,其在高光谱图像和激光雷达数据联合分类领域受到了越来越多的关注。然而,现有的深度学习模型大多基于监督学习的模式,分类性能依赖标注样本的数量和质量。为此,本文提出了一种基于模态间匹配学习的联合分类方法,充分利用未标注样本的信息,减少对标注信息的依赖性。具体而言,本文首先通过高光谱图像和激光雷达数据之间的匹配关系和KMeans聚类算法,构造模态匹配标签。然后,利用该标签训练含有多个卷积层的匹配学习网络。该网络由两个并行分支构成,每个分支负责提取单个模态的特征。最后,以该网络为基础,构造高光谱图像和激光雷达数据联合分类模型。该模型的参数由匹配学习网络进行初始化,因而只需要少量标注样本进行微调即可达到理想的分类效果。为了验证本文方法的有效性,在Houston和MUUFL两个常用的高光谱图像和激光雷达数据联合分类数据集上进行了大量的实验。实验结果表明,与已有的分类模型相比,本文方法能够获得更高的分类性能。

关键词：遥感图像高光谱图像激光雷达数据深度学习匹配学习联合分类

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多线程C程序内存安全性动态分析方法

计算机科学 2024年第S1期51卷 791-796页

作者：严瑞陈哲南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106 软件新技术与产业化协同创新中心南京210023

随着软件结构越来越复杂以及其要求更高级别的并发量,出现了越来越多的多线程程序,同时C语言程序缺乏检测其内存安全的能力,进而导致C语言实现的程序可能会存在较多的隐藏漏洞,因此对多线程C程序的内存安全检测尤为的重要。较为前沿且... 详细信息

随着软件结构越来越复杂以及其要求更高级别的并发量,出现了越来越多的多线程程序,同时C语言程序缺乏检测其内存安全的能力,进而导致C语言实现的程序可能会存在较多的隐藏漏洞,因此对多线程C程序的内存安全检测尤为的重要。较为前沿且可靠的检测内存安全的技术主要为动态分析技术,且现在对于多线程C程序内存安全检测的工具不是特别完善,错误检测不完全,性能不是很高。因此提出了基于指针的动态分析技术,同时结合无锁技术、源代码插桩技术实现了工具Movec来对多线程C程序的内存安全性进行检测,并且选取专业测试集来进行实验,验证了本工具对于多线程C程序检测内存安全是有效的,检测的错误更多且性能较为优秀。

关键词：多线程内存安全动态分析源代码插桩

药用植物资源多糖类成分相对分子质量与其功效关联性的分析与展望

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中国中药杂志 2024年第5期49卷 1186-1195页

作者：姚安妮汤燕罗大英李张涵杨正兰王珺姝包纯洁段嘉伦南京中医药大学中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程中心江苏省中药资源产业化过程协同创新中心江苏省方剂高技术研究重点实验室江苏南京210023 南京中医院大学医学院·整合医学学院江苏南京210023

药用植物多糖是从药用植物中提取得到的一种高分子多聚物。从结构上看,它是由不同单糖以糖苷键形式连接形成的复杂长链,一般具有直链和支链结构,且相对分子质量变化幅度较大。现代研究显示,药用植物资源多糖类成分的生物活性与其相对分... 详细信息

药用植物多糖是从药用植物中提取得到的一种高分子多聚物。从结构上看,它是由不同单糖以糖苷键形式连接形成的复杂长链,一般具有直链和支链结构,且相对分子质量变化幅度较大。现代研究显示,药用植物资源多糖类成分的生物活性与其相对分子质量大小密切相关。该研究梳理了不同相对分子质量药用植物资源多糖类成分的制备途径和检测方法,总结并分析了不同相对分子质量药用植物多糖功效与其相对分子质量关联性的一般经验。作者认为高相对分子质量多糖(>100 kDa)主要在免疫调节方面起主导作用;中等相对分子质量多糖(10~100 kDa)在免疫调节、保护肝脏等方面起主导作用;低相对分子质量多糖(化、调节肠道菌群、调节血糖血脂、抗疲劳、保护神经等方面起主导作用。因此,以相对分子质量为依据精细开发药用植物多糖,有望提高其生物活性与应用价值。

关键词：药用植物资源多糖相对分子质量功效关联性

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求解最小公倍数问题的量子安全多方计算协议

计算机学报 2024年第6期47卷 1393-1412页

作者：李子贤刘文杰南京信息工程大学软件学院南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 江苏省先进计算与智能服务工程研究中心南京210044

最小公倍数是解决很多数学问题的基础工具,在隐私保护的情况下如何对其进行多方协同计算具有一定的研究价值.部分经典安全多方计算协议虽然能够求解该问题,但计算复杂度为指数级.本文通过将最小公倍数问题转化为求多个周期函数的连接函... 详细信息

最小公倍数是解决很多数学问题的基础工具,在隐私保护的情况下如何对其进行多方协同计算具有一定的研究价值.部分经典安全多方计算协议虽然能够求解该问题,但计算复杂度为指数级.本文通过将最小公倍数问题转化为求多个周期函数的连接函数的周期,提出了一个基于量子周期查找算法的最小公倍数协议,将复杂度降为多项式级.在协议中,发起方对每个参与方发送一个粒子.每个参与方对粒子施加一个Oracle操作,其中Oracle函数的周期即各自的私有整数.然后,发起方通过运行量子周期查找算法来计算出连接函数的周期,即各自整数的最小公倍数.为了防御共谋和伪造攻击,采用星-环混合拓扑结构对粒子发送方进行诚实性检验.由于量子周期查找算法存在一定的失败概率,设计了一个量子匿名输出检验协议来检验最小公倍数结果的正确性.安全性分析表明了该协议在恶意模型下具有无条件安全性,且协议的计算复杂度和通信复杂度分别为O(n^(3)m^(2)log(nm))和O(n^(2)mlog(nm)),均为多项式级.此外,该协议具有较好的扩展性,可应用于安全多方最大公约数计算、有理数求和、最值计算等问题.

关键词：量子计算量子信息安全多方计算最小公倍数量子周期查找算法匿名输出检验隐私计算