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基于最大−最小策略的纵向联邦学习隐私保护方法

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自动化学报 2024年第7期50卷 1373-1388页

作者：李荣昌刘涛郑海斌陈晋音刘振广纪守领浙江工业大学信息工程学院杭州310023 浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023 浙江工业大学网络空间安全研究院杭州310023 浙江大学网络空间安全学院杭州310007 浙江大学计算机科学与技术学院杭州310007

纵向联邦学习(Vertical federated learning,VFL)是一种新兴的分布式机器学习技术,在保障隐私性的前提下,利用分散在各个机构的数据实现机器学习模型的联合训练.纵向联邦学习被广泛应用于工业互联网、金融借贷和医疗诊断等诸多领域中,... 详细信息

纵向联邦学习(Vertical federated learning,VFL)是一种新兴的分布式机器学习技术,在保障隐私性的前提下,利用分散在各个机构的数据实现机器学习模型的联合训练.纵向联邦学习被广泛应用于工业互联网、金融借贷和医疗诊断等诸多领域中,因此保证其隐私安全性具有重要意义.首先,针对纵向联邦学习协议中由于参与方交换的嵌入表示造成的隐私泄漏风险,研究由协作者发起的通用的属性推断攻击.攻击者利用辅助数据和嵌入表示训练一个攻击模型,然后利用训练完成的攻击模型窃取参与方的隐私属性.实验结果表明,纵向联邦学习在训练推理阶段产生的嵌入表示容易泄漏数据隐私.为了应对上述隐私泄漏风险,提出一种基于最大−最小策略的纵向联邦学习隐私保护方法(Privacy preservation method for vertical federated learning based on max-min strategy,PPVFL),其引入梯度正则组件保证训练过程主任务的预测性能,同时引入重构组件掩藏参与方嵌入表示中包含的隐私属性信息.最后,在钢板缺陷诊断工业场景的实验结果表明,相比于没有任何防御方法的VFL,隐私保护方法将攻击推断准确度从95%下降到55%以下,接近于随机猜测的水平,同时主任务预测准确率仅下降2%.

关键词：纵向联邦学习属性推断攻击隐私保护最大−最小策略工业互联网

基于一体化结构光纤加速度计的三维光纤矢量水听器

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声学学报 2024年

作者：陈毅刘飞佟昊阳李文静金晓峰徐平浙江大学信息与电子工程学院杭州应用声学研究所北京科技大学计算机与通信工程学院

提出了一种基于一体化结构光纤加速度计的同振式三维光纤矢量水听器。利用质量-弹簧系统的一体化结构设计及其工作原理，研制了基于一体化结构的光纤加速度计。在此基础上，采用推挽式结构和6只光纤加速度计，设计制作了一只同振式三维... 详细信息

提出了一种基于一体化结构光纤加速度计的同振式三维光纤矢量水听器。利用质量-弹簧系统的一体化结构设计及其工作原理，研制了基于一体化结构的光纤加速度计。在此基础上，采用推挽式结构和6只光纤加速度计，设计制作了一只同振式三维光纤矢量水听器。利用驻波管比较法和差分延时外差解调技术进行测试，结果表明，该光纤矢量水听器在20～500 Hz频率范围有较平坦的加速度相移灵敏度频率响应。以X通道为例，其平均灵敏度为34.7 dB (re. 1 rad/(m·s-2))，与声质点振动理论计算结果（36.5 dB）和有限元仿真分析结果（35.5 dB）接近。

关键词：矢量水听器光纤加速度计相移灵敏度

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图形用户界面自动生成技术的现状与挑战

图学学报 2024年第3期45卷 409-421页

作者：厉向东夏涵飞单逸飞阴凯琳耿卫东浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310000

随着大数据、人工智能等新兴技术的不断发展和应用,算法模型驱动的图形用户界面自动化和智能化趋势正以前所未有的速度改变着传统的依赖人工绘制的图形用户界面设计方式。用户界面自动生成不仅是解决人机交互设备多样化、功能复杂化、... 详细信息

随着大数据、人工智能等新兴技术的不断发展和应用,算法模型驱动的图形用户界面自动化和智能化趋势正以前所未有的速度改变着传统的依赖人工绘制的图形用户界面设计方式。用户界面自动生成不仅是解决人机交互设备多样化、功能复杂化、需求个性化等挑战的必然选择,也为人机协同的智能用户界面设计提供了新范式。为了进一步拓展开发人员和研究人员对图形用户界面自动生成前沿技术方法和应用案例的理解及应用,阐述了当前人机交互和人工智能交叉领域下的图形用户界面自动生成及智能评估相关技术的现状,分析了目前图形用户界面自动生成的技术路径、算法模型、设计方法以及评估框架,特别介绍了基于人工智能内容生成技术(AIGC)的图形用户界面自动生成技术进展及其对现有用户界面设计范式带来的新挑战,并总结了图形用户界面自动生成技术的发展趋势和机遇。

关键词：人机交互智能用户界面设计图形用户界面自动生成界面设计规范界面评估方法

基于启发式方案演化的数控成形轨迹时序化方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：徐敬华陈诚高铭宇王康张树有谭建荣浙江大学设计工程研究所

为了减少多空隙大尺寸零件的非加工跳转行程，提出一种基于启发式方案演化的数控成形轨迹时序化方法. 首先对概念设计方案规划域的每个数控成形面生成轮廓和待填充区域，构建轮廓成形对象和面成形对象并进行分类，采用邻域搜索确定... 详细信息

为了减少多空隙大尺寸零件的非加工跳转行程，提出一种基于启发式方案演化的数控成形轨迹时序化方法. 首先对概念设计方案规划域的每个数控成形面生成轮廓和待填充区域，构建轮廓成形对象和面成形对象并进行分类，采用邻域搜索确定在一个成形面中不同成形对象的初始连接顺序及其成形起点; 然后以深度优先启发式计算对相同类型的成形对象间的连接顺序进行全域演化，建立导向混合图并求解获得新的成形对象连接顺序，以静态链表的形式进行高效存储; 再采用局部启发式采样方法进行单次局域演化和多次深度局域演化，对同类型的成形对象的成形起点位置和连接顺序进行问题重构与方案精调; 最后连接不同类型的成形对象间的成形轨迹，获得当前成形面的时序化的数控伺服成形方案. 实例结果表明，在成形TPMS流形中，所提方法的跳转轨迹长度优化效率为16.07%，对单成形层跳转轨迹长度的最大优化效果为35.83%; 通过机械盘盖类零件对该方法与其他方法进行性能对比，并采用物理实验进行验证，证明该方法可节省制造时间并提升加工效率.

关键词：启发式方案演化数控成形多空隙大尺寸零件局域演化成形轨迹时序化

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基于孔隙形态学特征的水泥浆体渗流指数

硅酸盐学报 2024年

作者：肖官衍田壮夏晋金伟良浙江大学结构工程研究所

渗流指数n是通用有效介质方程中的重要参数，其对水泥浆体中微观孔隙结构的扩散性能进行了表征。为了明晰渗流指数的物理学含义并准确计算不同配合比的水泥浆体在不同水化程度时的渗流指数，对水灰比0.30、0.35、0.40、0.45、0.50水泥... 详细信息

渗流指数n是通用有效介质方程中的重要参数，其对水泥浆体中微观孔隙结构的扩散性能进行了表征。为了明晰渗流指数的物理学含义并准确计算不同配合比的水泥浆体在不同水化程度时的渗流指数，对水灰比0.30、0.35、0.40、0.45、0.50水泥浆体试件在水化龄期28、60、90、120、180 d时进行NEL(Nernst-Einstein Lab)测试和核磁共振(NMR)测试得到其对应的离子扩散系数和孔隙参数。实验结果表明:随着水化龄期的推进，水泥浆体的毛细孔隙率以逐渐缓慢的速率下降，2.5～10.0 nm孔径凝胶孔隙率先快速上升后缓慢下降，水泥浆体中的离子扩散为毛细孔中的自由扩散作用和凝胶孔中的辅助扩散作用的耦合；不同水灰比的水泥浆体渗流指数n随着水化程度的增加呈现不同的变化规律，水泥浆体材料渗流指数n与水泥浆体形态学参数具有强相关性；从水泥浆体孔隙结构体系的形态学层面对水泥浆体材料渗流指数n所呈现的变化规律进行了解释，并将实验数据进行拟合得到不同水灰比水泥浆体渗流指数n与水化程度的定量关系式。

关键词：水泥浆体渗流指数通用有效介质方程 NEL法核磁共振

面向立体光刻的有理曲面非网格化体素生成方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：徐敬华王林轩陈前勇张树有谭建荣浙江大学设计工程研究所

随着激光立体光刻工艺的分辨率不断提升，现有的基于网格化的三维流形体素化方法难以满足微纳乃至原子尺度的精度需求. 为此，提出一种面向立体光刻的有理曲面非网格化体素生成(meshless voxel generation， MVG)方法，可将非均匀有... 详细信息

随着激光立体光刻工艺的分辨率不断提升，现有的基于网格化的三维流形体素化方法难以满足微纳乃至原子尺度的精度需求. 为此，提出一种面向立体光刻的有理曲面非网格化体素生成(meshless voxel generation， MVG)方法，可将非均匀有理B样条(non-uniform rational B-splines， NURBS)边界表示的实体直接转换为任意精度的体素化模型. 首先通过提出一种面向NURBS曲面的区域无隧道自适应采样方法，利用边界标记填充算法获取修剪后NURBS曲面内部采样点; 然后将参数域内的采样点映射至体素空间，生成基于区域无隧道采样的表面体素模型，并采用广度优先搜索完成内部体素填充. 通过具有微米级结构的空间曲面桨叶进行实例验证，证明了MVG方法在提升体素化精度方面的有效性; 与传统离散剖分采样方法进行对比实验的结果表明， MVG方法能够有效地提升有理曲面实体的体素化精度; 在高体素化分辨率下，运用MVG方法，有理实体在体素离散化过程中的平均体积误差可减少10.17%.

关键词：立体光刻 NURBS曲面无隧道采样体素填充非网格化体素生成

基于图像提取与修复的计算机辅助古画印章分析

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：林馨怡吴泓嘉袁稚庭张宏鑫陈为浙江大学艺术与考古图像数据实验室浙江大学计算机辅助设计与图形系统全国重点实验室

印章的比对分析在历史研究、人文考古等领域有着巨大的意义. 传统印章分析依赖于专家长期积累的领域知识，并需要人工在来源广泛的印章中进行比对，效率低下且极其耗费人力. 针对该问题，与人文领域专家深度合作，提出一种古画印章... 详细信息

印章的比对分析在历史研究、人文考古等领域有着巨大的意义. 传统印章分析依赖于专家长期积累的领域知识，并需要人工在来源广泛的印章中进行比对，效率低下且极其耗费人力. 针对该问题，与人文领域专家深度合作，提出一种古画印章的自动提取与修复方法，实现高精度的完整印章批量抠取与修复; 通过互联网获取的1762幅古画作品及其中的印章构建数据集，从印章整体、局部、关联特征等信息构建印章画像; 设计可视分析系统对印章进行了多角度整合呈现，帮助领域专家在大量印章数据中对特定印章进行比对分析. 与传统人工分析相比，该方法极大程度地提高了专家的工作效率. 两个案例研究证实了所提方法与系统的有效性，在专家访谈中得到了积极反馈.

关键词：图像提取修复印章比对分析视图

外加电流阴极保护对碳纤维织物增强海水海砂水泥基复合材料板导电性能的影响机制

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复合材料学报 2024年

作者：洪嘉鑫张大伟陶冶王之刘嘉荣浙江大学结构工程研究所

碳纤维织物增强水泥基复合材料(CFRCM)因兼具外加电流阴极保护(ICCP)、结构加固修复(SS)和结构健康监测(SHM)的多功能特性而受到关注，但目前ICCP对海水海砂CFRCM板导电性能的影响机制研究还很不足。本研究通过普通砂浆和海水海砂砂浆... 详细信息

碳纤维织物增强水泥基复合材料(CFRCM)因兼具外加电流阴极保护(ICCP)、结构加固修复(SS)和结构健康监测(SHM)的多功能特性而受到关注，但目前ICCP对海水海砂CFRCM板导电性能的影响机制研究还很不足。本研究通过普通砂浆和海水海砂砂浆制备的CFRCM板开展模拟ICCP试验，探究了ICCP作用对CFRCM导电性能的影响规律和作用机制。结果表明：CFRCM的电阻随电量密度的增大先线性增长而后快速增长，海水海砂砂浆CFRCM进入快速增长阶段所需的电量密度约为13×105～15×105C/m2，大于普通砂浆CFRCM所需的6×105～8×105C/m2；材料的不均匀性使CFRCM存在导电性能劣化薄弱点，并将影响整体电阻变化；海水海砂环境对于减缓ICCP对碳纤维材料性能的劣化有积极的作用。同时基于试验结果和通电参数，建立了ICCP下CFRCM的电阻预测模型，计算得到海水海砂砂浆CFRCM经ICCP通电后服役期间内能够承受的最大电量密度为23.21×105C/m2，高于普通砂浆CFRCM的17.21×105C/m2，表明含氯环境可以有效延长CFRCM的电学使用寿命。本研究为推动兼具多功能特性的CFRCM的应用打下基础，同时有助于促进海水海砂资源化利用。

关键词： CFRCM ICCP-SS 海水海砂导电性能预测模型

TCPVis:基于谢赫六法的传统中国绘画画派可视分析系统

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图学学报 2024年第1期45卷 209-218页

作者：王斯加封颖超杰朱航张玮朱琳陈为浙江大学计算机辅助设计与图形系统全国重点实验室浙江杭州310058 浙江大学艺术与考古图像数据实验室浙江杭州310058

传统中国绘画(国画)在历史的发展中形成了多种多样的画派体系。对画派的分析有助于人们更好地理解与赏析国画的价值。然而,现有工具无法直观高效地表现画作集合的绘画风格等一系列代表性特征。基于“谢赫六法”,提出了一个国画画派可视... 详细信息

传统中国绘画(国画)在历史的发展中形成了多种多样的画派体系。对画派的分析有助于人们更好地理解与赏析国画的价值。然而,现有工具无法直观高效地表现画作集合的绘画风格等一系列代表性特征。基于“谢赫六法”,提出了一个国画画派可视分析系统TCPVis,以支持用户分析国画画派的笔法、物象、赋彩等多维度特征。系统能够自动分析画派作品在六法维度上的特征共性,并推荐维度的权重。同时,它可视化了六法维度的标签分布以支持用户验证。基于六法维度权重,系统对画作集合进行降维聚类展示,帮助用户探索更多风格相似的画作,并支持画作的画家关联性分析。通过两个案例研究和领域专家访谈,证明了该系统对于分析画派特征与探索画派更多画家的有效性与可用性。

关键词：传统中国绘画可视分析谢赫六法画派分析数字人文