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多模态融合的遥感图像语义分割网络

计算机工程与应用 2024年

作者：胡宇翔余长宏高明浙江工商大学信息与电子工程学院

多模态语义分割网络可以利用不同模态中的互补数据提升分割精度，但现有的多模语义分割模型多为将两种模态数据简单拼接起来，忽略了不同模态数据在高低频中的特征特性，导致跨模态特征提取不充分，融合不理想。针对上述问题，提出了将I... 详细信息

多模态语义分割网络可以利用不同模态中的互补数据提升分割精度，但现有的多模语义分割模型多为将两种模态数据简单拼接起来，忽略了不同模态数据在高低频中的特征特性，导致跨模态特征提取不充分，融合不理想。针对上述问题，提出了将IRRG图像与DSM图像融合的遥感图像语义分割网络LHFNet（low feature and high feature fusion network）。首先针对各模态图像低频相关的结构特征，设计了低级特征提取加强模块，以加强不同模态特征的提取；其次基于各模态图像高频相互独立的细节特征，设计了高级特征融合模块，以指导不同模态的特征融合；最后针对高低频图像特征之间的语义鸿沟，设计了全局空洞空间金字塔池化模块跳跃连接高低频信息，以增强高低频图像特征之间的信息交互。通过基于ISPRS提供的Vaihingen和Potsdam数据集上的实验表明，LHFNet分别取得了88.17%和90.53%的全局精确度，相较于SegNet、DeepLabv3+等单模分割网络和RedNet、TSNet等多模RGB-D分割网络都具有更高的分割精确度。

关键词：多模语义分割特征融合特征提取多源遥感图像

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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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基于量子隐形传态的半量子代理盲签名

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第3期54卷 55-64页

作者：谈笑叶天语浙江工商大学信息与电子工程学院杭州310018

本文提出了一种基于χ态量子隐形传态的半量子代理盲签名方案,其中原始消息拥有者、代理签名者和第三方是拥有完全量子能力的量子参与者,而原始签名者和签名验证者是具有有限量子能力的半量子参与者.结果表明,该协议不仅具有完全的盲性... 详细信息

本文提出了一种基于χ态量子隐形传态的半量子代理盲签名方案,其中原始消息拥有者、代理签名者和第三方是拥有完全量子能力的量子参与者,而原始签名者和签名验证者是具有有限量子能力的半量子参与者.结果表明,该协议不仅具有完全的盲性、不可伪造性、不可否认性,而且能够抵抗窃听者的攻击行为.由于原始签名者和签名验证者都是具有有限量子能力的半量子参与者,该协议在实际应用中不要求她们进行量子叠加态、量子纠缠态的制备和测量,从而减轻她们量子态制备和测量的负担.

关键词：半量子签名代理盲签名量子隐形传态 χ态

一种新颖的基于类GHZ态的两方半量子密钥分配协议

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第12期52卷 28-39页

作者：徐天婕叶天语浙江工商大学信息与电子工程学院杭州310018

本文提出了一种新颖的两方半量子密钥分配(Semiquantum Key Distribution,SQKD)协议,该协议只使用一种类GHZ态.提出的SQKD协议可以实现在无第三方的情况下在一个具有无限量子能力的量子方和一个具有有限量子能力的经典方之间创建一个共... 详细信息

本文提出了一种新颖的两方半量子密钥分配(Semiquantum Key Distribution,SQKD)协议,该协议只使用一种类GHZ态.提出的SQKD协议可以实现在无第三方的情况下在一个具有无限量子能力的量子方和一个具有有限量子能力的经典方之间创建一个共享隐秘密钥.该协议不需要Hadamard门或者纠缠交换操作.详细的安全性分析表明,提出的SQKD协议能够抵御来自外部窃听者的几种著名攻击,如特洛伊木马攻击、纠缠-测量攻击、双重控制非攻击、测量-重发攻击和截获-重发攻击.

关键词：半量子密码半量子密钥分发类GHZ态

基于圆上单向量子游走的量子安全多方求和协议

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第4期54卷 82-93页

作者：王锦涛李霞叶天语浙江工商大学信息与电子工程学院杭州310018

本文提出一种新颖的基于圆上单向量子游走(One-Direction Quantum Walks on a Circle,ODQWC)的量子安全多方求和协议,以环形方式传输量子游走态,在不泄密的前提下实现n位秘密持有者的不同整数序列的求和.本文协议采用两粒子乘积态而非... 详细信息

本文提出一种新颖的基于圆上单向量子游走(One-Direction Quantum Walks on a Circle,ODQWC)的量子安全多方求和协议,以环形方式传输量子游走态,在不泄密的前提下实现n位秘密持有者的不同整数序列的求和.本文协议采用两粒子乘积态而非量子纠缠态作为初始量子资源,仅要求不同秘密持有者对量子游走态施加单向演化算子,但不需要她们进行量子纠缠交换操作.另外,该协议仅需要进行单粒子测量.安全性分析表明,该协议可以抵抗外部攻击和参与者攻击,在特定条件下可转化为基于ODQWC的量子安全多方比特求和协议.

关键词：量子安全多方计算量子安全多方求和圆上单向量子游走参与者攻击

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改进暗通道先验和策略性融合的图像去雾算法

计算机工程 2023年第10期49卷 212-221页

作者：王效灵胡志杰徐帅帅黄浩如浙江工商大学信息与电子工程学院杭州310018

针对图像去雾领域的暗通道先验算法存在光晕效应、颜色失真及对天空区域处理不佳等问题,提出一种改进暗通道先验和策略性融合的图像去雾算法。依据暗通道先验原理得到多尺寸最小值滤波窗口下的透射率和对应大气光值,设计基于结构相似性... 详细信息

针对图像去雾领域的暗通道先验算法存在光晕效应、颜色失真及对天空区域处理不佳等问题,提出一种改进暗通道先验和策略性融合的图像去雾算法。依据暗通道先验原理得到多尺寸最小值滤波窗口下的透射率和对应大气光值,设计基于结构相似性指标的调节和侧重因子用于多窗口透射率拟合。利用非线性规划模型和偏度理论计算全局大气光值,引入并调整置信度对天空区域的透射率进行快速补偿,结合大气散射模型恢复去雾图。将去雾图转换成HSV模型并对亮度V空间进行增强,同时对增强前后的图像进行策略性融合。实验结果表明,相比于现有的暗通道先验去雾算法,该算法的可见边增率、信息熵和平均梯度分别提升了79%~131%、3%~9%、39%~81%,具有较好的去雾效果,避免了光晕效应和颜色失真现象,适用于处理包含不同尺寸天空区域的雾图。

关键词：图像去雾暗通道先验结构相似性非线性规划置信度策略性融合

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基于滑动时间窗的物联网设备流量分类算法

计算机工程 2023年第7期49卷 259-268页

作者：余长宏陆雅王海鑫高明浙江工商大学信息与电子工程学院杭州310000

现有的物联网设备流量分类方案多依赖完整的流或流的前几个数据包。依赖完整的流会使流量数据增多,从而增加计算复杂度与存储资源的消耗,但物联网设备的存储空间与CPU性能都十分有限;而依赖流的前几个数据包,若其部分数据包丢失就会导... 详细信息

现有的物联网设备流量分类方案多依赖完整的流或流的前几个数据包。依赖完整的流会使流量数据增多,从而增加计算复杂度与存储资源的消耗,但物联网设备的存储空间与CPU性能都十分有限;而依赖流的前几个数据包,若其部分数据包丢失就会导致分类效果变差。针对上述问题,提出一种基于滑动时间窗口的随机森林物联网设备流量分类算法,利用物联网流量信息来表征各种设备的属性。首先,基于物联网设备流量时间依赖性的特点,利用滑动时间窗口将流划分为多个时间周期为T的子流;然后,基于物联网设备流量的加密特性,从子流中提取流信息与流头部的数据包信息建立特征向量;最后,基于随机森林随机抽样和随机选特征的特性构建分类模型,以增强模型的泛化能力,进一步提高分类性能。在公开数据集UNSW上的实验结果表明,该算法的分类准确率为96.23%、精确率为94.8%、召回率为91.47%、F1值为93%,具有较好的分类效果。

关键词：物联网流量分类网络安全随机森林设备管理服务质量

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存在定时偏移的UFMC系统信号与干扰分析

应用科学学报 2022年第5期40卷 790-800页

作者：王晶晶闻建刚邹园萍王安定华惊宇浙江工商大学信息与电子工程学院浙江杭州310018

通用滤波多载波(universal filtered multi-carrier, UFMC)接收机接收到的信号到达时间与预期到达时间不一致时,会产生定时偏移(timing offset, TO),引入符号间干扰(inter symbol interference, ISI),从而破坏子载波正交性造成通信质量... 详细信息

通用滤波多载波(universal filtered multi-carrier, UFMC)接收机接收到的信号到达时间与预期到达时间不一致时,会产生定时偏移(timing offset, TO),引入符号间干扰(inter symbol interference, ISI),从而破坏子载波正交性造成通信质量下降。为了分析TO对UFMC系统的影响,本文研究存在TO的UFMC系统信号和干扰分析,推导其数学表达式,数值计算并分析对比不同波形滤波器长度与不同定时偏移下的信干比(signal to interference ratio, SIR),仿真对比不同情形的误符号率(symbol error rate, SER)。结果表明,定时偏移数值与信号干扰强度呈正向相关,滤波器长度与系统SER数值呈反向相关。

关键词：通用滤波多载波系统定时偏移信干比信号干扰分析

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基于PCNN图像分割的医学图像融合算法

光电子．激光 2022年第1期33卷 37-44页

作者：黄陈建戴文战浙江工商大学信息与电子工程学院浙江杭州310018

为充分提取源图像间的互补信息,改进传统的图像融合算法在亮度维持、能量保留、边缘信息保持等方面的不足,本文提出了基于脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network, PCNN)图像分割的医学图像融合算法。该算法综合了非下采样剪切... 详细信息

为充分提取源图像间的互补信息,改进传统的图像融合算法在亮度维持、能量保留、边缘信息保持等方面的不足,本文提出了基于脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network, PCNN)图像分割的医学图像融合算法。该算法综合了非下采样剪切波变换(non-subsampled shearlet transform, NSST)与PCNN。首先,选取标准差较大的源图像作为被分割图像,标准差较小的源图像作为参照图像,将源图像进行NSST分解,获取源图像低频子带系数和高频子带系数;在低频融合中,利用参数自适应的PCNN对被分割图像的低频子带进行分割,根据分割结果获取融合低频子带系数;在高频融合中,采用以区域能量和与拉普拉斯能量和两者的乘积作为判断函数,获取融合高频子带系数;利用NSST逆变换获取融合图像。最后,应用本文提出的算法,对脑萎缩、急性中风和高血压性脑病等3组电脑断层扫描/磁共振成像(computerized tomography/magnetic resonance imaging, CT/MRI)图像进行了融合仿真,并将仿真结果与2018年后国际刊上提出的5种算法的融合图像进行比较。结果表明,应用本文提出的融合算法得到的图像,有效地增强了不同模态间的信息互补,保持了融合图像与源图像具有相同明亮程度,又保留了源图像低亮度部分的边缘信息,更加符合人眼视觉特性,具有更高的客观评价指标。

关键词：图像融合图像分割非下采样剪切波变换(non-subsampled shearlet transform,NSST) 脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network,PCNN) 客观评价指标