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枇杷糖度无损检测及可视化研究

中国农机化学报 2024年第2期45卷 157-163页

作者：冯树南谭涛尚静温青纯孟庆龙贵阳学院食品科学与工程学院贵阳市550005 贵州省农产品无损检测工程研究中心贵阳市550005

糖度是评价枇杷内部品质的重要指标。采集枇杷高光谱图像并提取不同感兴趣区域的平均光谱,分析光谱提取区域对枇杷糖度预测精度的影响规律。使用标准正态变换对原始光谱作预处理,分别利用竞争性自适应重加权算法和连续投影算法(Successi... 详细信息

糖度是评价枇杷内部品质的重要指标。采集枇杷高光谱图像并提取不同感兴趣区域的平均光谱,分析光谱提取区域对枇杷糖度预测精度的影响规律。使用标准正态变换对原始光谱作预处理,分别利用竞争性自适应重加权算法和连续投影算法(Successive Projection Algorithm, SPA)筛选特征光谱,为枇杷糖度建立多元线性回归(Multi Linear Regression, MLR)预测模型。最后采用伪彩色技术实现枇杷糖度含量分布的可视化。结果表明:以整个样本为感兴趣区域,经连续投影算法筛选特征光谱建立的多元线性回归模型具有最好的预测性能(决定系数R_(p)^(2)=0.822,均方根误差RMSE_(p)=0.435,剩余预测偏差RPD=2.407),基于SPA-MLR模型计算枇杷每个像素点的糖度,生成可视化分布图。表明采用高光谱成像技术可实现枇杷糖度的快速无损检测及可视化研究。

关键词：枇杷高光谱成像糖度可视化无损检测

基于改进哈里斯鹰优化算法的光谱特征波段选择模型研究

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 148-157页

作者：鲍浩张艳贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳550025 贵阳学院农产品无损检测工程研究中心贵州贵阳550005

特征波段选择是近红外光谱分析的关键步骤之一,有效的特征波段选择能提高建模效率与模型性能。传统的特征波段选择算法存在运行时间长、选择特征冗余的缺陷,在实际工程应用中难以达到期望的效果。哈里斯鹰优化(HHO)算法具有原理简单、... 详细信息

特征波段选择是近红外光谱分析的关键步骤之一,有效的特征波段选择能提高建模效率与模型性能。传统的特征波段选择算法存在运行时间长、选择特征冗余的缺陷,在实际工程应用中难以达到期望的效果。哈里斯鹰优化(HHO)算法具有原理简单、参数少的优点,但同时也存在收敛精度低且易陷入局部最优的不足。在HHO算法的基础上提出了一种基于改进哈里斯鹰优化(IHHO)算法的近红外光谱特征波段选择模型。针对HHO算法只能用于求解连续空间的优化问题,采用离散化策略对HHO算法进行修正,使其能求解离散形式的特征波段选择问题;考虑到HHO算法初始种群的质量差,使用混沌映射、反向学习提高初始种群的质量,以增强算法的全局探索能力;由于HHO算法在局部搜索时的收敛精度低,提出了新的猎物能量衰减模型与跳跃策略,以进一步增强算法在局部搜索时的寻优能力;为避免算法在寻优过程中落入局部最优,借鉴了遗传算法的变异方式对HHO算法进行扰动。使用竞争性自适应重加权采样法(CARS)、连续投影算法(SPA)、粒子群优化(PSO)算法、遗传算法(GA)、 HHO算法与IHHO算法进行比较,并以4个定性分析近红外光谱数据集与2个定量分析近红外光谱数据集分别建立了支持向量机(SVM)识别模型和偏最小二乘回归(PLSR)模型。在定性分析实验中,IHHO算法得到的平均准确率相对于全波段时分别提高了0.83%、 9.55%、 17.65%以及0%,平均特征波段数仅占全波段的9.97%、 2.59%、 1.36%以及0.59%。在定量分析实验中,IHHO算法得到的平均决定系数分别较全波段提高了10.57%、 1.47%、 4.41%、 3.66%以及3.06%,平均均方根误差分别较全波段较低了0.162、 1.266 3、 1.868、 1.869 4以及0.408 4,平均特征波段数仅占全波段的9.24%、 10.53%、 6.54%、 6.91%以及7.14%。实验结果表明,IHHO算法在选择特征波段时能够去冗余,针对性选择最重要的特征波段,其性能均优于比较的几种算法。IHHO算法具有良好的应用前景。

关键词：近红外光谱分析特征波段选择哈里斯鹰优化算法支持向量机偏最小二乘回归

复合压电薄膜生物相容性及电输出性能与兔骨髓间充质干细胞的成骨分化

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中国组织工程研究 2024年第13期28卷 1969-1975页

作者：王桢许顺恩汤耿罗四维滕建祥谢孟利何佳林叶川贵州医科大学附属医院骨科贵州省贵阳市550004 贵州医科大学贵州省贵阳市550004 组织工程与干细胞实验中心贵州省贵阳市550004 贵州师范大学机械与电气工程学院贵州省贵阳市550025

背景:可控的压电效应能促进组织的再生与修复,压电材料在负重组织工程领域应用广泛。目的:制备一种可促进骨组织再生的压电薄膜材料,探究其结构表征、电输出性能、生物相容性及其电输出对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:以聚3... 详细信息

背景:可控的压电效应能促进组织的再生与修复,压电材料在负重组织工程领域应用广泛。目的:制备一种可促进骨组织再生的压电薄膜材料,探究其结构表征、电输出性能、生物相容性及其电输出对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:以聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrateco/4-hydroxybutyrate,P34HB)为原料,加入质量比分别为0%,5%,10%,15%,20%的锡钛酸钡钙(Ba0.94Ca0.06Sn0.08Ti0.92O3,BCST)粉末,以二氯甲烷为溶剂,通过真空干燥方法制得150-200μm厚度BCST/P34HB压电薄膜材料,经油浴极化后,检测其表面形貌、物相组成、压电系数和开路电压,以及BCST/P34HB在110 Hz、0.25 N力幅度下的电输出对兔骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化的影响。结果与结论:①扫描电镜、X射线衍射、水接触角、压电系数检测及电输出性能测试显示,当BCST质量比增加至20%时,BCST/P34HB压电薄膜有着良好的压电性能(d33=5.9 pC/N)及电输出性能(180 mV),更接近500 mV的合适电刺激成骨范围;②活死染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1天,15%组与20%组显示出较少的红色荧光;当培养到第5天时,各组绿色荧光数量较第1天明显增多,10%组、15%组和20%组未见红色荧光,仅0%组和5%组有少量的红色荧光;③阿尔玛蓝染色显示,与兔骨髓间充质干细胞共培养第1,3,5天,随着时间的增加,各组细胞都呈现出增长的趋势,当培养到第5天时,20%组的细胞量明显高于0%组(P性能、电输出性能、生物相容性及促骨髓间充质干细胞成骨分化能力。

关键词：骨组织工程 P34HB 压电材料薄膜材料成骨分化

基于改进灰色关联法的新能源汽车制动性能评估方法研究

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内燃机与配件 2024年第13期 135-137页

作者：徐挺林杰黄维金鑫台州市黄岩鑫城车辆检测中心有限公司台州318020 浙江中和司法鉴定中心浙江宁波315000 杭州中畅车辆检测有限公司杭州310051 杭州市临平区机动车辆综合性能检测站杭州311100

针对现有评估方法在对新能源汽车制动性能评估时,存在评估结果误差较大,无法保证评估的客观性问题,引入改进灰色关联法,开展对新能源汽车制动性能评估方法的设计研究。结合新能源汽车制动特点,构建新能源汽车制动性能评估指标,并对指标... 详细信息

针对现有评估方法在对新能源汽车制动性能评估时,存在评估结果误差较大,无法保证评估的客观性问题,引入改进灰色关联法,开展对新能源汽车制动性能评估方法的设计研究。结合新能源汽车制动特点,构建新能源汽车制动性能评估指标,并对指标预处理;利用改进灰色关联法,计算制动性能指标关联度;对制动性能综合评估,并根据评估结果确定性能等级,实现评估。通过对比实验证明,新的评估方法在实际应用中评估误差极小,评估结果更具准确性和客观性。

关键词：改进灰色关联法汽车评估性能制动新能源

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基于信号检测论的认知诊断评估:构建与应用

心理学报 2024年第3期56卷 339-351,I0001-I0008页

作者：郭磊秦海江西南大学心理学部重庆400715 中国基础教育质量监测协同创新中心西南大学分中心重庆400715 贵阳市第三十七中学贵阳550003

作答选择题可被看作从噪音中提取信号的过程,研究提出了一种基于信号检测论的认知诊断模型(SDT-CDM)。新模型的优势在于:(1)无需对选项进行属性层面的编码。(2)能获得传统诊断模型无法提供的题目区分度和难度参数。(3)可以直接表达每个... 详细信息

作答选择题可被看作从噪音中提取信号的过程,研究提出了一种基于信号检测论的认知诊断模型(SDT-CDM)。新模型的优势在于:(1)无需对选项进行属性层面的编码。(2)能获得传统诊断模型无法提供的题目区分度和难度参数。(3)可以直接表达每个选项之间的合理性差异,对题目性能刻画更加细微全面。两个模拟研究结果表明:(1)EM算法可以实现对新模型的参数估计过程,便捷有效。(2)SDT-CDM具备良好性能,分类准确性和参数估计精度较高以外,还能提供选项层面的估计信息,用于题目质量诊断与修订。(3)属性数量、题目质量与样本量等因素会影响SDT-CDM的表现。(4)与称名诊断模型NRDM相比,SDT-CDM在所有实验条件下对被试的分类准确性更高。实证研究表明:SDT-CDM比NRDM具有更好的模型数据拟合结果,其分类准确性和一致性更高,尤其当属性考察次数较少时具有很强的稳定性,难度和区分度参数与IRT模型估计结果的相关性也更高,值得推广。

关键词：信号检测论认知诊断选择题 EM 算法

高光谱成像技术在水果品质检测中的应用研究进展

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江苏农业科学 2024年第6期52卷 11-18页

作者：谭涛冯树南温青纯黄人帅孟庆龙尚静贵阳学院食品与制药工程学院贵州贵阳550005 贵州省农产品无损检测工程研究中心贵州贵阳550005

高光谱成像技术结合成像技术和光谱技术,可以从样本中获取其空间和光谱信息。因此,高光谱成像技术能够识别和检测水果的各种化学成分及其空间分布,在水果品质的检测中备受关注。本文首先综述了高光谱成像原理及系统装置,并展开讨论了高... 详细信息

高光谱成像技术结合成像技术和光谱技术,可以从样本中获取其空间和光谱信息。因此,高光谱成像技术能够识别和检测水果的各种化学成分及其空间分布,在水果品质的检测中备受关注。本文首先综述了高光谱成像原理及系统装置,并展开讨论了高光谱图像的校正方法、多种光谱预处理、数据降维和样本集划分方法,从定量和定性角度对模型的构建方法和性能评估进行了分析。其次,总结了高光谱成像技术在水果内部品质(可溶性固形物含量、酸度、硬度、水分含量)和外部品质(损伤、缺陷和纹理)检测和分级中的最新研究进展。最后,对高光谱成像技术在水果品质检测与分级中的应用前景提出展望,以期为优化水果品质的检测方法提供理论依据。同时,也指出了当前可能存在的挑战和局限性。

关键词：高光谱成像水果品质缺陷物理化学属性无损检测

基于光谱-纹理特征的辣椒早疫病潜育期高光谱图像检测识别

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生物化学与生物物理进展 2024年

作者：沈梦姣鲍浩张艳贵阳学院计算机科学学院农产品无损检测中心贵州大学大数据与信息工程学院

目的早疫病是茄科作物生长过程中的一种常见破坏性病害，严重时会导致作物欠收而损失严重，传统的作物病害检测方法难以在病害潜育期及时发现病害特征从而采取科学有效的防治措施。本文通过高光谱成像仪连续监测从而获得不同感染期辣... 详细信息

目的早疫病是茄科作物生长过程中的一种常见破坏性病害，严重时会导致作物欠收而损失严重，传统的作物病害检测方法难以在病害潜育期及时发现病害特征从而采取科学有效的防治措施。本文通过高光谱成像仪连续监测从而获得不同感染期辣椒早疫病的高光谱图像，利用光谱角余弦-相关系数和切比雪夫距离确定了辣椒早疫病潜育期最早可识别时间（本实验潜育期最早可识别时间为接种后24h）。方法以辣椒早疫病潜育期病状作为研究对象，采用遗传算法筛选出13个特征波长，经特征波长优化组合并结合逻辑回归模型建立基于光谱特征的作物病害潜育期病状识别模型。同时，利用局部二值模式建立基于图像纹理特征的辣椒早疫病潜育期识别模型。结果实验以120个样本进行测试，基于光谱特征的作物病害潜育期病状检测识别模型在训练集和测试集的准确率均达到93%以上；基于纹理特征的作物病害潜育期病状检测识别模型在训练集和测试集的准确率分别达到了98.96%和100%。结论利用光谱特征或者纹理特征均可实现作物病害潜育期病状的检测识别，纹理特征相比光谱特征更显著地揭示了病害潜育期特征，有效提升了模型检测性能。本文研究成果可为其他作物病害潜育期病状的监测识别提供理论参考。

关键词：高光谱图像辣椒早疫病潜育期图谱特征检测识别

骨髓增生异常综合征与急性髓系白血病之间免疫浸润相关基因的筛选及验证

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中国组织工程研究 2024年第13期28卷 2082-2089页

作者：邓发滑胡华丽王斯奇许建霞禄婷婷黄海韦四喜贵州医科大学医学检验学院临床生化教研室贵州省贵阳市550004 贵州医科大学附属医院临床检验中心贵州省贵阳市550004

背景:骨髓增生异常综合征具有较高的急性髓系白血病转化风险,有研究表明免疫浸润在二者之间发挥重要作用,但免疫细胞浸润与相关差异表达基因的调控关系仍需更多研究证实。目的:通过生物信息学分析方法,寻找与骨髓增生异常综合征和急性... 详细信息

背景:骨髓增生异常综合征具有较高的急性髓系白血病转化风险,有研究表明免疫浸润在二者之间发挥重要作用,但免疫细胞浸润与相关差异表达基因的调控关系仍需更多研究证实。目的:通过生物信息学分析方法,寻找与骨髓增生异常综合征和急性髓系白血病具有预后意义的差异表达基因,探讨差异基因与免疫浸润细胞调控在疾病发生发展中的可能作用及机制。方法:利用GEO数据集筛选差异表达基因用于生物信息学分析,对差异表达基因进行DO、GO、KEGG和GSEA分析。利用TCGA预后数据库绘制差异表达基因的K-M曲线,并对预后相关的差异基因进行受试者工作特征曲线分析判断基因的临床诊断性能。最后,采用CIBERSORT分析预后相关关键基因与免疫浸润细胞分布之间的相关性,利用RT-qPCR检测健康对照、骨髓增生异常综合征及急性髓系白血病患者外周血样本对筛选出的关键基因进行初步验证。结果与结论:①在骨髓增生异常综合征和急性髓系白血病之间共获得150个差异表达基因,其中16个基因表达上调,134个基因表达下调;②DO、GO、KEGG及GSEA分析结果提示差异表达基因可能通过调节免疫应答促进骨髓增生异常综合征向急性髓系白血病发展,CIBERSORT分析显示骨髓增生异常综合征与急性髓系白血病之间存在免疫浸润差异,其中CD4+T细胞、单核细胞、中性粒细胞、M1巨噬细胞在急性髓系白血病患者中分布降低,而炎症抑制细胞M2巨噬细胞在急性髓系白血病患者中分布增加,可能与急性髓系白血病免疫抑制有关;③利用K-M曲线及受试者工作特征曲线从150个差异基因中筛选出4个与免疫和预后相关且具有较好诊断性能的基因:MANSC1、FLT3、BMX及CXCR2;④RT-qPCR检测结果显示MANSC1、BMX及CXCR2在急性髓系白血病患者中低表达,而FLT3在急性髓系白血病患者中高表达。结果表明,MANSC1、FLT3、BMX及CXCR2在骨髓增生异常综合征与急性髓系白血病患者间差异表达,不仅与患者预后显著相关,还可能通过调节患者的免疫浸润影响骨髓增生异常综合征及急性髓系白血病的发生和进展,它们可作为骨髓增生异常综合征向急性髓系白血病转化的潜在生物标志物和治疗靶点,为骨髓增生异常综合征“转白”的临床诊疗研究提供新的方向。

关键词：骨髓增生异常综合征急性髓系白血病免疫浸润预后生物信息学

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叉车全方位智能刹车装置

科技与创新 2024年第4期 105-107页

作者：曹建国大同市综合检验检测中心山西大同037000

由于叉车操作的复杂性和环境的不确定性,安全问题一直是叉车使用过程中的重要关注点。传统的叉车受限于现有的技术手段,不仅维护成本高、安全性能差,且与国家现行的绿色节能环保政策不相适应,因此,必须通过技术手段使叉车适应未来的发... 详细信息

由于叉车操作的复杂性和环境的不确定性,安全问题一直是叉车使用过程中的重要关注点。传统的叉车受限于现有的技术手段,不仅维护成本高、安全性能差,且与国家现行的绿色节能环保政策不相适应,因此,必须通过技术手段使叉车适应未来的发展。通过借鉴汽车全车影像和雷达感应等现有的安全技术手段,经过系统研究和分析,引入适合叉车的传感器、控制器、执行器、可视化人工智能界面的相互联动来实现叉车的智能识别,从而提升使用的安全性和舒适感,有效避免叉车事故发生。

关键词：全车影像雷达感应智能识别刹车装置