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基于GAN和多尺度空间注意力的多模态医学图像融合

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郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 1-8页

作者：林予松李孟娅李英豪赵哲郑州大学网络空间安全学院河南郑州450002 郑州大学互联网医疗与健康服务河南省协同创新中心河南郑州450052 郑州大学汉威物联网研究院河南郑州450002

针对多模态医学图像融合过程中多尺度特征和纹理细节信息丢失的问题,提出一种基于生成对抗网络和多尺度空间注意力机制的图像融合算法。首先,生成器采用自编码器结构,分别利用编码器和解码器对输入图像进行特征提取、融合和重建,生成融... 详细信息

针对多模态医学图像融合过程中多尺度特征和纹理细节信息丢失的问题,提出一种基于生成对抗网络和多尺度空间注意力机制的图像融合算法。首先,生成器采用自编码器结构,分别利用编码器和解码器对输入图像进行特征提取、融合和重建,生成融合图像;其次,整个对抗网络框架采用双鉴别器结构,使得生成器生成的融合图像同时保留多个模态图像的显著特征;最后,构建一种多尺度空间注意力机制作为编码器进行特征提取的基本模块,利用多尺度结构充分捕获并保留源图像的多尺度特征,并且引入空间注意力机制更好地保留源图像的结构和细节信息。哈佛大学全脑图谱数据库上的实验结果表明:所提算法生成的融合图像不仅纹理细节更为丰富,有助于人类视觉观察,而且在3种不同类型的医学图像融合任务上平均梯度、峰值信噪比、互信息、视觉信息保真度等客观评价指标的平均值分别达到0.3023、20.7207、1.4414、0.6498,与其他先进的算法相比具有一定的优势。

关键词：图像融合多模态医学图像生成对抗网络特征金字塔注意力机制

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宋孝宗朝崇苏文风之形成与苏文的传播

海南大学学报（人文社会科学版） 2025年第1期43卷 36-42页

作者：杜昭郑州大学文学院河南郑州450001

孝宗朝由于孝宗皇帝崇苏轼“立天下之大节”,雄视百代,为“一代文章之宗”,故多方推广苏轼文学,采取一系列举措,从而深刻影响了当时的太学文风,也提升了士人尊苏崇苏的热度。孝宗朝将苏轼文学传播从困境中解脱出来,使得“淳熙中,崇苏氏... 详细信息

孝宗朝由于孝宗皇帝崇苏轼“立天下之大节”,雄视百代,为“一代文章之宗”,故多方推广苏轼文学,采取一系列举措,从而深刻影响了当时的太学文风,也提升了士人尊苏崇苏的热度。孝宗朝将苏轼文学传播从困境中解脱出来,使得“淳熙中,崇苏氏”成为一种社会倾向,同时,也为元明清三代以至于今日的苏轼文学传播奠定了良好基础。而孝宗朝的崇苏又有其更深远的意义,在于延及世人对三苏家教家风的更多关注与研究。

关键词：宋孝宗崇苏苏轼文学传播

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组合缓冲约束下的多目标混合流水线节能调度

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 17-25页

作者：轩华耿祝新李冰郑州大学管理学院河南郑州450001

为解决生产阶段间带有无限缓冲和阻塞两种中间缓冲约束的混合流水线节能调度问题,考虑不相关并行机和多时间约束建立数学模型,结合问题特征提出一种改进多目标模因算法以同时最小化最大完工时间和机器总能耗。采用基于不相关机器分配的... 详细信息

为解决生产阶段间带有无限缓冲和阻塞两种中间缓冲约束的混合流水线节能调度问题,考虑不相关并行机和多时间约束建立数学模型,结合问题特征提出一种改进多目标模因算法以同时最小化最大完工时间和机器总能耗。采用基于不相关机器分配的矩阵编码方案,利用基于Tent混沌映射的混合初始化策略生成初始元胞数组,全局优化算子应用基于参数的自适应遗传策略改进的非支配排序遗传算法,局部增强搜索算子应用一种融合自适应选择邻域搜索和多目标模拟退火的搜索策略以提高算法搜索能力。通过24种不同规模问题的算例实验,验证了所提算法求解该问题的有效性和优越性。实验结果表明:改进多目标模因算法在平均运行时间241.26 s内得到的平均IGD值为47.89,平均SP值为857.25,均低于其他3种对比算法。改进多目标模因算法所求解集具有较好的收敛性、多样性和分布性。

关键词：混合流水线改进多目标模因算法组合缓冲约束不相关并行机多目标优化节能调度

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面向肺部介入的光纤光栅三维力传感器设计

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 9-16页

作者：刘艳红苗亚洲张宽陈鹏冲霍本岩郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001

支气管曲折复杂的环境对肺部介入手术中柔性机器人末端力感知造成了较大的困难,现有的力传感器难以满足其要求。根据肺部介入手术的需求,为柔性机器人提供精确、实时的末端力反馈,设计了分段式三维光纤光栅三维力传感器,并对其结构进行... 详细信息

支气管曲折复杂的环境对肺部介入手术中柔性机器人末端力感知造成了较大的困难,现有的力传感器难以满足其要求。根据肺部介入手术的需求,为柔性机器人提供精确、实时的末端力反馈,设计了分段式三维光纤光栅三维力传感器,并对其结构进行了有限元仿真分析与优化,设计了解耦算法,完成传感器内部4根光栅受到三维力时波长变化的解耦,从而实现对横向力与轴向力的检测。设置温补光栅进行温度补偿,设计了补偿策略,降低了温度变化对传感精度的影响。最后,对所设计的光纤光栅力传感器进行了校准与实验验证。实验结果表明:设计的光纤光栅三维力传感器的横向力灵敏度系数分别为431.3 pm/N与517.6 pm/N,轴向力灵敏度系数为153.5 pm/N,均方根误差分别为0.026、0.025、0.041 N。

关键词：柔性机器人光纤光栅肺部介入手术温度补偿三维力

基于Radix-4 Booth编码的并行乘法器设计

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郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 26-33页

作者：范文兵周健章郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001

速度和面积是评价乘法器单元性能优劣的两个基本指标。针对当前乘法器设计难以平衡版图面积和传输延时的问题,采用Radix-4 Booth算法,设计了一种新型的16位有符号定点乘法器。在部分积生成过程中,首先改进对乘数的取补码电路,然后优化... 详细信息

速度和面积是评价乘法器单元性能优劣的两个基本指标。针对当前乘法器设计难以平衡版图面积和传输延时的问题,采用Radix-4 Booth算法,设计了一种新型的16位有符号定点乘法器。在部分积生成过程中,首先改进对乘数的取补码电路,然后优化基数为4的改进Booth编码器和解码器,此结构采用较少的逻辑门资源,并且易对输入比特进行并行化处理。在Wallace压缩电路中,对符号扩展位进行预处理并设计新的压缩器结构,优化整个Wallace压缩模块。在第二级压缩过程中提前对高位使用纹波进位加法器结构计算,减小了多bit伪和的求和位数。在求和电路中,使用两级超前进位加法器结构,在缩短关键路径传输延时的同时避免增大芯片面积,提高了乘法器的运行速度。新型定点乘法器与已有的乘法器结构相比,减少了12.0%的面积,降低了20.5%的延时。

关键词： Radix-4 Booth编码面积传输延时编码器解码器 Wallace压缩

基于Vision Transformer的车辆重识别模型优化

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郑州大学学报（理学版） 2025年第1期57卷 46-52页

作者：张震张亚斌田鸿朋郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001

针对车辆重识别任务中样本类内差异性大和类间相似度高的问题,提出了一种Vision Transformer框架下的车辆重识别方法。设计一种关键区域选择模块,整合Transformer中注意力分数矩阵,加强车辆的具有辨别性区域的关注程度,减小局部区域过... 详细信息

针对车辆重识别任务中样本类内差异性大和类间相似度高的问题,提出了一种Vision Transformer框架下的车辆重识别方法。设计一种关键区域选择模块,整合Transformer中注意力分数矩阵,加强车辆的具有辨别性区域的关注程度,减小局部区域过度集中的注意力权重;构建一种包含对比损失和中心损失的混合损失函数,对比损失函数的引入增强了模型捕捉和比较样本之间的差异的能力,中心损失使得同一类别的样本更加紧密地聚集在一起,增强类间样本的区分度。实验结果验证了其有效性。

关键词：车辆重识别自注意力机制注意力权重区域选择

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洛阳盾构隧道地表沉降Peck公式参数修正

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 75-81页

作者：郜新军魏文宇李珊珊苏庆辉郑州大学土木工程学院河南郑州450001

为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表... 详细信息

为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表明:针对单线隧道,采用线性回归方法拟合隧道横断面地表沉降得到的曲线与实际监测数据吻合度高,当修正系数α为0.4~0.9、β为0.5~0.7时得到的修正Peck公式精度最高;针对双线隧道,该地层下的地表沉降基本呈双峰“W”形,双线隧道的土体损失率η和沉降槽宽度系数K的分布区间分别为0.2%~0.8%和0.2~0.5,平均值分别为0.45%和0.37,且先行线的土体损失率均值、沉降槽宽度系数均值分别为后行线的1.4倍、1.3倍。研究成果可为洛阳典型粉质黏土与砂卵石复合地层中盾构隧道后续施工提供数据支撑。

关键词：隧道盾构粉质黏土与砂卵石复合地层 Peck公式线性拟合地表沉降修正系数

基于SVR-LSTM的人体上肢运动遮挡轨迹补偿方法

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郑州大学学报（理学版） 2025年第1期57卷 1-7页

作者：彭金柱刘涵菲卞英楠郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001 河南交通职业技术学院物流学院河南郑州451460

在人机协作过程中,由于光照条件等环境因素和机器人设备摆放等遮挡原因,导致使用基于视觉的运动捕捉设备对人体运动进行捕捉时时间序列的轨迹数据有缺失,进而导致意图识别不准确,增加了机器人运动的不确定性。因此,提出了一种基于支持... 详细信息

在人机协作过程中,由于光照条件等环境因素和机器人设备摆放等遮挡原因,导致使用基于视觉的运动捕捉设备对人体运动进行捕捉时时间序列的轨迹数据有缺失,进而导致意图识别不准确,增加了机器人运动的不确定性。因此,提出了一种基于支持向量回归(support vector regression,SVR)和长短期记忆(long short-term memory,LSTM)的人体上肢运动时间序列轨迹缺失补偿方法。采用网格搜索法对SVR模型中的参数进行优化来完善历史样本数据集,结合长短期记忆网络对短、长时间序列轨迹缺失的预测补全更精确的优势,将SVR模型补全的历史样本数据集输入LSTM模型训练,进一步降低补偿误差。实验结果表明,在三维空间350 mm的运动尺度范围内,轨迹缺失程度为10%时,SVR-LSTM模型补偿轨迹的平均误差是0.14 mm;轨迹缺失程度为30%时,SVR-LSTM模型补偿轨迹的平均误差是0.47 mm。

关键词：遮挡轨迹时间序列意图识别轨迹补偿 SVR-LSTM模型

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考虑潜在溃坝的水库大坝运行成本和收益量化方法

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郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 59-66页

作者：葛巍孙贺强李永闯景来红李宗坤王建有郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 郑州大学黄河实验室河南郑州450001 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 郑州航空港科创投资集团有限公司河南郑州451162

针对水库大坝逐渐老化、自身风险和运行成本不断增加的情况,为了进一步明确水库大坝运行的经济性,构建了一种考虑潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本与综合收益量化模型。首先,综合考虑大坝潜在溃坝的影响,根据ISM理论明确了水... 详细信息

针对水库大坝逐渐老化、自身风险和运行成本不断增加的情况,为了进一步明确水库大坝运行的经济性,构建了一种考虑潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本与综合收益量化模型。首先,综合考虑大坝潜在溃坝的影响,根据ISM理论明确了水库大坝运行成本与收益影响因素之间的相互作用关系,确定了水库大坝运行综合成本与综合收益量化指标;其次,基于DEMATEL法分析了各因素之间的相互作用程度,明确了各成本与收益指标之间相对重要程度;最后,结合技术经济学理论,计算了潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本和综合收益。将所提模型应用于国内某水库,计算了该水库的运行综合成本和综合收益,并对其经济性进行了分析,结果表明:在考虑潜在溃坝损失的情况下,该水库运行综合成本为743.62万元,综合收益为10911.83万元,收益成本比为14.67,运行综合收益远大于运行综合成本,创收能力良好,经济效益显著。

关键词：水库大坝成本收益量化方法自身风险溃坝