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基于时空双分支注意力的视频语义分割

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：黄丹丹王一雯陈广秋胡奇于斯宇崔志瑜长春理工大学人工智能学院长春理工大学计算机科学技术学院长春理工大学电子信息学院

视频语义分割广泛应用在自动驾驶、交通管理、无人机驾驶等领域. 针对视频语义分割中由于分割结果不精确和分割时间过长导致不能达到实时性等问题，提出基于时空双分支注意力机制的记忆网络分割算法. 该算法由记忆存储模块，特征整合... 详细信息

视频语义分割广泛应用在自动驾驶、交通管理、无人机驾驶等领域. 针对视频语义分割中由于分割结果不精确和分割时间过长导致不能达到实时性等问题，提出基于时空双分支注意力机制的记忆网络分割算法. 该算法由记忆存储模块，特征整合模块和时空双分支注意力模块3部分构成. 其中，记忆存储模块存储历史帧特征信息和序列时间信息; 特征整合模块引用大核分解卷积，在不增加计算量的基础上扩大卷积感受野，很好地捕获长距离依赖信息和上下文信息，达到信道压缩和特征缩减的作用; 时空双分支注意力模块捕捉相邻帧中同一物体的特征信息并进行特征融合，利用视频帧时序性提高分割精度. 在公开数据集Cityscapes和Camvid上的实验结果表明，所提算法的平均交并比达到76.92%和73.68%，计算速度达到38帧/s; 与其他视频语义分割算法相比，该算法的分割精度和计算效率达到最优状态.

关键词：视频语义分割记忆网络注意力机制特征融合

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基于改进遗传算法的柔性流水车间调度研究

制造技术与机床 2024年第4期 181-187页

作者：徐嘉琦田野长春理工大学计算机学院吉林长春130022 长春理工大学人工智能学院吉林长春130022

针对最小化最大完工时间的柔性流水车间调度问题,文章提出了多目标选择的改进的遗传算法(MTGA),设计了针对该问题的一维的编码与解码方法,采用对立的方法进行种群的初始化。针对遗传算法,交叉操作进行整个工序的交叉向最优解靠拢加快了... 详细信息

针对最小化最大完工时间的柔性流水车间调度问题,文章提出了多目标选择的改进的遗传算法(MTGA),设计了针对该问题的一维的编码与解码方法,采用对立的方法进行种群的初始化。针对遗传算法,交叉操作进行整个工序的交叉向最优解靠拢加快了算法的收敛速度,变异操作中对所有的工序操作顺序进行整体变异,选择操作将种群分成多份做到向多个较优解靠拢,扩大了算法的搜索范围,降低了陷入局部最优的概率,并应用了两套交叉和变异概率增加算法灵活性。通过多个已有算法进行对比验证了算法的有效性。

关键词：柔性流水车间调度改进遗传算法对立方法整体变异多目标选择

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细节保留与亮度融合的微光图像增强算法

红外技术 2024年第10期46卷 1162-1171页

作者：牛群石利霞王劲松唐卓长春理工大学光电工程学院吉林长春130012 长春理工大学中山研究院广东中山528437

微光环境下CMOS相机拍摄的图像存在对比度低、噪声大和细节模糊等问题,目前的增强算法虽然可以提升图像亮度,却没有考虑保留原始图像的细节信息,为此,本文提出了一种细节保留的微光图像增强方法。首先,使用自适应滤波器对原始微光图像... 详细信息

微光环境下CMOS相机拍摄的图像存在对比度低、噪声大和细节模糊等问题,目前的增强算法虽然可以提升图像亮度,却没有考虑保留原始图像的细节信息,为此,本文提出了一种细节保留的微光图像增强方法。首先,使用自适应滤波器对原始微光图像中的每个通道进行处理,以改善噪声对图像的影响。然后,通过滤波后的图像得到细节层和基本层,其中细节层用于保留图像的纹理,基本层则用于增强图像的亮度。细节层的求取通过粗照度和光照分量得到,而基本层亮度增强则使用Alpha算法融合原图、伽马校正结果和伽马先验校正结果得到。最后,将细节层和基本层的亮度通道进行融合,以获得增强后的图像。实验结果表明,经过细节融合处理后的图像,其平均梯度与信息熵均实现了显著提升。此外,与选取的5种方法相比,SSIM指标均高于其他算法,表明本文方法增强后的图像失真小。同时,在BRISQUE和PSNR指标上均取得了较好的效果。

关键词：噪声抑制细节求取图像融合微光图像

完美涡旋光束在大气湍流传输中的螺旋相位谱分析

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光学学报 2024年第6期44卷 34-41页

作者：李思瑶丁洲林侯春雨王玮君马佳欣于永吉长春理工大学物理学院吉林省固体激光技术与应用重点实验室吉林长春130022

基于Rytov近似,理论推导了完美涡旋光束(PVB)经过大气湍流水平信道后的螺旋相位谱解析表达式,研究了大气湍流中光束波长、半环宽、发射处轨道角动量(OAM)模态、光束半径、近地面折射率结构常数以及湍流系数对OAM模态探测概率和串扰概率... 详细信息

基于Rytov近似,理论推导了完美涡旋光束(PVB)经过大气湍流水平信道后的螺旋相位谱解析表达式,研究了大气湍流中光束波长、半环宽、发射处轨道角动量(OAM)模态、光束半径、近地面折射率结构常数以及湍流系数对OAM模态探测概率和串扰概率的影响。结果表明:随着发射处OAM模态、传输距离、光束半径、近地面折射率结构常数以及湍流系数的增加,经大气湍流传输后的探测概率下降;随着光束波长的增加,经大气湍流传输后的探测概率增加。此外,PVB在近场的探测概率几乎不随发射处OAM模态变化,而当光束传输到远场时,探测概率随发射处OAM模态变化明显,这是因为PVB传输到远场变成类贝塞尔光束,其光束半径随发射处OAM模态变化明显。

关键词：大气光学完美涡旋光束轨道角动量湍流大气螺旋相位谱

主被动双调Q内腔MgO∶PPLN中红外光参量振荡器

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中国激光 2024年第14期51卷 118-126页

作者：吴淼鑫金小萍姚晓岱刘航于永吉刘仲宇金光勇长春理工大学重庆研究院重庆401135 长春理工大学物理学院吉林省固体激光技术与应用重点实验室吉林长春130022 上海宇航系统工程研究所上海201109 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

3~5μm波段的窄脉冲高峰值功率的中红外激光在激光雷达、大气环境检测等领域中的实际应用具有重要的研究价值。报道了一种基于声光Q开关和Cr^(4+)∶YAG可饱和吸收体的双调Q泵浦的内腔MgO∶PPLN晶体3.8μm光参量振荡器(OPO)。开展了声光... 详细信息

3~5μm波段的窄脉冲高峰值功率的中红外激光在激光雷达、大气环境检测等领域中的实际应用具有重要的研究价值。报道了一种基于声光Q开关和Cr^(4+)∶YAG可饱和吸收体的双调Q泵浦的内腔MgO∶PPLN晶体3.8μm光参量振荡器(OPO)。开展了声光调Q激光器和双调Q激光器泵浦的两种内腔光参量振荡器(IOPO)的实验,当泵浦功率为18.41 W、重复频率为40 kHz时,声光调Q的IOPO输出了脉冲宽度为9.50 ns、峰值功率为1.29 kW的3.8μm闲频光。当泵浦功率为18.41 W,重复频率为40 kHz,插入的Cr^(4+)∶YAG被动Q晶体的小信号透过率为92.67%时,双调Q的IOPO输出了脉冲宽度为6.43 ns、峰值功率为1.48 kW的3.8μm闲频光。实验表明,相较于声光调Q,双调Q内腔OPO输出的闲频光脉冲宽度压缩了32.3%,峰值功率提升了14.7%。同时闲频光的光束质量得到了改善,其横向光束质量因子(M_(x)^(2))和纵向光束质量因子(M_(y)^(2))分别为1.98和2.05。研究结果为窄脉冲宽度、高峰值功率的高质量中红外光源的研发提供了参考。

关键词：中红外激光声光调Q 双调Q MgO∶PPLN晶体光参量振荡器

基于双向目标偏置APF-informed-RRT^(*)算法的机械臂路径规划

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电子测量与仪器学报 2024年第6期38卷 75-83页

作者：刘小松康磊单泽彪朱焕海刘云清长春理工大学电子信息工程学院长春130022

针对当前机械臂路径规划算法存在搜索随机性大、目标偏置性差和路径曲折等问题,提出了一种基于双向目标偏置的APF-informed-RRT^(∗)算法。首先在双向informed-RRT^(∗)基础上引入概率自适应的目标偏置策略,降低搜索的随机性,提高采样效率... 详细信息

针对当前机械臂路径规划算法存在搜索随机性大、目标偏置性差和路径曲折等问题,提出了一种基于双向目标偏置的APF-informed-RRT^(∗)算法。首先在双向informed-RRT^(∗)基础上引入概率自适应的目标偏置策略,降低搜索的随机性,提高采样效率;其次针对路径扩展在双向搜索树中融入人工势场法,减少算法的迭代次数;同时在路径生长阶段,采用动态步长生长策略,即根据搜索树的扩展趋势动态调整步长,避免出现局部最优,并且加快路径搜索时间;最后针对冗余节点采用三角不等式原理进行去除,进而通过B样条曲线对路径进行平滑处理,得到最优规划路径。通过与双向RRT^(∗)、双向informed-RRT^(∗)和双向P-RRT^(∗)等算法在三维环境下进行了仿真对比实验验证,相较于双向RRT^(∗)在时间上节约了41%,在采样点数量上减少了63%;相较于双向informed-RRT∗在时间上节约了58%,在采样数量上减少了68%;相较于双向P-RRT^(∗)在时间上节约了30%,在采样数量上减少了60%。

关键词：路径规划机械臂双向目标偏置人工势场动态步长

基底均匀和梯度掺杂下EBCMOS电荷收集效率的优化模拟

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中国激光 2024年第2期51卷 154-161页

作者：焦岗成宋德闫磊肖超李野陈卫军微光夜视技术重点实验室陕西西安710065 长春理工大学物理学院吉林长春130022

为获得高增益的电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件,根据载流子输运理论,采用蒙特卡罗方法,研究了EBCMOS基底在不同掺杂方式和结构参数下的电荷收集效率。结果表明:当基底均匀掺杂时,减小掺杂浓度、降低基底厚度及缩小近贴距离可以有效提... 详细信息

为获得高增益的电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件,根据载流子输运理论,采用蒙特卡罗方法,研究了EBCMOS基底在不同掺杂方式和结构参数下的电荷收集效率。结果表明:当基底均匀掺杂时,减小掺杂浓度、降低基底厚度及缩小近贴距离可以有效提高电荷收集效率;当基底梯度掺杂时,减小重掺杂浓度区域的范围,可以有效提高电荷收集效率。仿真优化后器件的电荷收集效率最高可达到86.28%,为国产EBCMOS器件的研制提供了理论支撑。

关键词：光学器件夜视技术电子轰击型CMOS 电荷收集效率梯度掺杂

基于双重注意力机制生成对抗网络的偏振图像融合

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电子测量与仪器学报 2024年第4期38卷 140-150页

作者：陈广秋尹文卿温奇璋张晨洁段锦长春理工大学电子信息工程学院长春130022

针对单一强度图像缺少偏振信息,在恶劣天气条件下无法提供充足场景信息的问题,本文提出了一种基于双重注意力机制生成对抗网络用于强度图像和偏振度图像进行融合。算法网络由一个包含编码器、融合模块和解码器的生成器和一个鉴别器组成... 详细信息

针对单一强度图像缺少偏振信息,在恶劣天气条件下无法提供充足场景信息的问题,本文提出了一种基于双重注意力机制生成对抗网络用于强度图像和偏振度图像进行融合。算法网络由一个包含编码器、融合模块和解码器的生成器和一个鉴别器组成。首先源图像输入到生成器的编码器中,经过一个卷积层和密集块进行特征提取,然后通过含有注意力机制的纹理增强融合模块中进行特征融合,最后通过解码器得到融合图像。鉴别器主要由两个卷积模块和两个注意力模块组成,在网络训练过程中,通过不断博弈,迭代优化生成器网络参数,使生成器输出既保留偏振度图像的稀疏特征又不损失强度图像信息的高质量融合图像。实验表明,该方法得到的融合图像在主观上纹理信息更丰富,更符合人眼的视觉感受,并且在客观评价指标中SD提升约18.5%,VIF提升约22.4%。

关键词：图像融合偏振图像生成对抗网络注意力机制

《董存瑞》与“社会主义现实主义”的跨国经验

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文艺争鸣 2024年第7期 155-161页

作者：符晓长春理工大学文学院长春电影文化研究基地

在全球电影框架中,《董存瑞》既是新中国电影中“革命历史题材”和“英雄叙事”得以确立的重要文本,也是“社会主义现实主义”随战后社会主义阵营和全球冷战结构形成而产生跨国经验和全球影响的公共文本,又是“社会主义现实主义”文艺... 详细信息

在全球电影框架中,《董存瑞》既是新中国电影中“革命历史题材”和“英雄叙事”得以确立的重要文本,也是“社会主义现实主义”随战后社会主义阵营和全球冷战结构形成而产生跨国经验和全球影响的公共文本,又是“社会主义现实主义”文艺思想与创作方法在新中国真正得以确立的核心文本。将《董存瑞》置于全球电影框架下考察,可以揭示其复杂的生成机制,并提供一种在全球视野中处理中国电影史问题的方法。《董存瑞》创作于达德利·安德鲁所谓电影史的“同盟阶段”,社会主义阵营国家的“同盟”本身就是全球性的冷战格局的反映。

关键词：社会主义现实主义新中国电影社会主义阵营中国电影史革命历史题材董存瑞冷战格局达德利