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基于深度学习的种子质量检测综述

河南工业大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 140-149页

作者：宁孝梅马慧敏王小申胡健威张帅男张宸曦胡宇豪安徽农业大学信息与人工智能学院安徽合肥230036

“种优则粮丰,粮安则民安”。我国是粮食大国,为保障粮食安全,需要紧抓种子质量,健康的种子和适宜的品种可以显著提高农作物的产量和质量。因此实现快速、无损地检测种子质量的技术对于粮食生产具有重要的意义。近年来,机器视觉作为一... 详细信息

“种优则粮丰,粮安则民安”。我国是粮食大国,为保障粮食安全,需要紧抓种子质量,健康的种子和适宜的品种可以显著提高农作物的产量和质量。因此实现快速、无损地检测种子质量的技术对于粮食生产具有重要的意义。近年来,机器视觉作为一种无损检测方法在粮食种子质检领域得到了广泛应用。通过对粮食种子图像数据进行训练,最终得到能够准确、快速识别种子外观品质的模型。重点从数据集角度出发,总结了基于深度学习算法在小麦、稻米、玉米等主要粮食种子的外观品质检测方面的研究进展,并根据这些研究存在的不足对该领域未来的研究方向进行了展望。

关键词：粮食种子深度学习外观品质无损检测机器视觉

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编码孔径快照光谱成像重构算法综述

计算机学报 2024年第1期47卷 190-212页

作者：马祥天王立志黄华北京理工大学计算机学院北京100081 北京师范大学人工智能学院北京100875

光谱图像含有丰富的空间和光谱信息,能够反映目标的组成、结构和材料特性,在航天遥感、医疗诊断和机器视觉等领域具有重要的应用价值.近年来,光谱成像技术作为热点研究领域受到广泛关注.传统光谱成像技术采用沿空间维度或光谱维度扫描... 详细信息

光谱图像含有丰富的空间和光谱信息,能够反映目标的组成、结构和材料特性,在航天遥感、医疗诊断和机器视觉等领域具有重要的应用价值.近年来,光谱成像技术作为热点研究领域受到广泛关注.传统光谱成像技术采用沿空间维度或光谱维度扫描的方式,依次获取待测物体表面的光谱信息.由于曝光时间较长,传统光谱成像技术不适用于拍摄动态场景.编码孔径快照光谱成像(Coded Aperture Snapshot Spectral Imaging,CASSI)是光谱成像的前沿技术方案,能够从单次曝光中快速获取动态场景的光谱图像,其包括两个阶段:对高维光谱图像的“编码降维采集”和对低维观测图像的“解码升维重构”.CASSI的早期研究聚焦于“编码降维采集”,通过物理系统设计提升图像编码的有效性,包括编码模板设计和双相机系统设计.目前,CASSI的“编码降维采集”物理系统趋于稳定,其“解码升维重构”决定了光谱成像的质量和效率.本文综述CASSI的重构算法.首先介绍CASSI的物理系统和前向模型,详细描述物理系统的组成元件和硬件参数,推导CASSI前向模型的数学表达;其次梳理CASSI重构的特点和挑战,其挑战主要存在于系统前向模型、先验表示模型、算法灵活性、算法复杂度、实物数据集等方面;之后重点归纳重构算法的研究现状,包括基于优化模型的重构算法和基于深度学习的重构算法.基于优化模型的重构算法利用凸优化模型求解线性逆问题,结合平滑、稀疏、低秩等手工设计的先验表示模型降低逆问题的欠定性;基于深度学习的重构算法利用数据驱动的方式建立先验表示模型,结合端到端全网络、深度展开、即插即用等框架求解重构图像.接着比较主流算法的重构质量和计算效率,以峰值信噪比、结构相似度、光谱角制图为重构质量的评价指标,以模型参数量、浮点计算量为计算效率的评价指标.最后讨论现有工作的不足和未来研究趋势,指出当前仍未解决的领域痛点,展望进一步的研究方向,为本领域开拓创新提供参考.

关键词：快照光谱成像编码孔径图像重构优化模型深度学习

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面向复杂交通场景的自动驾驶运动规划模型

计算机工程与应用 2024年第15期60卷 91-100页

作者：任佳佳柳寅奎胡学敏向宸罗显志湖北大学人工智能学院武汉430062

针对现有自动驾驶运动规划方法存在未能有效利用长时间连续的时间特征以及在复杂交通场景中成功率低的问题,提出一种基于Transformer的复杂交通场景自动驾驶运动规划模型。该方法以GPT-2为基础模型,通过对离线强化学习进行时序建模,能... 详细信息

针对现有自动驾驶运动规划方法存在未能有效利用长时间连续的时间特征以及在复杂交通场景中成功率低的问题,提出一种基于Transformer的复杂交通场景自动驾驶运动规划模型。该方法以GPT-2为基础模型,通过对离线强化学习进行时序建模,能够有效表征离线强化学习模型中车辆的状态、动作、奖励数据长时间的依赖关系,让模型能够更有效地从历史规划数据中学习,提高在复杂交通场景中规划的准确性和安全性。实验运用MetaDrive模拟器进行仿真测试,结果表明在汇入主路、进入环岛等复杂交通场景中取得了高达93%的成功率,比现有先进的行为克隆算法、策略约束算法、基于双延迟深度确定性策略的行为克隆算法的成功率分别高20、19、13个百分点,说明该方法相比对比方法能够更有效地从质量不高的数据集中学习驾驶策略,具有更好的泛化性能和鲁棒性。

关键词： Transformer 离线强化学习复杂交通场景自动驾驶运动规划

煤油流量对NiCrBSi-CrSi_(2)涂层微观结构及高温磨损性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 825-833页

作者：王志强刘侠张世宏任奕杨康杨阳薛召露安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243002 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002

在12CrMoVG基体上通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,分别采用不同煤油流量制备了NiCrBSi-CrSi_(2)复合涂层。利用XRD、SEM、EDS、Raman、维氏显微硬度计、电子拉伸试验机和高温旋转式摩擦磨损试验机分别表征了不同煤油流量下涂层物相、组... 详细信息

在12CrMoVG基体上通过超音速火焰喷涂(HVOF)技术,分别采用不同煤油流量制备了NiCrBSi-CrSi_(2)复合涂层。利用XRD、SEM、EDS、Raman、维氏显微硬度计、电子拉伸试验机和高温旋转式摩擦磨损试验机分别表征了不同煤油流量下涂层物相、组织结构、力学性能和高温摩擦磨损性能。结果表明:不同煤油流量涂层的物相组成基本相同,均有γ-Ni、Ni_(3)B、Cr_(2)B、CrSi_(2)和Cr_(5)Si_(3),但随着煤油流量的升高,涂层中的CrSi_(2)和Cr_(2)B的部分会分别转变为Cr_(5)Si_(3)和CrB相。涂层显微硬度和结合强度随着煤油流量的升高均呈现先增后减的趋势,孔隙率和磨损率表现出先减后增的趋势。当煤油流量为30 L/h时,粉末熔融效果最好,涂层的孔隙率最低为0.17%,显微硬度(HV0.3)最高达到5576.2 MPa,结合强度最高为59MPa,磨损率最低为2.84×10^(-14)m^(3)·(N·m)^(-1)。磨痕表面产生的Cr_(2)O_(3)、SiO_(2)和NiCr_(2)O_(4)等氧化物以及较高的涂层硬度使得30 L/h的涂层显示出最优的耐高温摩擦磨损性能。涂层的磨损机制以氧化磨损和黏着磨损为主。

关键词：超音速喷涂 NiCrBSi-CrSi_(2)复合涂层煤油流量显微组织高温磨损性能

视觉语言模型引导的文本知识嵌入的小样本增量学习

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软件学报 2024年第5期35卷 2101-2119页

作者：姚涵涛余璐徐常胜多模态人工智能系统全国重点实验室(中国科学院自动化研究所) 北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京100049 天津理工大学计算机科学与工程学院天津300384

真实场景往往面临数据稀缺和数据动态变化的问题,小样本增量学习的目的是利用少量数据推理数据知识并减缓模型对于旧知识的灾难性遗忘.已有的小样本增量学习的算法(CEC和FACT等)主要是利用视觉特征来调整特征编码器或者分类器,实现模型... 详细信息

真实场景往往面临数据稀缺和数据动态变化的问题,小样本增量学习的目的是利用少量数据推理数据知识并减缓模型对于旧知识的灾难性遗忘.已有的小样本增量学习的算法(CEC和FACT等)主要是利用视觉特征来调整特征编码器或者分类器,实现模型对于新数据的迁移和旧数据的抗遗忘.但是少量数据的视觉特征往往难以建模一个类别的完整特征分布,导致上述算法的泛化能力较弱.相比于视觉特征,图像类别描述的文本特征具有较好的泛化性和抗遗忘性.因此,在视觉语言模型的基础上,研究基于文本知识嵌入的小样本增量学习,通过在视觉特征中嵌入具有抗遗忘能力的文本特征,实现小样本增量学习中新旧类别数据的有效学习.具体而言,在基础学习阶段,利用视觉语言模型抽取图像的预训练视觉特征和类别的文本描述,并通过文本编码器实现预训练视觉特征到文本空间的映射.进一步利用视觉编码器融合学习到的文本特征和预训练视觉特征抽象具有高辨别能力的视觉特征.在增量学习阶段,提出类别空间引导的抗遗忘学习,利用旧数据的类别空间编码和新数据特征微调视觉编码器和文本编码器,实现新数据知识学习的同时复习旧知识.在4个数据集(CIFAR-100,CUB-200,Car-196和mini Image Net)上验证算法的有效性,证明基于视觉语言模型文本知识嵌入可以在视觉特征的基础上进一步提升小样本增量学习的鲁棒性.

关键词：小样本增量学习视觉语言模型文本知识嵌入类别空间引导的抗遗忘学习

细化多尺度感知与优化轮廓的自适应道路场景语义分割网络

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第6期36卷 844-856页

作者：司马海峰许毓霜王静徐明亮河南理工大学软件学院焦作454000 郑州大学计算机与人工智能学院、软件学院郑州450001

语义分割通常被描述为像素级的分类任务,而集成卷积神经网络与Transformer的MaskFormer网络则将其描述为掩模级的分类任务.为了解决语义分割形变建模能力差、物体轮廓分割模糊和收敛速度慢的问题,提出一种细化多尺度感知与优化轮廓的自... 详细信息

语义分割通常被描述为像素级的分类任务,而集成卷积神经网络与Transformer的MaskFormer网络则将其描述为掩模级的分类任务.为了解决语义分割形变建模能力差、物体轮廓分割模糊和收敛速度慢的问题,提出一种细化多尺度感知与优化轮廓的自适应道路场景语义分割网络.在编码器中,采用标准卷积与可变形卷积堆叠形成的瓶颈结构提高网络的形变建模能力;在解码器中,采用特征细化模块过滤无关特征,进一步提高特征金字塔网络的解码能力;针对特征金字塔网络进行多层级特征融合时上采样特征出现像素点错位的问题,引入特征校准模块优化物体轮廓的分割效果;最后在Transformer模块中采用Miti-DETR解码器加快网络的训练速度,提升分割精度.实验结果表明,所提网络在Cityscapes和Mapillary Vistas数据集上以较大的优势超过了现有的语义分割网络.

关键词：语义分割可变形卷积特征细化特征校准

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基于知识蒸馏的钢铁高炉煤气系统建模方法

控制理论与应用 2024年第3期41卷 428-435页

作者：金锋陈薇琳赵博识赵珺王伟工业装备智能控制与优化教育部重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024 马鞍山钢铁股份有限公司能源环保部安徽马鞍山243003

钢铁企业高炉煤气系统具有波动性大、时变性强、不确定性高等特点,对其未来产消趋势进行准确的建模预测有助于企业的高效决策与节能减排.文章提出了一种基于知识蒸馏的高炉煤气系统建模方法,为了提高训练过程中的拟合精度,在教师网络中... 详细信息

钢铁企业高炉煤气系统具有波动性大、时变性强、不确定性高等特点,对其未来产消趋势进行准确的建模预测有助于企业的高效决策与节能减排.文章提出了一种基于知识蒸馏的高炉煤气系统建模方法,为了提高训练过程中的拟合精度,在教师网络中建立了基于长短期记忆网络的序列到序列模型来提取样本的中间特征.进而,提出了融入教师模型中间特征的知识蒸馏策略,建立了考虑中间特征蒸馏损失与预测均方误差的损失函数,对知识蒸馏过程及预测偏差进行评估.通过国内大型钢铁企业高炉煤气系统实际运行数据的实验验证,表明了本文所提建模方法的有效性,可为后续的能源系统优化调度提供支撑.

关键词：知识蒸馏时间序列高炉煤气系统钢铁企业

维普期刊数据库博看期刊

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富氧燃烧条件对加热炉板坏加热过程的影响

过程工程学报 2024年第7期24卷 805-814页

作者：陆彪王行银古胡青云陈燕陈德敏高靖安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243002

富氧燃烧具有提高理论燃烧温度、降低过剩空气系数和增强烟气辐射能力等优点,因此成为工业炉窑领域研究的热点。为了获得富氧燃烧布置形式及氧气体积分数对加热炉热工特性及板坏加热过程的影响,以某钢厂2250机组步进式加热炉为研究对象... 详细信息

富氧燃烧具有提高理论燃烧温度、降低过剩空气系数和增强烟气辐射能力等优点,因此成为工业炉窑领域研究的热点。为了获得富氧燃烧布置形式及氧气体积分数对加热炉热工特性及板坏加热过程的影响,以某钢厂2250机组步进式加热炉为研究对象,建立了两种富氧布置形式(JC-1和JC-2)的燃烧模型,利用数值模拟研究了氧气体积分数从21vo1%变化到49vo1%时加热炉热工特性与板坏加热特性的变化。结果表明,JC-2工况的富氧燃烧布置形式优于JC-1工况;氧气体积分数为21vo1%~37vo1%时,加热炉板坏出炉温度、炉膛热效率的增长速率较高,因此37vo1%为富氧燃烧最佳氧体积分数。本研究可为现有加热炉实施富氧燃烧改造提供参考。

关键词：加热炉富氧燃烧数值模拟热效率

房价对小微企业创新的影响:来自中国小微企业调查的经验证据

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华东师范大学学报（哲学社会科学版） 2024年第1期56卷 161-174,180页

作者：吴义东孙豪王先柱安徽工业大学商学院马鞍山243002

小微企业是市场经济的微观基础,其做大做强对我国经济发展和社会稳定有着重要意义。通过匹配中国小微企业调查(CMES)数据和省级房价数据,实证分析房价对小微企业创新的影响效果及作用机制,其结果表明:房价上升能够显著促进小微企业的创... 详细信息

小微企业是市场经济的微观基础,其做大做强对我国经济发展和社会稳定有着重要意义。通过匹配中国小微企业调查(CMES)数据和省级房价数据,实证分析房价对小微企业创新的影响效果及作用机制,其结果表明:房价上升能够显著促进小微企业的创新研发活动。此外,房价对小微企业创新研发的影响在企业规模和所处环境、所有者性别和学历水平方面存在明显的异质性。机制分析发现,房价上升通过缓解小微企业融资约束、增加创新研发支出来增强小微企业的创新意愿和创新活力,促进其创新研发。进一步分析发现,房价上升能够显著促进小微企业的自主创新研发活动,且房价与小微企业创新之间呈倒U形关系。上述研究为房价与小微企业创新之间的关系提供了微观层面的经验证据,有助于客观理解房价对小微企业创新的影响,为保障小微企业健康发展提供参考。

关键词：房价小微企业融资约束研发支出自主创新