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多尺度残差挤压和激励的双U舌图分割网络

五邑大学学报（自然科学版） 2024年第2期38卷 55-63页

作者：梁淑芬解竞一吴岑秦传波五邑大学电子与信息工程学院广东江门529020

在图像分割中,单次卷积和频繁的池化操作容易产生冗余信息或遗漏关键信息.本文设计了一种多尺度的残差挤压和激励注意力的双U形分割网络(MRseA-dUNet)来解决上述问题.首先,该网络由两个U形的网络组成,分别是预编码网络和精确分割网络.... 详细信息

在图像分割中,单次卷积和频繁的池化操作容易产生冗余信息或遗漏关键信息.本文设计了一种多尺度的残差挤压和激励注意力的双U形分割网络(MRseA-dUNet)来解决上述问题.首先,该网络由两个U形的网络组成,分别是预编码网络和精确分割网络.为避免频繁的卷积和池化操作导致信息丢失或产生无效信息,提出了具有不同大小感受野的阶梯卷积模块(sCM),并采用并行结构,可以在不同尺度上捕获更丰富、更详细的特征.其次,还设计了一种残差挤压和激励注意力模块(RseAM),可以通过空间和通道提高有效特征增益,消除冗余信息,并且提高了模型的整体鲁棒性.最后,为了减少了降采样操作的数量,简化了纵向复杂度.实验结果表明,本文MRseA-dUNet模型的精度、Jaccard系数和dice系数分别达到0.995 4、 0.979 4和0.989 5,均优于其他7种主流模型,优化了分割效果.

关键词：医学影像分割挤压与激励注意力机制感受野多尺度残差机制

低应力和湿化路径下膨胀土的力学行为与本构模拟

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岩土工程学报 2024年

作者：周葆春江星澐马全国单丽霞王江伟李颖易先达孔令伟信阳师范大学河南省非饱和土与特殊土工程技术研究中心/建筑与土木工程学院中国科学院武汉岩土力学研究所

膨胀土典型变形与破坏现象通常发生在低应力和湿化路径共同作用下，有必要深入研究从非饱和到饱和、从湿化到破坏的膨胀土力学行为及其湿载耦合效应规律。为此，以双压力室非饱和土三轴试验系统、Fredlund土水特征曲线仪为主要平台，开... 详细信息

膨胀土典型变形与破坏现象通常发生在低应力和湿化路径共同作用下，有必要深入研究从非饱和到饱和、从湿化到破坏的膨胀土力学行为及其湿载耦合效应规律。为此，以双压力室非饱和土三轴试验系统、Fredlund土水特征曲线仪为主要平台，开展系统的控制吸力的湿载耦合试验，历时近800 d，获得了低应力和湿化路径下荆门黄褐色中膨胀土持水、变形、破坏等力学行为规律。在此基础上，采用Barcelona basic model描述其湿载共同作用下的应力-应变-强度行为，采用van Genuchten模型描述其非饱和渗流行为。结合10年来该土样的其它试验结果，标定了低应力和湿化路径下荆门黄褐色中膨胀土完整的13个BBM参数以及VG模型参数。本构模拟结果表明上述模型与参数能够较好再现低应力和湿化路径下该膨胀土的力学行为。

关键词：非饱和土湿载耦合非饱和应力-应变-强度行为非饱和渗流 Barcelona模型 van Genuchten模型

基于CNN-transformer的欺骗语音检测

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无线电工程 2024年第5期54卷 1091-1098页

作者：徐童心黄俊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

语音合成和转换技术的不断更迭对声纹识别系统产生重大威胁。针对现有语音欺骗检测方法中难以适应多种欺骗类型,对未知欺骗攻击检测能力不足的问题,提出了一种结合卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与transformer的欺骗... 详细信息

语音合成和转换技术的不断更迭对声纹识别系统产生重大威胁。针对现有语音欺骗检测方法中难以适应多种欺骗类型,对未知欺骗攻击检测能力不足的问题,提出了一种结合卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与transformer的欺骗语音检测模型。设计基于坐标注意力(Coordinate Attention,CA)嵌入的se-ResNet18的位置感知特征序列提取网络,将语音信号局部时频表示映射为高维特征序列并引入二维位置编码(two-dimensional Position encoding,2d-Pe)保留特征之间的相对位置关系;提出多尺度自注意力机制从多个尺度建模特征序列之间的长期依赖关系,解决transformer难以捕捉局部依赖的问题;引入特征序列池化(sequence Pooling,seqPool)提取话语级特征,保留transformer层输出帧级特征序列之间的相关性信息。在AsVspoof2019大赛官方逻辑访问(Logic Access,LA)数据集的实验结果表明,提出的方法相对于当前先进的欺骗语音检测系统,等错误率(equal error Rate,eeR)平均降低12.83%,串联检测成本函数(tandem detection Cost Function,t-dCF)平均降低7.81%。

关键词：欺骗语音检测位置感知序列 transformer 特征序列池化

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虚拟冲击分离效能的多因素影响机制研究

材料导报 2024年

作者：于海明程煜程卫民王玉环董慧徐荣萧山东科技大学安全与环境工程学院

为了有效解决煤矿呼吸粉尘分离效率低的问题，基于euler-Lagrange方法建立了描述虚拟冲击分离器内部风流-粉尘耦合运移的数学模型，采用精准3d打印技术实现了分离器三维结构实体化，并进行分离效能实验研究，实验结果与模拟结果的分离... 详细信息

为了有效解决煤矿呼吸粉尘分离效率低的问题，基于euler-Lagrange方法建立了描述虚拟冲击分离器内部风流-粉尘耦合运移的数学模型，采用精准3d打印技术实现了分离器三维结构实体化，并进行分离效能实验研究，实验结果与模拟结果的分离效率最大偏差为6.32%，进而分析了粉尘密度、次流比及采样流量多种影响因素对分离效能的影响机制。研究发现，随着粉尘粒径的增加，各粒径点的分离效能曲线均呈现逐渐下降趋势，1610kg/m3的分离效能曲线相对最接近BMRC曲线；次流比模拟组中，在1/16～1/10范围内的次流比条件下可获得最佳分离效能，同时发现采样流量控制在1.8L/min～4.5L/min之间时，可有效减小采样流量对各粒径分离效能的影响。研究结果为虚拟冲击分离技术的开发和应用提供了理论指导。

关键词：粉尘监测呼吸性粉尘虚拟冲击分离效能

四种过氧化物酶体同工酶在毕赤酵母甲醇代谢中的作用研究

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食品与发酵工业 2024年第3期50卷 9-15,I0001页

作者：邹潇毅王世杰杨艳坤白仲虎江南大学粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心江苏无锡214122 江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏无锡214122

利用毕赤酵母进行甲醇生物转化具有广泛的应用前景。为了深入了解该酵母甲醇代谢机理,该文以甲醇利用途径的4个过氧化物酶体同工酶为研究对象展开研究,分别为d-核酮糖-5-磷酸-3-表异构酶2(d-ribulose-5-phosphate 3-epimerase,Rpe1-2),... 详细信息

利用毕赤酵母进行甲醇生物转化具有广泛的应用前景。为了深入了解该酵母甲醇代谢机理,该文以甲醇利用途径的4个过氧化物酶体同工酶为研究对象展开研究,分别为d-核酮糖-5-磷酸-3-表异构酶2(d-ribulose-5-phosphate 3-epimerase,Rpe1-2),核糖-5-磷酸异构酶2(ribose-5-phosphate isomerase,Rki1-2),转醛醇酶2(transaldolase,tal1-2),果糖-1,6-二磷酸醛缩酶2(fructose-1,6-bisphosphate aldolase,Fba1-2)。在验证其参与甲醇代谢的基础上,分别对4个酶基因进行单敲除、四敲除,并在四敲除菌中分别进行细胞质同工酶及过氧化物酶体同工酶的回补实验。结果表明4敲除菌在甲醇培养基中受到严重的生长抑制。而单敲除菌中,Fba1-2的缺失对菌株在甲醇培养基中的生长表型影响最大;同时,回补Fba1-2也能最大程度地恢复4敲除菌株的生物量。综上,Fba1-2是甲醇同化途径中的关键酶,且同化途径的过氧化物酶体区室化对甲醇代谢途径至关重要。此外,景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(sedoheptulose-1,7-bisphosphatase,shb17)基因单敲除菌和tAL1-2基因单敲除菌的表型对比结果表明,更改的卡尔文循环是甲醇代谢中木酮糖-5-磷酸(xylulose 5-phosphate,XU5P)再生的主要途径。该研究可为后续优化毕赤酵母甲醇利用途径提供理论依据。

关键词：毕赤酵母甲醇利用途径同化同工酶区室化木酮糖-5-磷酸

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多因素优化蚁群算法机器人路径规划

计算机仿真 2024年第3期41卷 470-476页

作者：孙凌宇王威刘文瀚秦红亮河北工业大学机械工程学院天津300401

采用传统蚁群算法进行路径规划中,存在收敛速度慢,路径不平滑,方向性与目的性较差等问题,提出了多因素优化蚁群算法以提高路径寻优的性能。应用扩散方式赋予地图不均匀的初始信息素,为路径搜索提供更好的方向性,避免了局部最优解的出现... 详细信息

采用传统蚁群算法进行路径规划中,存在收敛速度慢,路径不平滑,方向性与目的性较差等问题,提出了多因素优化蚁群算法以提高路径寻优的性能。应用扩散方式赋予地图不均匀的初始信息素,为路径搜索提供更好的方向性,避免了局部最优解的出现;距离启发信息、障碍物阻力启发信息和路径角度启发信息作为综合启发信息应用于蚁群算法,增强蚂蚁移动的目的性,缩短路径长度;运用贝塞尔曲线优化路径上的拐点处,输出平滑路径。仿真结果表明,多因素优化蚁群算法应对多样性环境具有更强的适应性,有效避免了局部最优解,规划出的最优路径更短且光滑,有利于机器人流畅通行,更具有工程实践意义。

关键词：蚁群算法路径规划扩散综合启发信息贝塞尔曲线

数控车床主轴热误差sHO–LstM预测建模

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 277-288页

作者：陈庚郭世杰丁强强苏哲唐术锋内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区特殊服役机器人重点实验室内蒙古呼和浩特010051

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(sHO)优化时序预测网络(LstM)的精密车床主轴热... 详细信息

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(sHO)优化时序预测网络(LstM)的精密车床主轴热误差预测建模方法。首先,利用羚羊优化算法(GOA)对模糊C均值聚类(FCM)的模糊矩阵常数、最大迭代次数、迭代终止条件进行优化并结合皮尔逊(Person)、斯皮尔曼(spearman)和肯德尔(kendall)相关分析方法优化温度测点,使用手肘法确定最优分组规模,根据dB(davies–Bouldin)、BWP(Bregman Within–class Projection)和silhouette(silhouette coefficient)聚类评估指标评估温度测点聚类效果。其次,以车床主轴五点法获取的热误差数据和优化后的温度数据作为输入,使用海马优化算法(sHO)对时序预测网络(LstM)的隐含层节点、全连接层节点、学习率、L2正则化常数进行优化,并使用s折交叉试验方法确定最优分组规模,建立主轴热误差sHO–LstM预测模型。再次,在不同转速下对构建的热误差模型对基于平均绝对误差(MAe)、均方根误差(RMse)和平均绝对百分比误差(MAPe)的预测效果进行评估。最后,在CkA6163A型车床上进行实例验证,使用五点法进行测量辨识,同时测量主轴附近的温度。结果表明:本文所提出的温度测点优化算法相比未优化的模糊C均值聚类(FCM)的dB指标降低了89.00%,BWP和silhouette分别提高了59.00%和8.17%,优化后的聚类算法可有效降低温度测点间的共线性,提高预测模型的预测效率。本文所提出的海马优化算法(sHO)优化时序预测网络(LstM)与未优化的时序预测网络(LstM)相比,均方根误差降低了42%,表明海马优化算法(sHO)可以提高时序预测网络(LstM)的准确性;与天鹰(AO)优化卷积神经网络(CNN)、反向传播神经网络(BP)相比,本文所提出的预测网络的均方根误差分别降低了3%、57%,sHO–LstM主轴热误差预测模型的鲁棒性和准确性更高。

关键词：数控机床主轴热误差 GOA-FCM算法热误差预测 sHO-LstM网络

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VO/CaVO复合材料的合成及其电化学性能研究

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化工新型材料 2024年

作者：彭良奎陈泓友袁伊帆张锦程程璐周惠敏新疆大学纺织与服装学院

为了改善五氧化二钒的电化学稳定性，采用水热法一步合成了V与Ca摩尔比不同的五氧化二钒/钙掺杂五氧化二钒(V2O5/CaxV2O5)复合材料，以V2O5/CaxV2O5作为正极，金属锂片作为负极组装成电池，通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电... 详细信息

为了改善五氧化二钒的电化学稳定性，采用水热法一步合成了V与Ca摩尔比不同的五氧化二钒/钙掺杂五氧化二钒(V2O5/CaxV2O5)复合材料，以V2O5/CaxV2O5作为正极，金属锂片作为负极组装成电池，通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等对复合材料的微观形貌、结构和元素组成进行了分析，通过电化学工作站对复合材料进行阻抗测试和循环伏安测试，研究了微观形貌和元素掺杂对复合材料电化学性能的影响。结果表明：Ca元素的掺杂使V2O5由纳米棒转化为纳米线，并且有利于提高电极的容量保持率，但CaxV2O5放电比容量较V2O5低，过量添加Ca元素会极大影响材料的储锂性能；当n（V）：n（Ca）=1∶0.12时，V2O5/CaxV2O5复合材料储锂性能和循环稳定性达成平衡，初始放电比容量为100.7mAh/g，循环100圈容量保持率为58.9%，循环100圈总放电比容量为7332mAh/g。

关键词：五氧化二钒钙掺杂电化学性能水热法复合材料

一种用于尿道瘢痕防治动物实验的超声探头设计

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北京生物医学工程 2024年第4期43卷 370-376页

作者：刘畅王欣钰郑其斌王春辉郑政上海理工大学健康科学与工程学院上海200093

目的尿道瘢痕是患者尿道手术后常见的并发症之一,并且难以通过手术治疗方法清除。低强度脉冲超声(low intensity pulse ultrasound,LIPUs)在抑制纤维化,抑制炎症方面有十分突出的表现,为超声防治尿道瘢痕提供了理论的可能性。尽管如此... 详细信息

目的尿道瘢痕是患者尿道手术后常见的并发症之一,并且难以通过手术治疗方法清除。低强度脉冲超声(low intensity pulse ultrasound,LIPUs)在抑制纤维化,抑制炎症方面有十分突出的表现,为超声防治尿道瘢痕提供了理论的可能性。尽管如此,目前并没有对超声用于尿道瘢痕的防治作用的报道,另外有关超声抑制纤维化、抑制炎症的作用机制也仍需要进一步的研究。本文针对新西兰雄兔尿道重建模型设计了一种超声探头,用于LIPUs抑制尿道瘢痕疗效和作用机制的动物实验研究。方法根据兔阴茎的尺寸与形状设计探头结构,通过有限元仿真预测探头声场,用3d打印技术制造原型机。最后对探头声场进行测试,并且用于动物实验验证其实用性。结果探头超声频率为2 MHz,治疗腔长度44 mm,直径8 mm。治疗腔沿长度方向上有3个紧邻的治疗区,每个治疗区的半功率长度约6 mm,治疗区内的I_(sata)(时间平均空间平均声强)可通过前端驱动器电源电压进行调节,当电源电压为30 V时,I_(sata)大于0.87 W/cm^(2)。结论本文设计的超声探头体积小、重量轻、声场均匀,可以对动物尿道实施稳定有效的超声照射,为超声治疗尿道瘢痕动物实验提供了一种有用的工具。

关键词：低强度脉冲超声尿道瘢痕超声探头超声治疗有限元仿真

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