基于空间变换双线性网络的细粒度鱼类图像分类

有效地识别水下各种鱼类目标具有重要的实际意义和理论价值.鱼类生存环境复杂,由于海洋的极端条件,水下鱼类图像的分辨率低,且图像类间相似度高、类内差异性大,并受光照、角度、姿态等的影响较大,这些因素使得鱼类识别成为一项具有挑战的任务.针对这些难点,提出了一个能够有效进行细粒度鱼类图像分类的深度学习模型.该模型包含空间变换网络和双线性网络两部分,首先利用空间变换网络作为注意力机制,去除图像背景中复杂的干扰信息,选择图像中感兴趣的目标区域,简化后续分类;双线性网络通过融合两个深度网络的特征图提取图像的双线性特征,使得对目标中具有判别性的特定位置有较强的响应,从而识别种类,该模型可以进行端到端的训练.在公开的F4K数据集上,该模型取得了最好的性能,识别正确率为99.36%,较现有最好算法DeepFish提高0.56%,此外,发布了一个包含100类共6 358张图片的新的鱼类图像数据集Fish100,该模型在Fish100数据集上的识别正确率高出BCNN算法0.98%.多个数据集上的实验验证了模型的有效性与先进性.     

MOF衍化TiO_2修饰石墨相氮化碳的光催化性能研究

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)材料是一种极具潜力的有机光催化材料,尤其是在可见光驱动的光催化分解水制氢方面的应用.然而,较差的光生载流子分离效率严重制约了其光催化活性.选择TiO_2作为修饰材料,在g-C_3N_4表面构建合理的异质结构可以有效解决该问题,但需要进行合理的设计.本文通过较为简单的工艺过程,以金属有机框架材料(MOFs)为牺牲模板,制备MOF衍化TiO_2修饰的g-C_3N_4复合光催化剂.制得的MOF衍化TiO_2的比表面积大,约为124.5 m2/g,并由锐钛矿相/金红石相两相混合组成,这会有效增加光催化剂的光生电子分离效率,并提供更多的催化反应活性位点.通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、PL等表征手段,对材料的物相及相关的光谱学、电化学性质进行了详细的表征,并通过成分调控确定了优化工艺参数.通过相关表征结果可以看出,MOF衍化TiO_2修饰的g-C_3N_4复合光催化剂随着TiO_2的负载量提高而表现更好的载流子分离效率,但其可见光响应会随之降低.因此,存在一个最优的负载量可以均衡二者的影响,从而表现出最高的光催化活性.实验发现,TiO_2的质量分数为6%的光催化剂,其光催化制氢活性在可见光(l≥420 nm)驱动下体现了最高的制氢速率,达836μmol/(g·h).实验结果表明:由MOF衍化TiO_2与g-C_3N_4构建的异质结构可以有效地抑制光生载流子的复合,从而显著提高光催化分解水制氢的性能.     

具时滞和非线性感染率的反应扩散HIV模型定性分析

【目的】研究具有时滞和非线性感染率的HIV反应扩散方程的稳定性。【方法】首先考虑非线性感染函数βuυ/(1+aυ~2),建立具有齐次Neumann边界条件、时滞及非线性感染率的反应扩散HIV模型,然后利用基本再生数和线性化方法。【结果】获得系统平衡点局部稳定的阈值条件。即当R0≤1时,无疾病平衡点是局部渐近稳定的;当R01时无疾病平衡点是不稳定的,唯一的地方病平衡点是局部渐近稳定性的。【结论】结果改进和推广了现有文献的相关工作。     

激光加工凹坑织构对赛龙表面润湿性的影响

为探究凹坑织构对表面润湿性的影响以及表面形貌与润湿性之间的关系,提高水润滑轴承材料表面的润湿性,以赛龙材料为研究对象,使用激光雕刻机在试样表面加工不同凹坑织构.使用接触角测量仪测量表面接触角,运用三维形貌仪和扫描电子显微镜对加工后表面形貌分别进行宏观和微观的测量及表征.选取ISO25178中部分三维参数分析表面形貌与润湿性之间的关系.建立凹坑织构几何模型,基于过渡理论分析凹坑形貌变化对表面接触角的影响机理.研究结果表明:合适的织构设计可以有效提高表面润湿性,减小接触角;织构直径和深度越大,材料表面的接触角越小;ISO25178三维参数体系中峭度、偏斜度与表面润湿性之间有较强的关联性,峭度越小,偏斜度越大,表面润湿性越好;表面接触角余弦值与粗糙度率的变化趋势一致,接触角随粗糙度率增加而降低;通过过渡模型建立了织构参数和接触角之间的函数方程,并通过拟合法对其进行了优化.     

基于傅里叶描述子的图像检索技术研究

物体的形状分析和识别是模式识别的重要研究方向,其中傅立叶描述子是其重要方法之一,归一化傅立叶描述子具有旋转、平移、放缩不变性和对起始点的选取不敏感的特点.利用傅里叶描述子对二值图像轮廓进行处理得到特征向量,在获得特征向量后,对待检索图像的特征向量和数据库中的图像用过使用相关系数的度量方法进行相似性比较.在P100数据库上进行实验,通过对实验结果进行分析,表明傅里叶描述子在图像检索准确率方面与保留傅里叶描述子点个数的多少有很强的相关性.     

离子掺杂钛酸锂的制备及其电容性能研究

通过向高温固相法制备的钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))掺杂Al~(3+)、Zr~(4+)、AlF_3进行离子掺杂改性,探究离子种类对材料性能的影响。采用XRD、恒流充放电、循环伏安以及交流阻抗等方法对4种样品进行结构和电化学性能表征。结果表明,3种离子的掺杂均可以提高(Li_4Ti_5O_(12))材料的电化学性能,其中AlF_3掺杂后的性能最好,比容量提升3倍以上,经200圈循环后比容量未出现明显衰减,容量保持率在95%以上。     

基于FPGA的BAN认证算法硬件实现

针对智能传感节点采集的隐私生理信息在人体局域网(body area network, BAN)通信过程中存在的安全隐患问题,结合BAN的IEEE 802.15.6标准,提出一种将挑战/应答(challenge/response)的身份认证机制应用到BAN的认证中的设计方案,该方案使用HMAC-SHA256算法。采用硬件描述语言Verilog和流水线(pipeline)设计思想对该算法进行硬件实现。在Quartus II集成开发环境下,以Altera公司的Cyclone IV系列ED2-115开发板作为硬件平台完成了设计综合,并使用Modelsim软件进行功能仿真,验证了算法的正确性。实测结果显示,该方案满足BAN系统功耗和资源消耗的设计要求,可应用于BAN的身份认证设计。     

基于多传感器的地铁站台上车点择优技术

为缓解地铁高峰期出行人流量大,容易在楼梯两侧拥堵,造成候车乘客分布与各车厢拥挤程度不匹配,进而使得乘客在车厢分布不均的情况,设计了上车点择优系统。该系统利用2对红外传感器和2对超声传感器来监控每次上下车厢的人流量,通过STM32F103单片机处理,统计出各节车厢内人数,然后将数据传输至候车区的USART HMI串口显示屏上,使候车乘客了解各节车厢内的拥挤情况,从而选择更优的上车点。上述系统可以改善人们在采用轨道交通出行时,候车位置选择的盲目性和随机性,避免候车客流分布差别很大的情况出现。     

圆支圆板在动爆冲击波作用下的动力响应

为研究装药运行速度对爆炸冲击波毁伤威力的影响,利用Autodyn软件对动爆冲击波作用下装甲钢圆形靶板的变形进行了数值仿真,建立了动爆冲击波作用下圆形靶板中心挠度的理论计算模型,并将仿真结果与理论计算结果进行对比.研究结果表明:装药运行速度极大地提高了沿装药速度方向爆炸冲击波的超压峰值,加快了沿装药速度方向爆炸冲击波的传播速度;建立的理论计算模型能准确计算周围固定圆形靶板在动爆冲击波作用下的中心挠度值,具有普遍适应性.     

基于近邻算法的GAN生成图像质量评价

GAN生成图像质量评价是指对GAN生成的图像进行评价,判断生成图像的失真度是否影响观察者的信息获取和主观感受.目前,GAN生成图像质量评价算法较少且算法运行效率不高.该文提出一种基于近邻算法的生成图像质量评价(Near-Neighbor based Generated Image Quality Assessment, NN-GIQA)算法,实现对GAN生成图像的自动、客观、高效评价.首先,基于ANN算法获取生成图像的近邻构成相似图像候选池,缩小生成图像对比范围;然后,基于KNN算法在相似图像候选池中获取与生成图像最相似的K个真实图像得到生成图像质量分数;最后,评价多个经典GAN模型在多个经典数据集上获取的生成图像的质量.实验结果表明本文方法有效提高了GAN生成图像质量评价的效率和准确性,运行时间仅为其他方法的1/9～1/28,其评价结果和人类主观评价结果的一致性达到80%以上,符合人类视觉感知.