北京大学 徐光宪教授谈:编著《物质结构》的体会

1956年教育部曾委托唐敖庆、卢嘉锡、吴征铠教授和我四人共同编著物质结构教材,并在1957年暑假完成了初稿的一半,约一百万字内容远远超过教学大纲的要求。

徐光宪的七字育人观

2009教育年度新闻人物获得者徐光宪教授,也是2008年国家最高科学技术奖获得者。徐教授是中国科学院院士,是一位著名的科学家,也是一位杰出的教育家。季羡林先生称赞其＂桃李满天下,师德传四方＂。近日,年届九旬的徐光宪先生专门撰写文章,阐述了自己对近年来一直关注的青少年素质教育问题的思考。

徐光宪的七字育人观

2009教育年度新闻人物获得者徐光宪教授，也是2008年国家最高科学技术奖获得者。徐教授是中国科学院院士，是一位著名的科学家，也是一位杰出的教育家。季羡林先生称赞其“桃李满天下，师德传四方”。近日。年届九句的徐光宪先生专门撰写文章，阐述了自己对近年来一直关注的青少年素质教育问题的思考。

基于非凸低秩张量分解和群稀疏总变分的高光谱混合噪声图像恢复

高光谱图像(Hyperspectral Image,HSI)在采集的过程中会被大量混合噪声污染,会影响遥感图像后续应用的性能,因此从混合噪声中恢复干净的HSI成为了重要的预处理过程。在本文中,提出了一种基于非凸低秩张量分解和群稀疏总变分正则化的高光谱混合噪声图像恢复模型;一方面,采用对数张量核范数来逼近HSI的低秩特性,可以利用高光谱数据固有的张量结构,同时减少对较大奇异值的收缩以保留图像更多细节特征;另一方面,采用群稀疏总变分正则化来增强HSI的空间稀疏性和相邻光谱间的相关性。并采用ADMM(Alternating Direction Multiplier Method)算法求解,实验证明该算法易于收敛。在模拟和真实的高光谱图像实验中,与其他方法相比,该方法在去除HSI混合噪声方面具有更好的性能。

基于光易变性低秩正交先验的高光谱解混

高光谱解混是通过图像分解提取端元及丰度特征的过程,然而由光照、大气等因素引起的光谱类内易变性,或者由环境变化、设备等非线性因素导致的谱间易变性,会导致特征提取精度下降。为了全面考虑解混过程中光谱变化的问题,本文引入光谱易变性的低秩正交先验提出了一种增强型的光谱解混优化模型。首先,在线性解混模型基础上引入易变性数据拟合项来同时考虑光谱类内和类间变化,利用缩放因子来解决光谱类内易变性,同时增加光谱易变性扰动矩阵来解决谱间易变性。其次,该模型利用正交先验约束来实现原光谱字典与易变性项的空间低相干性,通过采用核范数对数松弛来强化丰度矩阵的低秩特性,抑制微小分量及噪声。最后,采用交替优化法及向量-矩阵算子降低求解算法复杂度。通过模拟数据集和真实数据集仿真测试结果表明,本文所提算法取得了优于对比算法的良好性能,验证了该优化模型的有效性。

基于分数阶全变分和低秩正则化的彩色图像去模糊方法

针对现有的彩色图像去模糊过程中存在色彩失衡、阶梯效应和伪影等现象,提出了一种基于分数阶全变分和低秩正则的图像去模糊优化方法。首先,将传统的RGB彩色图像转换到YCbCr颜色空间,利用其亮度通道特征解决色彩失衡问题;其次,利用分数阶全变分的特征消除图像恢复任务中出现的阶梯效应,并且引入加权核范数低秩正则进一步抑制伪影及噪声;最后,利用交替方向乘子法设计出高效的求解方法,通过迭代优化得到纯净图像的最优估计。对彩色图像测试的实验结果表明,所提出的方法对图像去模糊任务取得较好的视觉恢复效果,客观评价指标良好。

稀土萃取分离工艺研究新进展

综述了近年来我们实验室在稀土萃取分离工艺研究方面取得的一些新进展。主要有:(1)稀土萃取分离工艺的计算机一步放大;(2)回流启动技术;(3)三出口新工艺;(4)稀土料液浓缩新方法;(5)稀土与非稀土元素的分离;(6)专家系统技术在稀土萃取分离工艺控制中的应用。

DCT变换与DNA运算相结合的图像压缩加密算法

为了解决图像加密后数据量大、传输速率慢的问题,采用了离散余弦变换(DCT)与脱氧核糖核酸(DNA)运算相结合的图像压缩加密方法。首先采用DCT对原始图像进行压缩;再进行DNA编码;最后根据DNA运算的思想,通过Chen混沌系统对原始图像执行DNA加法运算,成功得到了加密图像。结果表明,该算法不仅有效地提高图像传输速度、减少存储空间,同时加密效果好、安全性高。

智能输液监控系统的设计与实现

文章设计一种智能输液监控系统,系统以STC89C52单片机为核心。在保证输液安全与卫生的前提下,实现自动检测并显示液体的点滴速度,控制滴速以及对异常情况进行声光报警等功能。采用红外对管检测滴速信号,利用带有偏心轮的步进电机控制液滴速度,软件模块基于模糊PID控制算法实现对步进电机转动角度的精准控制。该系统工作稳定,操作简便,成本低廉,在临床静脉输液中具有实际意义。

基于混沌系统和DNA序列运算的新型图像加密

针对数字图像加密算法复杂度高、安全性较差等问题,提出一种基于混沌系统的新型DNA混合图像加密算法。通过对相关算法进行研究,将混沌系统与DNA序列运算(延长运算、删除运算、缺失运算、插入运算)进行结合。根据DNA序列运算的思想,通过Chen和Lorenz混沌系统对原始图像执行DNA加法运算,成功得到了加密图像。仿真结果表明,与其他算法相比,该算法不仅加密效果好、安全性高、密钥量大,同时还具有很好的初值敏感性和抗攻击能力等优点。

基于UNet的医学图像分割综述

UNet作为卷积神经网络(CNN)中最重要的语义分割框架之一,广泛地应用于医学图像的分类、分割和目标检测等图像处理任务。对UNet的结构原理进行了阐述,并对基于UNet网络及变体模型进行了全面综述,从多个角度对模型算法进行了充分研究与分析,试图建立起各个模型间的演进规律。首先,将UNet变体模型根据其应用的七种医学成像系统的不同而进行分类研究,且将核心构成相似的算法进行了对比描述;其次,对每个模型的原理、优缺点和适用的场景等内容进行分析;再次,对主要UNet变体网络从结构原理、核心组成结构、数据集和评价指标四方面进行总结;最后,结合深度学习的最新进展,客观地描述了UNet网络结构存在的固有不足和解决方案,为未来继续改进提供了方向。同时,对UNet可结合的其他技术演进与应用场景等内容进行详述,进一步展望了基于UNet变体网络未来的发展趋势。

一种基于混沌序列的安全网络编码设计与分析

提出了一种低开销的安全网络编码方案。该方案利用混沌序列较高的随机性和对初始条件极度敏感的特性,将混沌序列与原始信源消息向量相结合,构造出"一次一密"的密码体制,从而实现该编码方案的完善保密性。该方案仅在原随机网络编码体制的基础上对信源进行了改变,中间节点保持不变,具有普遍通用性;并且在信源处仅加入一个干扰信号来保证编码方案的安全性。理论分析结果表明,在攻击者具有有限窃听能力的情况下,该安全网络编码方案可以保证完善其保密性,且发送信号的开销最小。

我国电信业客户关系管理研究

客户关系管理是一种基于全新的信息技术的管理理念,本文结合当前我国电信行业环境,从管理学角度综合分析了客户关系管理的概念及其在电信业实施客户关系管理的必要性与效用性,并对此提出了有针对性的建议与策略。

基于混沌系统的DNA图像加密算法

为了解决数字图像加密算法复杂度高、安全性较差的问题,提出一种基于混沌系统的DNA融合图像加密算法。首先利用Baker变换对图像进行置乱以读取DNA序列;再由Logistic混沌映射产生混沌序列,从而对DNA序列进行混沌加密。该算法对初值具有很好的敏感性,抗统计、抗差分攻击能力强。仿真结果表明:所提算法不仅实现简单,而且加密效果好,安全性高。

基于稀疏矩阵的低复杂度安全网络编码算法

针对安全网络编码复杂度较大的问题,提出一种基于稀疏矩阵的安全网络编码算法。利用稀疏矩阵占用较少的存储空间和运算速度快的优点,在信源处将信源信息与稀疏矩阵进行矩阵变换操作,使得随机网络编码能以较高的概率达到信息论安全的要求。仿真结果表明,该算法能提高编解码速率,降低复杂度,减少存储空间。

基于伪随机序列的Arnold加密算法

Arnold变换是一种经典的图像置乱算法。由于其具有周期性,导致密钥量不够。提出了一种改进的Arnold变换方法,即引入伪随机序列并利用安全哈希算法产生随机参数序列,将数字图像分块,并对每个块图像分别进行Arnold变换,最终得到一幅置乱图像。该算法有效地增加了密钥量,可以克服通过穷举分析等手段进行的攻击,增加了图像的安全性。

啤酒发酵过程监控系统研究

啤酒的发酵是一个复杂的生物化学反应过程。针对啤酒发酵过程受许多干扰因素的影响,具有大惯性、大滞后和严重的非线性特性,以及过程对自动监控系统的要求,引入以被调变量的偏差和偏差的变化趋势为依据的模糊智能控制算法,设计了啤酒发酵过程监控系统,并讨论了系统工程的软硬件实现的问题。系统的实际运行效果表明,该系统算法适应性和灵活性强,控制精度较高,运行效果理想,发酵过程动态特性好,啤酒生产波动小,啤酒质量稳定。

基于M2M技术的智能灯泡系统设计与实现

提出一种基于M2M(Machine to Machine)技术的智能灯泡系统。在可拆卸LED灯泡中装入无线接收模块,通过它与无线网络连接。同时通过Android手机将控制命令传送给LED灯泡,最终实现Android手机对灯泡开、关和亮度的调节。数据通信采用BCH编译码方法。系统有较好的性价比,成本只需要150元左右。测试结果表明,系统通信正常,实时性和稳定性都比较好,适合实际应用。

混沌序列在安全网络编码算法中的应用研究

为提高网络编码的安全性提出了一种在信源处使用混沌序列与信源信息相结合,在信宿处列表译码的安全网络编码算法。该算法使用改进型Logistic映射产生混沌序列对信源消息进行处理,传输过程保持原有网络编码体制不变,可以抵抗多种窃听和污染攻击。经过系统仿真及理论分析可知,该算法舍弃部分带宽来保证网络的安全性,以较小的开销达到了信息论安全的要求。最终实现了混沌序列在安全网络编码算法中的应用。

改进的DNA图像加密算法

针对数字图像加密算法复杂度高、安全性较差问题,通过对相关算法进行研究,提出一种DNA序列与混沌系统相结合的新型算法。该算法突破了先置乱图像像素后改变像素值的方式,利用传统DNA密码学中的并行性和信息密度的特性,对数字图像进行处理,然后结合混沌序列对其进行加密。仿真结果表明,较其他算法相比,不仅具有安全性高,密钥空间大,而且对穷举攻击、统计攻击、差分攻击有良好的鲁棒性。