基于空洞分层注意力胶囊网络的X射线焊缝缺陷识别方法

由于X射线焊缝图像的复杂多样性,使得很多传统基于X射线焊缝缺陷检测方法的准确性不高,泛化能力较差。提出一种基于空洞分层注意力胶囊网络(DHACNet)的X射线焊缝缺陷识别方法。DHACNet由卷积模块、空洞分层注意力和胶囊网络(CapsNet)组成。卷积模块用来提取图像的卷积特征,空洞分层注意力用来提取多尺度显著性特征,CapsNet利用胶囊层和动态路由算法替代卷积神经网络(CNN)中的池化操作和全连接操作。DHACNet具有强大多尺度特征提取能力,能够克服CNN只关注图像局部特征和池化操作导致图像部分信息丢失等不足。在构建的X射线焊缝缺陷图像集上进行识别试验,识别准确率为96%以上,与传统方法进行比较,结果表明,该方法有效可行,能够为X射线焊缝缺陷识别系统提供技术支持。

结核分枝杆菌/利福平耐药实时荧光定量核酸扩增检测对菌阴空洞肺结核的诊断效能分析

目的探讨结核分枝杆菌/利福平耐药实时荧光定量核酸扩增(Xpert)检测对菌阴空洞肺结核的诊断效能。方法选取河北省胸科医院2021年4月至2022年10月期间行手术治疗的124例肺部空洞疾病患者相关病历资料,其中菌阴空洞肺结核86例(观察组),非结核肺部空洞疾病38例(对照组)。收集患者手术标本Xpert检测和外周血结核感染T细胞斑点(T-SPOT)试验结果,分析二者对菌阴空洞肺结核的诊断效能。结果Xpert检测和T-SPOT试验诊断菌阴空洞肺结核的敏感度为68.6%、75.6%,特异度为97.4%、68.4%。Xpert检测的敏感度低于T-SPOT试验(χ^(2)=5.832,P<0.001),特异度高于T-SPOT试验(χ^(2)=21.469,P<0.001)。2种方法在观察组中的阳性检出率均高于对照组[Xpert检测:68.6%(59/86)比2.6%(1/38);T-SPOT试验:75.6%(65/86)比31.6%(12/38)](均P<0.001)。受试者工作特征曲线分析结果显示,Xpert检测诊断菌阴空洞肺结核的曲线下面积为0.830,T-SPOT试验的曲线下面积为0.729,Xpert检测的准确度高于T-SPOT试验(P<0.001)。结论Xpert检测对菌阴空洞肺结核有比较可靠的诊断效能。

矩形空洞探地雷达成像曲线厚度变化规律研究

由于城市基础建设不断地翻新改造,引发城市地下空洞滋生问题。通过探地雷达扫描技术,对地下矩形空洞整个探测过程进行研究,将探测过程划分为四个阶段,研究了成像曲线厚度变化规律。对探地雷达水平运行时矩形空洞的成像曲线厚度变化规律进行分析,对不同大小下的矩形空洞点测时曲线厚度进行研究,并通过实际探测案例来解释矩形空洞成像曲线厚度变化规律,结果表明探地雷达探测矩形空洞时其成像曲线厚度为先增加后减小的对称曲线,其曲线厚度最大处在图像上为水平弧段两端,位于实际矩形空洞对角线附近;雷达点测时成像曲线厚度随矩形空洞变大而增加,在图像上表现为空洞越大线条越粗。

gprMax干扰消除方法优化隧道壁后空洞成像特征研究

为解决传统探地雷达图像处理方法在检测隧道衬砌钢筋影响下的壁后空洞时,二维模型不能有效描述空洞三维特征,存在计算效率低、计算精度不足的问题,综合运用平均消除法、指数增益法和时间零点校正法,结合雷达信号随双程窗口时间变化的特点,引入分段函数计算步骤,提出gprMax干扰消除方法,并验证该方法在正演模拟结果处理中的可行性。结合工程实际注浆情况和隧道壁后空洞的检测过程,采用基于时域有限差分法的gprMax软件设计隧道壁后注浆空洞的三维模型,采用gprMax干扰消除方法优化图像结果,对不同工况下的正演模拟图像成像特征进行分析。结果表明:1)gprMax干扰消除方法的正演模拟处理结果与室内混凝土板中圆形空洞结构模型试验的实测结果总体一致;2)水平测线中矩形空洞信号特征呈现出“凹”字形,垂直测线中矩形空洞信号特征呈现出类似直达波的特征,由空洞的三维特征图获取数据可计算得到空洞尺寸和埋深信息;3)gprMax干扰消除方法可以有效增强埋深较大处空洞的电磁信号强度。由研究结果可知,gprMax干扰消除方法在提高了隧道壁后空洞检测数据处理效率的同时保证了计算准确性和精度。

Ⅰ型Chiari畸形合并脊髓空洞的手术治疗策略

目的探讨有限后颅窝减压联合硬膜扩大修补术治疗Ⅰ型Chiari畸形合并脊髓空洞的临床疗效和手术经验。方法回顾性分析我院经有限后颅窝减压联合硬膜扩大修补术治疗的47例Ⅰ型Chiari畸形合并脊髓空洞患者的临床资料。术后复查MRI评估后颅窝容积变化、小脑扁桃体形态以及脊髓空洞形态变化等。采用日本骨科协会(JOA)评分评估患者神经功能改善情况,并记录并发症发生情况。结果47例患者均顺利完成有限后颅窝减压联合硬膜扩大修补术。术后并发症主要为单侧肢体麻木、切口疼痛、发热、皮下积液等,均经保守对症治疗后痊愈。随访期间患者临床症状和神经功能均有不同程度地改善和好转,无神经功能恶化或死亡病例。患者术后3个月的JOA评分为(15.83±1.31)分,高于术前的(14.66±2.06)分,差异有统计学意义(P<0.05)。术后6个月MRI显示,47例患者均可见脊髓空洞范围缩小或消失。结论有限后颅窝减压联合硬膜扩大修补术治疗Ⅰ型Chiari畸形合并脊髓空洞在保证减压效果的同时,还可以增加对后颅窝内容物的支撑,有效预防术后局部粘连,并恢复枕大池区脑脊液正常生理循环,是Ⅰ型Chiari畸形合并脊髓空洞的有效治疗方式。

MIMICS联合Voxar软件引导治疗空洞型肺结核1例

1 临床资料患者,女,41岁,咳嗽2个月,确诊肺结核并口服抗结核药物异烟肼、利福平、乙胺丁醇、吡嗪酰胺,2个月后痰及肺泡灌洗液检查示结核杆菌DNA阳性。查体:双肺呼吸音清晰,未闻及干湿性啰音。肺部CT提示左肺下叶背段空洞,较2个月前相仿。介入手术过程:患者继续口服抗结核药物治疗,气管镜下行结核空洞内异烟肼灌注治疗;医学影像交互式控制系统(MIMICS)软件三维重建提示背段空洞容积为31.3 mL,医学可视化系统Voxar软件虚拟导航提示为左肺背段C支内侧分支(第5级支气管);给予虚拟导航支气管镜引导,0.3g异烟肼加入5mL利多卡因及15mL0.9%氯化钠溶液(总液体20 mL),导管灌入左肺背段C支外侧分支,术中患者诉轻微背痛及胸闷,无其他不适及并发症。

混凝土试块中不同空洞几何形态的地质雷达图像特性测试与分析

根据施工现场隧道无筋衬砌空洞病害情况,构建足尺寸的混凝土试块物理模型,并设置不同几何形态空洞,模拟无筋衬砌空洞病害。利用探地雷达(GPR)检测得到不同龄期、不同天线频率和不同病害对比情况下的空洞病害数据,进行地质雷达图像特性测试与分析。结果表明:混凝土试块中空洞病害检测的最佳天线频率为800 MHz,最佳检测时间为第17天左右;最大幅值A T和电磁波能量E T可作为空洞早期识别的重要特征参数;不同形状空洞的电磁波振幅属性与混凝土龄期关系呈现为“W”形曲线规律;当空洞和不密实病害同时存在时,最大幅值A T更适合不密实病害的辨识研究。本研究可为隧道无筋衬砌空洞及不密实病害的检测和辨识提供理论依据,并为施工现场隧道无筋衬砌空洞病害的检测时间与天线选择提供参考。

倾斜摄影三维模型中水域空洞的自动识别与修复

水域具有独特的光学反射特性,在倾斜摄影测量数据生成的模型中易导致空洞产生。为保证三维模型的完整性和显示效果,需要对水域空洞进行识别与修复。由于倾斜摄影模型内部存在大量独立的几何体,采用常规的三角网拓扑关系提取水域空洞轮廓线时会提取出所有几何体的边界轮廓线,导致无法准确识别水域空洞边界。针对此问题,本文提出了一种基于坐标转换和图像边缘检测获取水域空洞轮廓线的新方法:首先,根据OSGB模型中Z轴方向上是否存在三维点绘制水域空洞二值图,并对二值图像进行边缘检测获取水域空洞的二维轮廓线;再通过坐标转换获取水域空洞的三维轮廓线,对三维轮廓线进行约束构网、纹理映射,得到水域空洞的几何体并将绘制的水域几何体切割融合到不同的模型文件;最终实现水域空洞轮廓的自动识别以及水域空洞的自动修复。

含壁后空洞盾构隧道管片安全分析

为探究空洞对盾构隧道的影响机理,通过建立考虑环、纵向接头的盾构隧道精细化数值模型,研究不同空洞深度、面积、位置等多种情况下管片内力、变形及截面安全系数的变化规律,并探讨管片不同拼装点位对含壁后空洞隧道的影响。研究结果表明:隧道壁后不同位置空洞对结构安全不利影响的排序为:隧腰>隧底>隧顶;空洞面积为5.0 m^(2)时,随空洞深度增加,隧顶或隧底空洞中心处隧道截面弯矩及安全系数呈先减小后反向增大的趋势,且管片椭变先减小至0后反向增大,弯矩分别在空洞深0.3、0.2 m时反弯,左隧腰空洞中心处截面安全系数不断降低,管片椭变及弯矩大幅提升;空洞深度为0.5 m时,隧顶或隧底空洞中心处隧道截面弯矩均在空洞面积3.75 m^(2)时反弯;空洞范围内存在纵缝会降低空洞中心处隧道截面内力并提升其安全系数,但其最大张开为空洞内无接缝时的2.0~3.5倍。研究成果可为盾构隧道壁后空洞安全评价、拼装点位选取提供参考。

数据引流下异构传感器网络能量空洞防护算法

异构传感器网络在工作时,靠近传感器基站位置的节点会由于接收转发次数较多而出现能量空洞现象。为有效对此现象实施防护,保障网络安全运行,提出数据引流下异构传感器网络能量空洞防护算法。构建网络节点部署模型,对传感器网络节点实施节点优化部署;计算网络节点能耗对网络实施能量均衡控制,获取异构传感器网络节点的簇内传输跳数;结合获取的节点簇内跳数以及能量均衡结果开展节点接收数据的的引流分配,平衡传感器网络层内节点能量消耗,实现传感器网络的能量空洞防护。实验结果表明,使用上述方法开展传感器网络能量空洞防护时,数据转发接收能耗较低,防护方法性能高,防护效果好。

基于改进的空洞卷积UNet网络提取林地信息方法

为提升大范围林地信息提取的智能化程度及效率,提出了一种基于残差连接的空洞卷积UNet网络(RCD-UNet网络),将残差连接双卷积模块与传统UNet网络进行有机结合以提升模型性能,并以GF-2号高分辨率卫星遥感影像为数据源,开展了南京林地信息提取方法研究。结果表明:引入空洞金字塔池化层(ASPP)模块能够增强模型对上下文的感知能力,林地信息提取的总体精度为95.44%,Kappa系数为82.48%,满足高效、准确提取森林资源空间结构信息的需求,为森林资源管理与调查提供了技术支撑。

喷印工艺下LGA焊接空洞的原因分析与解决

在使用喷印工艺时,LGA器件回流焊后常发生空洞缺陷,对此产生的原因进行了分析。采用对LGA预上锡回流工艺和多点喷涂的方式,使回流过程中焊膏挥发出的气体更易于逸出。通过对比试验,找到合适的喷印图形和锡膏量,解决了喷印工艺下LGA器件焊接最常见的空洞问题。

结合上下文特征融合的虚拟视点图像空洞填充

由于参考纹理视图的前景遮挡和不同视点间的视角差异,基于深度图的虚拟视点合成会产生大量空洞,先前的空洞填充方法耗时较长且填充区域与合成图像缺乏纹理一致性。该文首先对深度图进行预处理来减少空洞填充时的前景渗透;然后,针对经3D-warping后输出合成图像中的空洞,设计了一种基于生成对抗网络(GAN)架构的图像生成网络来填充空洞。该网络模型由2级子网络构成,第1级网络生成空洞区域的纹理结构信息,第2级网络采用了一种结合上下文特征融合的注意力模块来提升空洞填充质量。提出的网络模型能有效解决当虚拟视点图像中的前景对象存在快速运动时,空洞填充区易产生伪影的问题。在多视点深度序列上的实验结果表明,提出方法在主客观质量上均优于已有的虚拟视点图像空洞填充方法。

基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络的残饵密度估计

及时、准确地估算饵料盘中残留饲料量是提高养殖效益的重要措施。针对虾类养殖场景下残饵检测模型复杂度高、计数精度低的问题,提出了一种基于混合空洞卷积和注意力多尺度网络(hybrid dilated convolution and attention multi-scale network,HAMNet)的残饵密度估计方法。首先,借鉴MCNN(multi-column convolutional neural network)多列架构的思想设计并行卷积块(parallel convolution block,PCB),使网络在单列架构中提取多种尺度的残饵特征,简化了网络结构并减轻了计算量;同时为了弥补网络结构简化造成残饵特征表示能力略有不足的问题,引入混合空洞卷积块(hybrid dilated convolution block,HDCB)避免信息丢失并增大感受野,增强模型深入挖掘多尺度残饵信息的能力。其次,在网络中嵌入通道注意力机制(channel attention mechanism,CAM),利用通道之间的相互依赖性重新校准有用特征信息的权重,凸显目标与背景的差异性。最后,针对下采样导致密度图质量差的问题,应用可学习的转置卷积恢复特征图细节信息,进而提升模型计数性能。利用饵料盘条件下采集的残饵图像进行了验证,试验结果表明,与基准模型MCNN相比,HAMNet模型的平均绝对误差、均方根误差和计算量分别降低了44.4%、40.8%和13.7%,参数量仅为0.52 MB。与经典密度估计模型CMTL(cascaded multi-task learning)、SANet(scale aggregation network)、CSRNet(congested scene recognition network)相比,该模型在各项性能指标上保持了最佳平衡,明显处于优势。该研究可为人工智能在水产养殖中快速量化残饵提供参考。

岩溶区地下双空洞诱发地面塌陷演化过程的试验研究

为探究岩溶区地下双空洞联合致塌演化过程的一般规律,设计一种可视化的模拟双空洞塌陷的试验装置。为此,设计并开展了改变双空洞洞口宽度、洞口间距、砂土含水率及地下初始水位高度的室内物理模型正交试验,并通过相机和位移计记录双空洞发育过程中的土体参数变化,分析其动态塌陷过程及最终塌陷模式,对渗流作用下地下双空洞联合致塌的灾变规律进行了探究。其次,根据塌陷发生的条件和影响因素,对各因素水平赋予一定权重,采用一种半定量的预测方法对试验塌陷模式进行预测,为岩溶区群落式地面塌陷灾害的研究提供了一定的思路。结果表明:双空洞塌陷以湿润锋为界限分为水下缓慢发育和水上加速破坏两个阶段,且前者约占塌陷破坏总历时的85%以上;洞口宽度与洞口间距是影响塌陷破坏模式的重要因素;双空洞连通程度的强弱,会导致其发育的空间形态不同,最终形成三种塌陷破坏模式;湿润锋以上土体的破坏形态与砂土自身强度有关,随含水率的增加,有从漏斗形到直筒形再到坛形的变化趋势,湿润锋以下土体的破坏形态基本为漏斗形,且破裂面出现在湿润锋的分界面上;砂土含水率与塌陷破坏总历时呈负相关关系,在4个因素中的影响效果最为显著;基于半定量法的预测模型预测的塌陷破坏模式与试验实际的塌陷破坏模式吻合较好,对今后岩溶区类似地面塌陷的预测和灾害预警有一定的参考意义。

一种基于空洞节点检测的可靠无人机自组网路由协议

针对高动态无人机自组网中节点之间链路生存时间(Link Live Time,LLT)短和节点遭遇路由空洞次数多的问题,提出了一种基于空洞节点检测的可靠无人机自组网路由协议——GPSR-HND(Greedy Perimeter Stateless Routing Based on Hollow Node Detection)。GPSR-HND协议中,转发节点通过空洞节点检测机制检测邻居节点状态,将有效邻居节点加入待选邻居节点集;然后基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)的多度量下一跳节点选择机制从待选邻居节点集中选择权重最大的邻居节点贪婪转发数据;如果待选邻居节点集为空,则从空洞邻居节点集中选择权重最大的空洞节点启动改进的周边转发机制,寻找可恢复贪婪转发模式的节点。与GPSR-NS协议和GPSR协议相比,GPSR-HND协议表现出了更好的性能,包括平均端到端时延和丢包率的改善,以及吞吐量的提高。

基于深度强化学习的移动通信网络空洞节点智能定位方法

在定位移动通信网络空洞节点时,易受路径选择阶段的局部最优问题影响,使定位效果难以达到理想状态.为此,提出基于深度强化学习的移动通信网络空洞节点智能定位方法.在确定移动通信网络中不同节点之间的位置信息阶段时,采用加权处理的方式对每跳距离信息进行量化,再结合加权平均跳距和节点与锚节点的距离,确定移动通信网络空洞节点定位步距.在空洞节点定位阶段引入深度强化学习中的灰狼算法,并从快速收敛的角度出发,利用模拟退火和混沌映射对原始的灰狼算法进行优化,将最终灰狼奔走围攻对象作为移动通信网络空洞节点的定位结果.测试结果表明,本文设计的定位方法能够降低空洞节点定位阶段的路径开销,在定位精度方面有良好表现,定位效率也明显提升.

基于多尺度空洞胶囊孪生网络的水稻虫害识别方法

水稻是我国主要的农业粮食产物,害虫严重影响水稻的产量和质量。为了快速、准确地识别水稻害虫,针对现有传统识别算法中需要依赖大量训练样本、训练时间长等问题,提出一种基于孪生多尺度空洞胶囊网络(multi-scale dilated capsule siamese network, MSDCSNet)的水稻害虫识别方法。首先,该方法采用3个空洞Inception模块依次提取图像的多尺度卷积特征;其次,由胶囊网络进一步提取特征向量,构建图像的特征向量对;然后通过孪生网络计算每对向量图像的余弦相似度进行害虫识别,该方法集合多尺度空洞卷积、胶囊网络和孪生网络的优势,可有效克服深度卷积网络需要大样本、训练时间长等问题;最后在一个自建的水稻害虫小样本数据集上进行测试,实现对水稻5种常见害虫(稻蝗、稻纵卷叶螟、稻棘缘蝽、二化螟、稻飞虱)的识别,平均识别率达到95.6%,与VGG19算法、ACapsNet算法相比,识别率分别提高20.8、3.6百分点。结果表明,该方法在小训练样本集中,具有较强的鲁棒性和较高的识别率,可实现对水稻害虫的精确识别,为其他农作物的害虫识别提供参考。

地下防空洞充水后塌陷引起上部建筑受损后的加固方法探讨

老旧防空洞的塌陷,对地表建筑影响巨大,想要彻底消除防空洞的影响就要密实回填封堵。当地表上存在房屋的时候,现场不具备大开挖条件,且随着地下水位的升高,防空洞内外水压力平衡,直接抽水会导致坍塌,所以在有限的空间里进行空间置换和灌浆封堵,成了此类型防空洞处理的一个手段。文中以某办公楼为例,分析加固思路,确定加固方式,为此类问题寻找到一个比较合理的处理办法。

探地雷达对道路空洞修复效果探测的应用

随着各大城市道路空洞探测项目的实施,探测成果丰硕,有效减少了道路塌陷事故,也推动了空洞修复技术的发展,但修复后的空洞仍频繁出现沉陷甚至塌陷事件,主要原因是空洞修复技术的不足,当时又无法得知修复效果。为保证空洞修复后不再出现新空洞,空洞修复后的雷达探测成为检测修复效果的有效手段。探地雷达由于其分辨率高、速度快、成果直观且可实时反应地下情况,是目前常用的探测手段。本文首先阐述了目前普遍使用的空洞修复技术,并对修复后空洞进行探地雷达正演模拟,最后结合工程案例,分析探测效果。结果表明,探地雷达对大多数修复技术的效果探测准确可靠,但对高聚物注浆修复效果评价需结合FWD(落锤式弯沉仪)等其他无损检测技术,本文所提出的探测方法可为同行开展相关工作提供借鉴。