一种基于三角数分解的可配置2-D卷积器优化方法

多尺寸2-D卷积通过特征提取在检测、分类等计算机视觉任务中发挥着重要作用。然而,目前缺少一种高效的可配置2-D卷积器设计方法,这限制了卷积神经网络(CNN)模型在边缘端的部署和应用。该文基于乘法管理以及奇平方数的三角数分解方法,提出一种高性能、高适应性的卷积核尺寸可配置的2-D卷积器。所提2-D卷积器包含一定数量的处理单元(PE)以及相应的控制单元,前者负责运算任务,后者负责管理乘法运算的组合,二者结合以实现不同尺寸的卷积。具体地,首先根据应用场景确定一个奇数列表,列表中为2-D卷积器所支持的尺寸,并利用三角数分解得到对应的三角数列表;其次,根据三角数列表和计算需求,确定PE的总数量;最后,基于以小凑大的方法,确定PE的互连方式,完成电路设计。该可配置2-D卷积器通过Verilog硬件描述语言(HDL)设计实现,由Vivado 2 022.2在XCZU7EG板卡上进行仿真和分析。实验结果表明,相比同类方法,该文所提可配置2-D卷积器,乘法资源利用率得到显著提升,由20%~50%提升至89%,并以514个逻辑单元实现1 500 MB/s的吞吐率,具有广泛的适用性。

基于离散2-D小波多级分解的电容器外观缺陷视觉检测方法

电容器外观破损、凸起等缺陷直接影响器件的生产质量。目前电容器微小外观缺陷检测难度较大,导致视觉检测效率较低。为此提出了基于离散2-D小波多层分解的电容器外观缺陷视觉检测方法。采用同态滤波处理去除光照对电容器外观视觉检测结果的影响。利用像素点灰度值确定图像边缘点位置,提取电容器外观缺陷区域。应用离散2-D小波分解的方法对其展开多级分解。再差分统计电容器图像的外观缺陷纹理特征。将特征输入Mahalanobis分类器中,完成电容器外观缺陷视觉检测。仿真结果表明,所提方法可以较好检测电容的各种缺陷,召回率最低值是94.9%,误检率最高值为9.8%,漏检率均在10%以内,电容器缺陷检测效果较好。

2-D Modeling and Calculations of Stratospheric Ozone and Influences of Convection, Diffusion, and Time

An engineering system approach of 2-D cylindrical model of transient mass balance calculations of ozone and other concerned chemicals along with fourteen photolysis, ozone-generating and ozone-depleting chemical reaction equations was developed, validated, and used for studying the ozone concentrations, distribution and peak of the layer, ozone depletion and total ozone abundance in the stratosphere. The calculated ozone concentrations and profile at both the Equator and a 60˚N location were found to follow closely with the measured data. The calculated average ozone concentration was within 1% of the measured average, and the deviation of ozone profiles was within 14%. The monthly evolution of stratospheric ozone concentrations and distribution above the Equator was studied with results discussed in details. The influences of slow air movement in both altitudinal and radial directions on ozone concentrations and profile in the stratosphere were explored and discussed. Parametric studies of the influences of gas diffusivities of ozone DO3 and active atomic oxygen DO on ozone concentrations and distributions were also studied and delineated. Having both influences through physical diffusion and chemical reactions, the diffusivity (and diffusion) of atomic oxygen DO was found to be more sensitive and important than that of ozone DO3 on ozone concentrations and distribution. The 2-D ozone model present in this paper for stratospheric ozone and its layer and depletion is shown to be robust, convenient, efficient, and executable for analyzing the complex ozone phenomena in the stratosphere. .

广义2-D系统Roesser模型的可接受输入序列研究

通过将有限矩形上的广义 2 - D Roesser模型转化为等价的代数方程 ,给出了有限矩形上所有输入均为该系统的可接受输入的充要条件 ;利用 2 - D Z-变换以及多项式矩阵的性质 ,给出了无限矩形上所有输入均可接受的充要条件。证明了当系统的输入矩阵行满秩时 ,只要系统在某个有限矩形上的所有输入均为可接受输入 ,则在无限矩形上的所有输入也均为可接受输入。基于矩阵的初等行变换 ,提出了确定广义 2 - D系统 Roesser模型可接受输入序列集合的方法。

随机2-D系统的集员状态估计

本文研究了噪声在有界椭球集的2-DFMII模型的状态向量的递推估计问题。从提高计算的有效性和可实现性出发,通过在不同的更新阶段采用优化定界椭球(OBE)算法,对该系统提出了一种新的状态估计方法。所得状态估计是状态空间里一个集合而不是单个向量。其中的最优估计是包含系统未知状态的最小容积椭球。

一种适于VLSI处理的计算2-D DFT的新算法

算术付立叶变换AFT［3］是对付立叶分析的一种数论方法，已经表明［4］，它对传统的FFT算法形成了挑战。本文在已有的一维AFT算法的基础上，提出了利用二维Mobius求逆公式的二维算术付立叶变换AF算法。对其结构和复杂度的分析表明：二维AFT算法在算法复杂度和运行速度上明显胜过传统FFT算法，最后，给出了实现该算法的程序框图。对它的模拟仿真表明算法无误。

基于特征分解的2-D多边形渐变

二维多边形渐变在二维角色动画、模式匹配、几何造型等领域有着重要的应用.已有的方法大多根据多边形的边长、角度、面积、骨架等几何属性来完成多边形之间的最佳对应和渐变,而忽略了多边形的内在视觉特征.提出了一种基于视觉特征对应的 2-D 多边形渐变方法,该方法把源多边形和目标多边形按照视觉特征进行同构特征分解,得到若干对对应的特征子多边形.在渐变过程中,每个源特征子多边形光滑地过渡到目标特征子多边形.通过引入特征分解点,用户可以灵活和直观地改变特征子多边形,按照预想的效果控制多边形的渐变.实验效果表明,基于特征分解的顶点对应和插值算法不仅可以得到光滑的多边形渐变序列,而且可以实现多特征保留.

4-(对取代苯基)-2-[2-(取代苯基)呋喃-4-甲酰胺]-1',3',4'-均三唑[1,2-d]-1,3,4-噻二唑类衍生物的合成和生物活性

以1-氨基-5-巯基-2-(对取代苯基)-1,3,4-均三唑和5-取代苯基-2-呋喃甲酰异硫氰酸酯为原料,合成了10个未见文献报道的含苯环连呋喃的均三唑并噻二唑类衍生物,通过元素分析,1HNMR,IR和MS确定化合物的结构,初步生物活性测试表明标题化合物具有一定的除草活性.

一般2-D线性常系数离散状态空间模型渐近稳定性的一类Lyapunov方法

本文给出了一般2-D线性常系数离散状态空间模型(2-D GM)的渐近稳定性的定义以及相应的判据,并借助于Lyapunov方程给出了2-D Roesser Model(2-D RM)渐近稳定条件,推广和简化了文献[1,7]的有关结论。最后通过行列式的一个简单性质,证明了关于2-DGM渐近稳定性的判定可以转化为一类特殊的2-D RM的相应问题,从而得到了判定2-D GM渐近稳定性的Lyapunov方法。

一类2-D不确定离散系统的弹性保成本控制

当被控系统的数学模型存在不确定性时,需要设计鲁棒控制器才能使得受控系统稳定,然而,如果控制器本身也存在不确定性时,系统就会变得复杂难以控制,使用传统的鲁棒控制方法很难达到期望的控制目标,甚至不能保证受控系统的稳定性.本研究就是针对当系统模型和控制器同时存在不确定性时,给出了设计稳定控制器的简便方法.通过将控制器的不确定性分别表示为加法式和乘法式摄动,研究了以上两种系统的弹性保成本控制问题,并给出了相应控制器的设计方法.在主要结果推导过程中,巧妙运用了各种矩阵不等式放缩和等价参数变换等数学方法,最终将主要结果表示为线性矩阵不等式(LMI),利用Matlab的LMI工具箱,可以很方便地设计所需要的控制器.最后,对同一个受控系统,分别施加利用本文结果和已有结果设计的控制器,发现前者可以很好地控制系统,而后者却不能使受控系统稳定,从而验证了所得结果的有效性.

2-D数字阀用低惯量旋转电磁铁及其矩角特性研究

针对传统2-D数字阀用电-机械转换器转动惯量大、动态响应低的不足,研制了一种空心杯转子结构的低惯量旋转电磁铁。通过磁路解析讨论了电磁铁结构和运行参数对输出力矩的影响;基于Ansoft/Maxwell 3-D平台对其矩角特性进行了有限元模拟。试验结果和仿真结果基本一致,该低惯量旋转电磁铁具有较大的静力矩,其矩角特性近似于正弦波形,可用作高频2-D数字阀的电-机械转换器。

基于2-D线性连续—离散系统理论的P型闭环迭代学习控制

将2-D线性连续-离散系统理论应用于迭代学习控制中,给出能很好反映迭代学习控制过程的数学模型(2-D线性连续-离散系统Roessor模型)。在2-D系统理论基础上证明了P型闭环迭代学习控制律的收敛性。根据该系统理论设计的闭环迭代学习控制器,受到的限制较小。

1,25-(OH)_2-D_3对抗菌肽表达调控的影响

通过外源途径调控机体内源性抗菌肽表达,以增强动物的防御能力和提高动物的生产性能是实现"健康养殖"的一条新型途径。生物体受病原微生物入侵后可由TLR介导内源性抗菌肽表达。结果表明:由PAMP诱发抗菌肽合成机制的模式有TLR-NF-κB和TLR-VDR 2大信号传导通路。TLR-VDR通路的基本过程是激活相应TLR→诱导Cyp27B1表达→产生1,25-(OH)2-D3→激活VDR→识别抗菌肽基因VDRE序列而调节抗菌肽表达。1,25-(OH)2-D3作为TLR-VDR通路的重要调节物质,可诱导抗菌肽在许多细胞中表达并与其他物质对抗菌肽表达起协同作用。

2-D状态滞后系统的时滞相关H_∞控制

研究了具有状态滞后的二维(2-D)离散线性系统的时滞相关H∞控制问题.首先提出了2-D状态滞后系统的时滞相关有界实引理;基于此引理,通过线性矩阵不等式(LMI)的可行性,设计状态反馈控制器使得闭环系统具有H∞扰动衰减度γ;进而求解一个线性凸优化问题可得最小化γ值.所得的时滞相关结果可转化为时滞无关情形.数值算例说明了所得结论的有效性和优越性.

基于2-D系统理论的D型闭环迭代学习控制

将2-D线性连续-离散系统理论应用于连续线性迭代学习控制系统中, 给出能很好反映迭代学习控制过程的数学模型—2-D线性连续-离散系统Roessor模型.在2-D系统理论基础上证明了D型闭环迭代学习控制律的收敛性.根据该理论设计的闭环迭代学习控制器,受到的限制较小.

基于2-D模型的人体运动跟踪

人体运动跟踪是图象处理和计算机视觉研究的热点问题 .它在人机接口、虚拟现实、智能监控、机器人仿真等方面具有广阔应用前景 ,已引起越来越多学者的关注 .为了实现准确的人体运动跟踪 ,采用了两种基于 2 D模型的人体运动跟踪方法 :其中 ,一种方法是以区域面积重合率为匹配准则 ,采用由粗到细的匹配过程 ,通过建立 2 D模型以实现与真实人体运动间的准确匹配 ;另一种是基于区域特征的 2 D模型和人体各个部位的连接关系 ,通过确定和标记人体的各个部位 ,最终由 2 D模型来重现真实人体的运动过程 .同时采用以上两种方法 ,对实际人体运动进行了跟踪测试 ,在全身运动的整个过程中能给出较为准确的跟踪结果 .表明该方法不仅能抵御噪声和灰度变化的影响 ,而且能大致估计出被遮挡部位的位置 .

2-D系统理论在开闭环迭代学习控制中的应用

将 2 - D线性离散系统理论应用于开闭环迭代学习控制中 ,设计出一种新型的迭代学习控制方案 ,给出并证明了其控制律及收敛条件。仿真结果表明 ,据此设计出的迭代学习控制器不仅保持了以往开闭环迭代学习控制的优点 。

2-D系统H∞输出反馈迭代学习控制器设计

针对2-D线性离散系统设计迭代学习控制器。首先,给出描述参考轨迹、初始状态、外界干扰等迭代变化参数的高阶内模。然后,聚合这些高阶内模得到增广的高阶内模并构造一种新的迭代学习控制器。针对非零边界条件和干扰的2-D Roesser模型,利用2-D分析方法提出其渐近稳定性。建立了适用于零边界条件和非零边界条件的迭代学习控制律设计准则以实现完美跟踪和2-D H∞性能,并提出了基于高阶内模的H∞输出反馈迭代学习控制器。针对控制器的求解问题,提出了两种不同的解法。最后,对一个初始温度、外界干扰迭代变化的化学反应过程的数值计算,表明了所提出的2-D控制器设计方法的有效性。

2-D系统的稳定性问题

以线性矩阵不等式为工具 ,研究有关 2 - D系统第二类 Fornasini- Marchesini模型的稳定性的问题 .首先提出了该类系统的一种 Lyapunov不等式 ,由此给出了该类系统渐近稳定的新的判别条件 .其次 ,给出了该类系统能稳定化的充分条件和反馈矩阵的求法 .最后 ,提出了一种求该类系统的稳定性裕度下界的方法 ,并指出了利用该方法得到的稳定性裕度的下界大于原有文献中给出的下界 .