基于项目式教学的物联网课程思政建设

面向物联网技术应用背景,以课程思政育人为引领,探讨了基于建构主义教育理论的项目式教学框架。在课程教学实践中,注重学生工程应用和创新能力培养,通过融入思政元素和引入工程应用案例,提升学生综合素养。在教学过程中,通过小组项目式合作和自主知识框架构建,培养学生创新、合作和独立思考能力。教学成果表明,本课程融合思政与技术教育有效提升了学生社会责任感和创新能力,为培养新工科背景下的复合型人才提供了有益的探索和实践路径。

基于子空间多尺度特征融合的试卷语义分割

分离印刷体和手写体区域是实现试卷语义分割的关键步骤,为了提升试卷语义分割的效果,提出一种基于MaskRCNN网络的注意力改进算法。该算法将子空间多尺度特征融合(Subspace Multiscale Feature Fusion,SMFF)模块嵌入MaskRCNN网络的特征金字塔结构中,SMFF模块基于子空间计算注意力特征,减少特征图中的空间和通道冗余;通过多尺度特征融合,有效提取不同大小文本区域的特征并增强特征间的关联性。实验结果表明,在试卷图像数据集的目标检测和语义分割任务上,基于SMFF模块的MaskRCNN网络模型比MaskRCNN原网络模型的平均准确率分别提高了15.8%和10.2%,比基于常用注意力模块的MaskRCNN网络也有较大的性能提升。

基于条件轻量级神经网络的视频入侵检测算法

机场安防场景需要快速准确地对入侵目标进行检测及报警,现有的算法计算量大,无法满足实时处理需求。针对该问题,结合传统高斯混合模型的前景提取算法与轻量级神经网络,设计基于条件计算的轻量级入侵检测算法。在前景提取阶段使用基于信息熵的自适应学习因子更新算法动态更新高斯混合模型的学习因子,减小高斯混合模型面对镜头突入时造成模型失效的概率。目标检测阶段以ResNeXt作为主干网络,将小型ResNet作为策略网络,使混合感受野的深度可分离卷积作为残差块,设计基于条件计算的轻量级神经网络,降低网络推理时的计算量。实验结果表明,该算法在监控视频数据集和OTB100数据集上的误检率分别4.4%、9.2%,漏检率分别为2.3%、9.8%,与Faster-YOLO等传统目标检测算法相比,该算法在保证检测精度的情况下使检测速度平均提高了2.6倍。

坐标并行注意力下密集空洞卷积的脉络膜分割

脉络膜的变化与很多眼科疾病密切相关。医生在诊断过程中常需要手动分割光学断层扫描图像(Optical Coherence Tomography,OCT)中的脉络膜,再定量分析脉络膜健康状况,但人工分割费时费力。脉络膜自动分割难点在于OCT图像中脉络膜下边界模糊,很难捕捉上下文信息,并且脉络膜结构跟视网膜结构比较类似,容易混淆。为了解决该难点,本文提出了融合坐标并行注意力模块和密集空洞卷积模块的残差编解码模型;设计了一种桥结构,包含了注意力机制和空洞卷积,在增加模型感受野的同时抑制浅层噪声;同时为了使模型关注脉络膜结构信息,引入了一种包含结构相似性的混合损失函数来训练模型。实验结果表明,该模型能有效提升对脉络膜的分割精度,在OCT脉络膜数据集上,Dice系数和Jaccard相似度达到了97.63%和95.28%。

一种融合图像滤波的FCM图像分割算法及其应用

模糊C均值聚类(FCM)算法常用于图像的聚类分割中,但常规的FCM算法对噪声的抑制能力较差。许多改进的FCM图像聚类分割算法虽能有效地抑制图像中的椒盐噪声和高斯白噪声,但是对图像中出现的大颗粒背景噪声的抑制效果仍然较弱。提出了一种融合图像滤波技术的FCM图像分割算法,根据噪声尺寸选择滤波窗大小,利用FCM聚类结果构造噪声判定矩阵并设计噪声判定规则,实现滤波窗内噪声点滤波操作。该算法针对人工合成的含噪灰度图像和实际的纤维图像进行了图像分割实验,实验结果表明:本文算法能有效抑制图像中的噪声,特别是大颗粒背景噪声,能获得满意的分割结果。

基于微课的数学信号处理课程教学改革与探索

本文研究了将微课引入数字信号处理课程的教学改革方法,详细叙述了基于微课的教学内容设计方法,探索了新的教学内容下,授课环节及实践创新环节的教学方法;讨论了引入微课后的课时分配及考核方式的改革方法。本次改革为同类工科课程提供了可复制的教学模式,并积累了有价值的教学经验。

提花毛皮花型绘制及花型自动识别软件的设计

介绍了提花毛皮花型绘制及花型自动识别软件的主要功能,叙述了样片花型识别的操作流程,主要包括花型图像的校正、自动识别和手动识别。从花型识别效果上看,该软件可以较好的识别和恢复扫描仪扫描或数码相机拍摄的样片花型图像,获得样片的原始花型,大大提高了花型输入的工作效率。

新工科背景下课程思政教学研究与探索——以数字信号处理课程为例

数字信号处理课程既是信息类专业学生的专业基础课,也是人工智能等新工科专业学生的基础课程。文章在明晰课程思政育人目标、细化思政育人要点的基础上,结合课程思政建设工作,通过“信号处理-力学笃行”特色环节教学内容设计,探索在课前导学、课中互动、课后进阶的教学全过程中实施思政育人,关注个性化培养与过程性评价,注重教师的言传身教。从学生评价与反馈看,课程思政育人取得了实效。

图像分割算法在花型自动识别中的应用

针对提花毛皮样片扫描图像的花型自动识别问题,提出了一种改进的基于空间信息的模糊C均值聚类图像分割算法,该算法利用像点邻域区间的粗糙度和邻域像点的值修正像点与聚类中心的距离,对像点的模糊隶属度函数进行修正,利用修正后的模糊隶属度函数进行聚类中心的迭代计算,获得合理的聚类中心。经多幅提花毛皮样片的花型图像分割实验表明,该算法具有对噪声不敏感的优点,在进行提花毛皮样片扫描图像的花型识别时,能获得较好识别结果。

一种用于纤维增强复合材料微观结构图像目标识别的改进模糊分类系统建模方法

提出了一种改进的模糊分类系统的建模方法,采用模糊C均值聚类完成初始模糊分类系统的设计。提出改进的模糊规则置信度计算方法,对隶属函数和模糊规则相似度进行检测,剔除模糊规则中的冗余信息,利用遗传算法进行模糊分类系统的优化,提高系统的精确性和解释性。仿真结果证明了方法的有效性,对纤维图像的分类结果显示,该方法能获得与手工分类基本一致的分类结果。

一种用于纤维增强复合材料微观结构图像的阈值分割算法

提出了一种新的阈值分割方法,将原始图像划分为子图像,计算子图像变化统计分布矩阵及平均加权信息熵能量占总信息熵能量和的比例,判断子图像内是否含有目标纤维。提出一种改进的Otsu阈值分割算法对含有目标的子图像进行分割。实验证明:该方法适用于目标稀疏且对比度低、亮度分布不均匀的图像,应用在纤维增强复合材料微观结构图像阈值分割中,能较好抑制图像中的噪声,在不破坏纤维完整性的同时获得较满意的分割结果。

一种改进的FCM多分辨率图像分割算法及其应用

提出了一种改进的模糊C均值聚类多分辨率图像分割算法,该算法利用像点的邻域信息对像点的模糊隶属度函数进行修正。实验证明:该算法具有对噪声不敏感的优点,在进行图像分割,特别是对含噪图像进行分割时能获得较好的效果。

一种基于链码检测技术的纤维长度计算方法研究

提出了一种基于链码检测的纤维长度计算方法,算法利用边界链码和与链码差对纤维边界进行分段、合并和纤维计算。针对平行纤维和复杂的纤维交叉情况,提出了基于角点直线方程的计算的方法。仿真实验结果和实际纤维图像的计算结果均验证了算法的有效性。

基于三维卷积神经网络的虫音特征识别方法

进口木材蛀虫检疫是海关的一项重要工作,但其存在着虫声检测算法准确率低、鲁棒性差等问题。针对这些问题,提出了一种基于三维卷积神经网络(3D CNN)的虫音检测方法以实现虫音特征的识别。首先,对原始虫音音频进行交叠分帧预处理,并使用短时傅里叶变换得到虫音音频的语谱图;然后,将语谱图作为3D CNN的输入,使其通过包含三层卷积层的3D CNN以判断音频中是否存在虫音特征。通过设置不同分帧长度下的输入进行网络训练及测试;最后以准确率、F 1分数以及ROC曲线作为评估指标进行性能分析。结果表明,在交叠分帧长度取5 s时,训练及测试效果最佳。此时,3D CNN模型在测试集上的准确率达到96.0%,F 1分数为0.96,且比二维卷积神经网络(2D CNN)模型准确率提高近18%。说明所提算法能准确地从音频信号中提取虫音特征并完成蛀虫识别任务,为海关检验检疫提供有力保障。

MATLAB在工业过程控制中的仿真应用

本文介绍了如何应用MATLAB构建工业控制系统的仿真模型,以一调压铸造智能控制系统为例,详细叙述了基于数字PID控制方案和模糊控制方案的控制系统MATLAB仿真过程,并给出了仿真结果。实践证明,MATLAB是研究和分析控制系统的一个有效手段。

基于微课与CDIO模式的数据结构课程教学改革

本文研究了在数据结构课程中引入微课的教学新模式,以CDIO工程教育理念为指导,以培养学生的工程素质和实践能力为目标,在教学活动中贯彻"做中学"和"基于项目化教学"的思想,阐述了基于微课和CDIO模式的数据结构课程的教学内容、教学方法、学时分配、考核方式、师资队伍建设方面的改革与探讨及其对提高教学质量和教学效果的影响。

基于华为“智能基座”计划的项目式教学实践——以机器视觉算法实训课程为例

针对新工科背景下跨学科跨专业的机器视觉算法实训公选课程,文章结合课程特色与创新人才培养的新要求,探讨了以建构主义教学理论为指导,以课程思政为内涵,基于华为“智能基座”计划ModelArts教学实践平台的项目式教学设计与实施。课程教学团队在实训前、实训中、实训后的整个教学过程中,强化学生工程应用能力和创新能力的培养,同时实施思政育人。实践表明,融入课程思政的项目式教学取得了育人与育才的双重实效。

新工科背景下基于华为“智能基座”项目的课程建设探索——以人工智能导论与基础算法实训课程为例

在新工科建设背景下,华东理工大学建设了一门跨学科、跨专业公选课程人工智能导论与基础算法实训。文章以该课程为例,结合创新人才培养的新要求,介绍了以布鲁姆教育目标分类理论为指导,以思政教育为内涵,基于华为“智能基座”产教融合协同育人项目的“教—练—赛”联动培养模式探索。该模式的实施在提升学生的人文素养、工程能力与创新能力方面取得了实效。

MATLAB在调压铸造系统智能控制仿真中的应用

MATLAB是一种面向科学与工程计算的高级语言 ,应用MATLAB进行控制系统的计算机辅助设计快捷方便。本文在介绍了MATLAB对模糊控制系统进行分析与仿真的基础上 ,以一调压铸造智能控制系统为例 ,详细叙述了其应用原理与过程 ,并给出了仿真结果。实践证明 ,MATLAB是研究和分析控制系统的一个有效手段。

真空差压铸造微电脑控制系统的硬件设计

介绍了微电脑真空差压铸造控制系统的组成及工作原理,设计了压力检测电路、调节阀控制电路和串行通信接口电路,同时说明了系统的调试,并给出了实验结论。结果表明,该系统的硬件电路设计合理,运行情况良好,并达到了设计指标。