云存储中基于压缩感知和生命游戏的图像数据保护算法

为实现云存储中图像数据低成本采样和安全传输,本文提出一种基于压缩感知和生命游戏的图像数据保护算法.该算法利用生命游戏规则产生的置乱矩阵,置乱明文图像的稀疏矩阵,增强元素的随机性,使得矩阵有较好的置乱效果.结合半张量积和压缩感知技术对置乱后的矩阵进行加密和压缩,极大地节省图像数据在采样和传输过程中的存储空间.将压缩图像数据量化到0~255之间,提升图像数据的安全性.利用混沌系统产生的混沌序列实现压缩图像的扩散,增大图像信息熵.由于高维混沌系统产生混沌序列,该方案具有密钥敏感度高的优点.经实验分析,所提出的图像加密算法可以应用于云存储,且具有较高的安全性与传输效率.

基于差异化和空间约束的自动图像描述模型

多头注意力机制是图像描述模型的常用方法,该机制通过多分支结构构建关于输入特征的独特属性,以提高特征模型的区分性。然而,不同分支的独立性导致建模存在冗余性。同时,注意力机制会关注于不重要的图像区域,导致描述的文本不够准确。针对上述问题,提出一种损失函数作为训练目标的正则化项,以提高多头注意力机制的多样性和准确性。在多样性方面,提出一种多头注意力的差异化正则,鼓励多头注意力机制的不同分支关注于所描述目标的不同部件,使不同分支的建模目标变得简单。同时,不同分支相互融合,最后形成完整且更有区分性的视觉描述。在准确性方面,设计一种空间一致性正则。通过建模多头注意力机制的空间关联,鼓励注意力机制关注的图像区域尽可能集中,从而抑制背景区域的影响,提高注意力机制的准确性。提出差异化正则和空间一致性正则共同作用的方法,最终提升自动图像描述模型的准确性。所提方法在MS COCO数据集上对模型进行验证,并与多种代表性工作进行对比。实验结果表明:所提方法显著地提高了图像描述的准确性。

基于FPGA的AES和ECC算法图像加密

随着数字图像的使用次数日益增多,保护机密图像数据免受未经授权的访问较为重要。针对数字图像在通信、存储和传输等领域存在的安全问题,文中基于对称算法模型和非对称算法模型的优点提出一种具有高安全性和高速度性的数字信封技术密码方案。该方案以AES(Advanced Encryption Standard)和ECC(Elliptic Curve Cryptography)为基础,经优化后用于对称密钥共享的ECC硬件架构来提高密钥的安全性。通过加入伪随机数、使用列移位替代列混淆运算以及三维S-box等方式对传统AES进行优化,在保持香农扩散和混淆原理的同时降低了时间复杂性。基于FPGA(Field Programmable Gate Array)实现AES算法的数字图像加密仿真以及性能测试。测试结果表明,所提密码方案具有快速性、高安全性和有效性等优点,能够有效地实现图像加密。

一种12位低功耗电阻串架构DAC

利用分段式电阻串结构,基于CMOS工艺设计了一款12位3.4 MHz低功耗数模转换器(DAC)芯片。结合建立速度和静态性能的设计指标,确定“5+7”式分段结构,在保证建立速度的条件下考虑到电阻的失配性,实现良好的微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)特性。后仿真结果表明,在3.4 MHz速度下,常温下DNL为0.14 LSB,INL为1 LSB,在-40~125℃下,DNL为0.6 LSB,INL为2 LSB,并且表现出-84 dB的总谐波失真(THD),以及在3 V电压下378μW的极低功耗,版图面积缩小到1.09 mm×0.91 mm。

基于环形游标时间数字转换器的编码转换电路

基于应用在锁相环的环形游标时间数字转换器(Vernier ring time-to-digital converter,VRTDC),提出了一种温度计码编码转换电路,解决了VRTDC电路在小量程计数时输出电路无法输出准确的码值,导致时间间隔错误的输出量化问题。采用Cadence Spectre仿真工具在标准180 nm CMOS混合信号工艺下对编码转换电路进行验证,验证结论表明该VRTDC可输出正确的编码值,有效分辨率可达10 ps、动态范围可达560 ns,且在测量范围内具有很好的线性度。

装配式高层建筑基坑造价风险控制方法研究

传统装配式高层建筑基坑造价风险控制方法,主要依赖于经验判断和定性评估来估算造价风险,由此造成传统方法的均方根误差较大。为了解决这个问题,保证控制效果,对造价风险进行识别,在此基础上明确可转移风险类型,完成风险转移。设计对比实验,试验结果显示,本文研究的造价控制效果优于其他两种常规造价控制方法,为类似项目的造价风险控制提供可靠的参考依据。

柔性压力传感器成型技术及制备工艺研究进展

应用日益广泛的可穿戴设备要求其中的传感器件可拉伸、可弯曲,因此柔性传感器已受到人们的重视。文章对柔性压力传感器的微结构、材料、制备工艺等方面进行了综述,重点总结了现阶段柔性传感器所采用的各种结构,比较了天然微结构、仿生表面微结构、多孔结构、多级结构、多层结构柔性压力传感器的重要性能。介绍了目前常用的柔性基底材料和导电活性材料,对比了光刻技术、3D打印等制造工艺的优缺点,对柔性压力传感器的未来研究方向进行了展望。文章对相关柔性器件的研究具有较高的理论价值和工程参考意义。

高校“人工智能基础”课程教学改革——基于BOPPPS教学模式与项目驱动教学法

针对非理工类院校中管理类与信息类学科的“人工智能基础”课程教学,分析此类院校课程设计与教学实施中存在的教学目标与教材单一性、教学内容科普性且缺乏前沿性、实践环节不足等问题,提出基于BOPPPS教学模式、引入项目驱动教学法的“人工智能基础”课程教学,说明实施策略与教学实践过程,探讨应用效果与潜在问题,旨在充分发挥目标导向与以学生为中心的新模式带来对学生的推动作用,更新学生对教学活动的认知和驱使学生形成新的学习观。

针对创新能力培养的光学与光电子实验课程教学模式探讨

针对光学与光电子实验传统教学中存在内容缺乏创新、教学模式单一,学生积极性差等不足,提出针对创新能力培养的光学与光电子实验教学模式。在设定基础实验模块的基础上,增加创新实验设计模块,采用混合教学模式,引导学生自主学习,进行创新实验探索。优化了课程考核方法,更加注重教学过程中学生自主学习能力、创新能力的考核。该教学模式取得良好教学效果,学生自主设计了不少优秀的创新实验案例,学生专业知识掌握更加牢固。培养学生分析问题和解决问题的能力,提升学生的科研探索能力和创新能力。

联合序列和空间注意力机制的光场显著性检测算法

光场图像包含丰富的空间视差信息和精确的深度信息,利用光场图像的丰富视觉信息实现准确的显著目标检测是重要的研究课题.然而,由于光场图像包含焦堆栈图像序列、全聚焦图像等多幅不同特性的图像数据,面向二维图像的特征提取方法不能有效地融合光场图像中不同序列不同空间的互补信息.针对这一问题,本文提出一种联合序列和空间注意力机制的光场显著性检测模型.针对焦堆栈图像序列,利用RFB模块和特征金字塔结构提取全局信息丰富且细节信息充分的语义特征.同时,提出一种联合序列和空间的自注意力机制,利用多头自注意力操作对焦堆栈图像特征从序列和空间维度联合建模,从而实现对焦堆栈图像序列特征的增强与融合.该机制能够同时建模图像的长距离、空间相关性和特征的内部关联性,从而在不同空间位置反映不同焦堆栈图像的重要性,有利于检测更完整的显著目标.最后,将焦堆栈图像信息和全聚焦图像信息有效融合,以预测最终的显著目标.本文在DUT-LFSD、HFUT-LFSD和LFSD数据集上展开实验,并与28种代表性工作进行对比.结果表明,本文设计的模型效果显著,在多个评价指标上一致地提高了显著目标检测的准确性.定性分析也表明本文提出的方法能够更准确地定位显著目标.

视频质量评价研究综述

移动互联网时代每天都产生海量的质量参差不齐的视频数据,根据视频质量高效地过滤低质量视频对缓解设备存储压力起着至关重要的作用.此外,在视频的生成、处理、传输等过程中都不可避免地引入信号噪声,如何准确地预测视频质量,从而指导与监督视频处理与传输系统的优化具有重要的研究意义和实际价值.因此,视频质量评价受到越来越多的关注.视频质量评价旨在定量描述视频的视觉质量,包括主观质量评价和客观质量评价.主观质量评价通过开展视觉感知主观实验,研究各项因素对视觉质量的影响,并收集主观质量分数用于构建基准数据集;客观质量评价通过设计客观算法,自动预测视频的质量.本文首先介绍视频质量评价的基础知识,阐述视频质量评价的相关应用和问题;其次,重点介绍视频质量评价近二十年的发展现状,对比不同主观数据集的特点;然后,深入解析客观模型的建模思想,分层次对比不同的模型,详细分析各模型的优缺点;最后,指出未来发展方向并总结全文.

鞋式能量收集器的研究现状及发展趋势

收集足部运动所产生的各种机械能并转换为电能的鞋式能量收集器,在可穿戴式微型传感器中具有巨大的应用前景,受到了国内外研究人员的广泛关注。文章系统调研了国内外鞋式能量收集器的研究进展。根据足部运动产生的不同的激励,将鞋式能量收集器分为直接加载型和惯性激励型两大类。重点分析了这两类能量收集器的结构、工作原理及其优缺点,并总结了鞋式能量收集器的发展趋势。

GF(2^(m))域双参数ECDSA算法优化设计

针对经典椭圆数字签名算法中存在的签名效率低以及伪造签名攻击等问题,文中提出了可证明安全性的双参数椭圆曲线数字签名方案,并通过硬件进行实现。在现有研究基础上,利用Lopez-Dahab投影坐标系减少签名过程中模逆运算的使用次数,并对群运算层采用部分并行运算以此提高点乘算法的运算效率。对于有限域运算,通过串并混合结构的快速模乘算法、快速模平方算法以及改进的Itoh-Tsujii模逆算法来实现。方案安全性分析结果表明,该方案可以有效抵抗伪造攻击和随机数替换攻击,可确保消息传递过程中的安全性。时序仿真结果表明,实现一次点乘运算占用23087个逻辑单元且运算过程仅需要476个时钟数,相比于同类点乘运算的时钟数减少了75%。

半导体器件物理课程的混合式教学实践

阐述半导体器件物理课程的混合式教学模式设计,提高教学质量和学习效率的策略,提出半导体器件物理教学策略制定和实施,从而最大程度提高学习效率。

多级弯曲磁微梁执行器力-磁耦合宏模型

本文以多级弯曲磁微梁执行器为研究对象 ,先采用梁的模态函数线性组合来逼近梁的变形曲线 ,再将求模态磁场力的积分项分段求积 ,最后利用磁路定律 ,建立了考虑力 磁耦合的非线性方程组 ,克服了以往的模型不能考虑力 磁耦合的缺点 .方程组的复杂程度 (阶数 )与所取的模态阶数相关 .计算结果同实验数据对比表明 ,模型有足够的精度 。

一种磁微执行器Pull-in模型

与静电微执行器类似,磁微执行器中也存在重要的Pull-in失稳问题.对于宏观器件,由于磁芯磁阻可以忽略,所以可以利用电磁类比,得到Pull-in失稳参数.但对于微观器件,磁芯磁阻不可以忽略,也不可以利用电磁类比.文中首先采用力法对磁微执行器Pull-in的失稳现象进行了分析和建模,考虑了微磁芯磁阻,在建立磁微执行器动态小信号模型的基础上,导出了两个Pull-in失稳方程.通过求解这两个方程,可以得到Pull-in失稳电流和位置两个重要参数.然后又采用能量法研究了同样的Pull-in失稳现象,得出了和力法相同的结论.最后,给出了一个分析实例,以反映微磁芯磁阻对Pull-in的影响.文中的结论对于磁微执行器的设计具有重要意义.

考虑微磁芯磁阻的分布参数微梁执行器小信号宏模型

以多级弯曲磁微梁执行器为研究对象,先采用梁的模态函数线性组合来逼近梁的变形曲线,然后利用磁路定律,考虑了在宏观磁执行器中忽略的磁芯磁阻,建立了考虑力-磁耦合的非线性方程组,克服了以往的磁微执行器模型不能考虑力-磁耦合,而且忽略磁芯磁阻的缺点.计算结果与实验数据及有限元计算结果对比表明,文中的模型有足够的精度,可以作为宏模型使用.

考虑边缘效应的平行平板式静电微执行器Pull-in模型

在MEMS执行器的设计中,求出准确的Pull-in参数是至关重要的。在过去的研究中,对于漏电场不能忽略的平行平板式静电微执行器,通常只能采用有限元法数值求解。但是,有限元法繁琐、费时而且不直观。平行平板电容器的漏电容解析模型通常有两种:一种简单的;一种详细的。基于这两种漏电容解析模型,分别导出了漏电场不能忽略的平行平板式微执行器的Pull-in失稳方程,并将求解结果与ANSYS耦合场分析结果做了对比。结果表明,基于详细漏电容模型的结果精度良好,而且相对误差不随着极板间距的增大而增大。基于简单漏电容模型的结果精度太低,尤其在极板间距较大时。

双框架硅微型机械振动陀螺仪鲁棒控制研究

以内框驱动式双框架硅微型角振动机械陀螺仪为对象,建立了闭环力平衡控制模型,采用鲁棒H∞控制理论中的混合灵敏度法设计了鲁棒控制器。仿真结果表明,同开环微机械陀螺相比,通过合理选择加权函数设计出的鲁棒H∞控制器能使微机械陀螺对敏感轴固有频率摄动敏感性显著降低,微机械陀螺鲁棒性能显著提高。

微电子专业课程体系结构优化研究

本文根据社会发展对各类高素质创新人才的需要,结合我校新一轮专业建设和教学改革,根据我校教育教学改革的实际,通过提出一系列切实可行的有效措施,优化课程设置,调整和完善培养方案。使得课程体系更科学合理,实施更具成效,提高本科教育质量。