双特征流融合和边界感知的显著性目标检测

显著性目标检测是计算机视觉领域的热门研究方向之一,许多基于深度学习的检测算法虽然已经取得了显著的成果,但是仍然存在待测目标漏检误检和边界模糊等问题。针对这些问题提出了一种基于双特征流融合和边界感知的目标检测算法,通过改变输入图像尺寸来丰富多尺度信息,并自顶向下逐层聚合特征得到精细的预测结果。首先将输入图像调整为两种不同分辨率分别送入编码器,提取丰富的多层级特征形成双特征流;其次将双特征流自顶向下逐层融合,生成由粗到细的显著图;最后构建了边界感知结构,凭借上下文语义信息的指导生成精细的物体轮廓。在五个公开数据集上进行了大量实验,实验结果表明,所提算法在结构相似性(Sm)等多个指标上取得了更高的检测精度,生成的显著图目标完整且边缘清晰。

基于结构感知和全局上下文信息的小目标检测

在小目标检测任务中,由于小目标像素值少、特征不丰富和难提取等局限性,容易导致模型漏检、误检以及精度低等问题,提出了一种基于多尺度结构感知和全局上下文信息的小目标检测算法。针对复杂场景设计了多尺度结构感知模块,可以更好地捕获小目标的细节特征,以此增强模型识别不同尺寸物体的检测能力。为了获取更多的全局特征,借助Transformer捕获长距离依赖特征的优势设计了全局上下文信息模块,有效地建立起不同区域像素点之间的联系。针对模型训练时的梯度爆炸现象,设计了一种新的带权重损失函数W-CIoU,使得训练时的收敛速度有明显改善。大量的实验结果表明,提出的方法相较于其他经典的轻量级方法取得了较好的检测效果。与基准模型相比,提出的模型在VisDrone数据集上mAP50和mAP50:95分别提高了6.4和4.6个百分点,同时在TinyPerson数据集上也有着不错的表现。

一种考虑漏电流功耗的快速校正线性模型的瞬态热分析方法

随着集成电路特征尺寸不断缩小,三维集成电路越来越受重视。然而,由于三维集成电路采用多层堆叠,导致芯片内部能量密度极高、散热困难。因此,精确的三维集成电路热分析是控制三维集成电路温度的重要前提。此外,实验结果表明稳态和瞬态热分析的温度差异可高达60 K,因此,在某些温度敏感的关键场景中,快速、准确的瞬态热分析是必不可少的。基于已有文献提出的漏电功耗校正线性模型稳态热分析方法,本文进一步提出了快速校正线性模型方法应用于瞬态热分析问题中。该方法采用后向欧拉法对时间进行离散,并通过减少每个时刻点中迭代方程雅可比矩阵的更新以提高计算效率。实验结果表明:本文提出的方法在最高温差不超过0.521 K的精度下,相比已有的方法有约1.3~3.1倍的加速效果。

改进凸包的贝叶斯模型显著性检测算法

针对目前显著性检测算法的准确性仍不是很理想的问题,提出改进已有的贝叶斯模型的显著性检测算法.首先利用图像压缩得到压缩图,结合经典的Harris算子来对原图和压缩图进行角点检测,利用角点得到两种图的最小凸包,将两者求交集来得到更合理的改进凸包;然后利用空间稀疏聚类算法结合改进凸包和超像素来得到先验图;再利用颜色直方图结合凸包来计算观察似然概率;最后根据已有的先验图和似然概率结合贝叶斯模型来得到显著性图,通过优化处理得到最终的显著性检测结果.在公开数据集MSRA和SED上进行仿真实验的结果表明,该算法不仅能够提高显著度图的视觉效果,而且查全率和查准率,F-measure,MAE等评价指标也比传统算法有明显提升.

贵州省不同类型污染区农业土壤中汞的分布及污染评价

Hg是一种可以累积在生物体中的潜在有害元素，土壤中的Hg很容易通过食物链转移到植物和动物体内，但目前还没有证实其有利的生物功能．中国土壤Hg污染已经普遍发生，金属矿产的开采、煤炭等化石燃料的燃烧、工业和农业生产，日常生活等人类活动导致向环境中释放大量的Hg．土壤作为环境中Hg的汇，其Hg污染对生态环境和人类健康会产生严重的威胁．

基于主体区域保持的图像缩放算法

基于插值运算的缩放算法和经典的缝裁剪算法是两种常用的图像缩放算法,传统的缩放算法在缩放比例不一致的情况下其效果不佳,而缝裁剪算法在主体区域较大或者图像背景较为复杂时对图像的主体区域会造成一定破坏。针对以上问题,提出了一种基于主体区域保持的图像缩放算法,使用高斯差分对图像进行角点检测,利用角点产生凸包,根据凸包对图像进行主体区域检测,计算能量图并对位于主体区域像素点的能量给予相应的权重,根据权重的不同对主体区域进行不同程度的保护。实验结果表明,该算法能更好地保持图像主体区域。

基于自适应权值的点云三维物体重建算法研究

基于三维扫描点云数据的三维物体重建是计算机图形学中非常重要的课题,在计算机动画、医学图像处理等多方面都有应用。其中基于最小二乘问题的Levenberg-Marquart算法和基于极大似然估计的M-Estimator算法都是不错的方案。但是当点的数量过多过少或者点云中有噪声时,这些方案产生的结果都会有较大的误差,影响重建的效果。为了解决这两个问题,结合Levenberg-Marquart算法和M-Estimator算法,提出了一种新的算法。该算法结合Levenberg-Marquart算法较快的收敛性和M-Estimator算法的抗噪性,能很好地解决点数量较多和噪声点影响结果的问题。通过在M-Estimator的权重函数上进行改进,提出自适应的权值函数,用灵活变动和自适应的值代替原来的固定值,使算法在噪声等级较高时也能表现良好。最后将算法应用在球体和圆柱上,并和最新的研究成果进行对比,数据说明算法无论是在点云数量较多还是在噪声等级较高的情况下都明显优于其他已知算法。

用于聚合物传感的表面增强红外银天线阵列

红外光谱技术因分子吸收截面较小限制了其灵敏度,采用光学性质相似且价格更低的银阵列替代金阵列,在节约成本的同时,利用表面增强红外吸收效应,以提高微量分析物的检测灵敏度。分别设计了微米尺度的中空十字形与六边形天线阵列结构,使用时域有限差分算法进行数值仿真,研究了天线尺寸对超表面光学性能的影响。利用紫外曝光技术,以银作为沉积金属,实现低成本、大尺寸天线阵列的制备。利用傅里叶红外光谱仪测量超表面基底,在400~800 cm^(-1)的中红外波段实现了表面增强吸收,十字形天线与六边形天线结构的消光系数最高分别可达20%与24.5%。为了评估超表面的传感性能,分别在硅基底和六边形结构的超表面基底上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯,六边形天线结构在483.14 cm^(-1)处实现了2.85倍的增强吸收,增强因子为1995。

显著性检测引导的图像数据增强方法

针对多数数据增强方法在裁剪区域的选择中过于随机,以及多数方法过分关注图像中的特征显著区域而忽略了对图像中鉴别性较差区域进行加强学习,提出SaliencyOut以及SaliencyCutMix方法,旨在加强对图像中鉴别性较差区域特征的学习。具体来说,SaliencyOut首先利用显著性检测技术生成原图像的显著性映射图,之后在显著性图中寻找一个特征显著区域,接着将此区域中的像素去除。SaliencyCutMix则是将原图像的裁剪区域去除之后,使用补丁图像中相同区域的图块进行替换。通过对图像中部分特征显著区域的遮挡或替换,引导模型学习关于目标对象的其他特征。此外,针对在裁剪区域较大时,可能丢失过多显著特征区域的问题,提出在裁剪边界的选定中加入自适应缩放因子。该因子可以根据裁剪区域边界初始大小的不同,动态地调整裁剪边界。在4个数据集中的实验表明:本文方法可显著提升模型的分类性能以及抗干扰能力,优于多数先进方法。尤其是在Mini-ImageNet数据集中,应用于ResNet-34网络,SaliencyCutMix相较于CutMix的Top-1准确率提升了1.18%。

基于搜索的信息管理系统

传统的信息管理系统存在着查询效率低、维护困难等问题,往往是由于信息的存储结构设计不合理、过分追求减少数据冗余等原因造成的。针对这些问题,研究了把搜索技术应用于信息管理系统设计与实现的方法。搜索技术的引入,不仅增强了信息管理系统的查询功能,而且提高了系统的可维护性,更适合设计大型的信息管理系统。

融合对比度与背景先验的显著目标检测算法

针对已有的显著检测算法对背景复杂的图像检测效果较差的问题,提出融合对比度与背景先验的显著目标检测算法.首先将图像划分为感知均匀的像素块,再根据对比度先验定义图像的显著边缘、像素块的全局对比度及颜色相似像素块的空间分布,得到任一像素块与前景的相关性;然后根据背景先验将图像边界像素块定义为伪背景区域,通过计算像素块与伪背景区域的相似度得到像素块与背景的相关性;最后通过能量优化函数结合像素块与前景、背景的相关性,得到该像素块的显著值.实验结果表明,与同类算法相比,该算法能更好地使显著目标整体高亮,抑制背景噪声,得到较符合视觉感知的显著图.

重金属在污泥长期施用土壤-作物系统的累积状况及淋溶特性

污泥农用导致的相关环境风险和粮食安全问题不容忽视。连续3 a向酸性黄壤（S1）和石灰性土（S2）中施加低污染（W1）和高污染（W2）污泥，通过盆栽试验和淋溶试验研究了污泥长期农用条件下Zn、Cd、As、Cr对土壤、作物和水体的环境风险。结果表明：1）施用污泥后Zn和Cd在石灰性土中的累积速率均高于酸性黄壤；2）施加高污染污泥后，重金属在玉米、小麦、菠菜等农作物可食部分的累积量均高于施加低污染污泥的处理；3）在污泥连续施用条件下，玉米对重金属累积量不显著，小麦和菠菜的累积量则较高（如小麦籽粒Cd、Zn、As质量比分别为0.09~0.16 mg/kg、64.99~103.45 mg/kg和0.22~0.4 mg/kg，菠菜对应值分别为0.10~0.44 mg/kg、5.19~36.73 mg/kg和0.02~0.11 mg/kg），大部分超过国家食品安全标准（GB/T 5009.36—2003）相关限定值；4）随淋溶次数增加，各处理组淋溶水中重金属的迁移速率逐渐降低并趋于稳定，但黄壤＋高污染污泥处理组中Zn、Cd、As和Cr的释放率（分别为0.83%、1.67%、0.56%和0.32%）高于对应的石灰性土＋高污染污泥处理组（分别为0.69%、1.16%、0.41%和0.28%），表明重金属在黄壤中相对石灰性土壤中更易向水体迁移，存在较大的环境安全风险。

基于随机配置法和输入端缩减技术的统计静态时序分析

在考虑工艺偏差影响的统计静态时序分析中,针对求解多个随机分布最大值(MAX)的关键问题,提出一种快速MAX算法.该算法将统计输入下的MAX问题转换为求解一组离散配置点上的确定性MAX问题,并用带权最小二乘来计算MAX输出多项式的系数;基于稀疏网格技术有效地减少配置点数,提出输入端缩减技术,进一步提高了MAX的计算效率.ISCAS85基准电路的实验结果表明,该算法较已有的二阶矩匹配算法和基于降维的随机Galerkin算法明显地提高了精度,且效率相当;与10 000次蒙特卡罗的结果相比,中值和方差的相对误差基本小于5%,且有100倍的速度提升.

嵌套式稀疏网格随机配置法及其在随机门延时建模中的应用

为了提高随机工艺偏差下门延时建模的计算精度和效率,提出一种基于扩展Gauss积分理论及嵌套式稀疏网格技术的随机配置门延时建模方法.首先采用参数空间中具有指数收敛特性的随机正交多项式对随机门延时进行逼近;然后针对现有的基于传统Gauss积分理论的稀疏网格随机配置法所用的配置点不具有嵌套特性的问题,利用单变量扩展Gauss积分理论及稀疏网格技术构造了一组嵌套式多变量Gauss积分点,将其作为随机门延时建模的配置点.这组配置点既具有Gauss积分点的高精度,又满足嵌套性质,且在低阶积分配置点上已经得到的门延时可以在高阶积分时重复使用.与现有的基于非嵌套式配置点的随机配置法相比,该方法的计算精度和效率可以得到很大的提升,数值实验结果也验证了该方法在计算精度和效率上的优势.

基于对比度优化流形排序的显著目标检测算法

现有的基于背景先验的显著性算法模型中存在先验区域选取不合理的问题,导致计算出的前景区域不准确,影响最终结果。针对该问题提出了基于对比度优化流形排序的显著目标检测算法。利用图像边界信息找出背景先验,设计出采用显著期望、局部对比度以及全局对比度三个指标来衡量先验质量的算法,并根据先验质量设计带权加法,代替简单乘法融合显著先验,从而使显著先验更加准确。从先验中提取显著区域时,更改了选取阈值的策略,更合理地选取出前景区域,再利用流形排序得到显著性图,从而使显著性检测结果更加准确。实验结果表明,与同类算法相比,所提算法突出显著区域,减少噪声,更符合人类视觉感知,并在处理时间上领先于深度学习方法。

基于模拟退火的三维集成电路水冷散热网络优化算法

三维集成电路(3D-IC)通过在垂直方向堆叠多层芯片有效提高了芯片的性能和集成度.然而,过高的功率密度和温度成为3D-IC集成度提高的最大障碍.水冷散热技术将冷却液注入两层芯片间的沟道有效解决了3D-IC的散热问题,同时也带来了过高温度梯度的问题以及对散热功耗,芯片可靠性的要求.本文提出一种在有硅穿孔限制下的基于模拟退火的沟道网络优化算法,算法基于温度仿真,对散热沟道进行放置与填充操作,设计出的沟道网络可以有效降低散热功率和温度梯度.实验中,与传统的均匀直沟道的设计方法相比,我们的方法可以在相同最高温和温度梯度限制条件下,降低散热功率达67.0%.

贵阳市典型污染区蔬菜和水稻重金属富集特征及质量评价

工矿业发展易引发城市周边土壤重金属污染。为掌握贵阳市典型污染区农产品重金属污染状况及富集特性,本文选择磷矿区、煤矿区、铝矿冶炼区及养殖废水灌溉区农田土壤蔬菜和水稻为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪X2(ICP-MS)测定重金属。结果表明磷矿区、铝矿冶炼、煤矿区、污水灌溉区和对照区土壤综合污染指数分别为1.18、1.17、1.34、2.01和0.678,Cd点位超标率达80.85%,是特征污染元素;蔬菜样品中有2个Cd超过国家食品安全限值,超标率为3.2%;重金属富集系数较低,表现为Cd(0.1)﹥Cu(0.09)﹥Zn(0.05)﹥As(0.01)﹥Cr(0.005)﹥Pb(0.003);煤矿区稻米Cd、Cu、Zn分别超标6.7、1.1和1.5倍,THQ值均大于1。典型污染区土壤重金属污染严重,但蔬菜富集系数低,食物链风险相对较小,煤矿区稻米具有潜在健康风险。

带权值目标点的可见覆盖求解算法

针对传统的艺术画廊模型及其模型的变形在实际应用中无法处理诸如可用守卫数受限、只需监控离散目标点等情形,提出一种基于带权值目标点的可见覆盖的变形模型及其求解算法.首先利用角扫描技术得到每个目标点的可见多边形,然后通过对这些可见多边形进行几何求交、几何求差操作来得到若干等价目标可见区域,再依据每个区域对应的可见目标点集将所提出的变形模型转化为经典的集合最大权值覆盖问题,最后利用整数线性规划方法对其求解,得到最终需要的守卫数及放置位置.大量的实验结果表明,该算法是正确和有效的.

旅游景区条码门禁系统的设计与实现

伴随着旅游业的不断升温,景区的客流量逐渐增大,原来的手撕票根、人工点数方式已经不能适应现代景区统计管理的需要。蓬莱阁景区自2006年开始使用条码门禁系统,几年来的稳定运行,不仅有效地实现了票务系统的数字化管理,而且极大地提高了员工的工作效率。同时,该系统也作为典范,引来周边乃至外省景区参观借鉴。本文主要结合蓬莱阁景区门禁系统,简单阐述旅游景区门禁系统设计与实现,以期为其他景区引进门禁系统提供参考。