基于关键区域遮挡与重建的人脸表情识别

为了解决自然场景下人脸表情识别任务中的无用信息干扰和遮挡对识别性能的影响问题,提出一种基于关键区域遮挡与重建的人脸表情识别模型。利用多尺度特征提取网络,提取人脸图像的全局特征。根据68个人脸关键点划分出68个关键区域,并通过插值法提取68个关键区域的特征,同时采用注意力机制学习关键区域特征之间的先验关系。设计自监督的遮挡与重建模块,对关键区域特征进行随机遮挡,并利用已知区域信息来预测和重建被遮挡区域的特征,从而提高模型在自然场景下的表情识别性能。设计多个实验验证了该模型的泛化能力,并通过消融实验验证了模型中每个模块的有效性。实验结果表明,该模型在真实世界的情感面孔数据集(RAF-DB)和Occlusion-RAF-DB数据集上分别达到了88.44%和86.09%的识别准确率,相比于视觉Transformer(Vi T)等模型有效地提升了自然场景下人脸表情识别的性能。

基于Transformer的陶瓷轴承表面缺陷检测方法

针对传统机器视觉检测方法中,由于陶瓷轴承滚动体表面曲率大、对比度低,表面成像模糊导致后续缺陷检测精度低的问题,提出一种基于Transformer的超分辨率残差网络。首先,网络使用残差学习策略,通过预测模糊图像与清晰图像之间的差值,实现超分辨率任务;其次,在网络上前端插入通道注意力模块和空间注意力模块并改进L2多头自注意力模块,以增强图像纹理、改善梯度爆炸问题;最后,针对超分辨率重建任务,提出一种两阶段训练策略优化训练过程。自建陶瓷轴承表面缺陷数据集上的大量实验结果表明,所提出网络模型在客观指标与主观评价上均优于MSESRGAN、VSDR等超分辨率算法,重建图像SSIM为0.939,PSNR为36.51 dB。

再生资源生态全产业链主体界定、现状及对策——基于“源”“流”“汇”的视角

“源—流—汇”生态控制理论能够更好地分析再生资源生态系统的运作状态与过程,论文基于“源”“流”“汇”的研究视角,界定再生资源生态全产业链结构与主体构成,通过多种数据库收集数据与深度访谈调研,研究“源”“流”“汇”三大系统主体发展现状。研究结果发现:“源”系统由于工业固体废弃物产生量逐年上升及生活垃圾产生量持续增加的压力,造成源头减量短时间内难以实现;“流”系统再生资源的回收规模呈上升趋势,而再生资源的综合利用水平较低,致使再生资源化能力整体薄弱;“汇”系统末端处理压力较大。由此,提出提升公众参与意识、发挥再生资源企业规模优势、加快末端处理的相关配套建设等相应的发展对策,以期为实现“产品—再生资源—再生原料—再生产品”一体化“零废弃”的循环系统提供科学参考。

长沙城市绿地森林与草地土壤呼吸及温度敏感性变化特征

城市绿地在减缓城市碳排放和温室效应中发挥着巨大作用。土壤呼吸是城市绿地碳循环的重要环节,决定着生态系统碳汇功能的强弱。以湖南省长沙市远大城园区内森林和草地生态系统为研究对象,于2021年11月—2022年12月对土壤呼吸速率及土壤环境进行监测,并结合2022年发生的极端干旱事件,分析城市绿地森林与草地生态系统土壤呼吸特征及其对极端干旱的响应。结果表明:森林和草地生态系统土壤呼吸速率总体呈现出夏秋季(231.98、239.33 mg·m^(-2)·h^(-1))>冬春季(179.28、91.15 mg·m^(-2)·h^(-1))(以C计);极端干旱下土壤呼吸变化显著,在森林生态系统中更加明显;年尺度下,森林和草地生态系统土壤碳排放量分别为681.55、564.66 g·m^(-2)·a-1(以C计);森林和草地生态系统土壤呼吸温度敏感性系数(Q 10值)的范围分别为0.81~1.06、1.19~1.80,草地生态系统对温度变化的响应更敏感,在极端干旱气候条件下可能会导致更多的土壤碳流失。研究结果可以为城市绿地建设和城市“碳中和”目标的实现提供科学依据。

南昌城市生态站站点冬季鸟类资源多样性

为了明确南昌城市生态站城区和近郊监测站点冬季鸟类资源多样性状况,通过样线法对南昌城区和近郊公园冬季鸟类资源开展调查。结果表明:在近郊公园省林科院内调查鸟类有40种,优势种为麻雀(Passer montanus)、珠颈斑鸠(Streptopelia chinensis)2种,艾溪湖湿地公园记录鸟类37种,优势种为白头鹎(Pycnonotus sinensis)、麻雀(Passer montanus)2种。香农-威纳指数(Shannon-Wiener)指数测度江西省林业科学院鸟类物种多样性(H')为3.168,均匀度(J)为0.853。艾溪湖湿地公园鸟类物种多样性(H')为3.249,均匀度(J)为0.914。省级保护鸟类在城郊公园中占本区域调查鸟类种类的26.83%,在城区公园中29.73%。丰富生境类型是提高鸟类多样性的有效措施。因此,在城市鸟类多样性保护的过程中,除了从鸟类栖息地生境考虑,还要结合单个绿地在城市环境中的位置进行考量。

新医科理念下的智能医学工程专业人才培养模式探究

本文基于新医科背景下的产出导向理念,探讨“医工融合”学科交叉为特征的智能医学工程专业人才培养体系建设问题。以桂林医学院智能医学工程专业为例,对人才培养方案、课程体系建设、师资队伍、“医工融合”实训平台等方面进行系统阐述,探索地方医学院校“医工融合”应用型人才培养的新路径,在“新医科”与“新工科”时代背景下,不断提升人才培养质量。

kV Assist 2.0联合自动管电流调制在256排CT腹盆部检查中的应用研究

目的:探讨新一代智能最佳管电压技术(kV Assist 2.0)联合自动管电流调制在CT腹盆部扫描中的应用价值。方法:前瞻性搜集474例行腹盆部CT平扫检查的患者,使用简单随机方法分为固定噪声指数(NI)组164例、自动NI组156例和对照组154例,3组均使用自动毫安调制技术,固定NI组和自动NI组在扫描的同时记录患者身体径线(前后径+左右径),将得到的薄层图像传至工作站进行分析,测量、计算得到肝脏、脾脏、臀大肌的SNR、CNR及表征辐射剂量的CT剂量指数(CTDI)、剂量长度乘积(DLP)、有效剂量(ED),对图像质量和辐射剂量行单因素方差分析。结果:3组噪声水平差异无统计学意义(F=0.173,P=0.841);3组肝脏SNR、肝脏CNR、脾脏SNR、肌肉SNR、肌肉CNR差异均无统计学意义(均P>0.05);脾脏CNR差异有统计学意义(F=3.03,P=0.049),事后比较,仅固定NI组与对照组差异有统计学意义(P=0.014)。3组间主观评分差异无统计学意义(P>0.05)。3组CTDI差异有统计学意义(F=12.306,P<0.001);事后比较显示,对照组与固定NI组、自动NI组差异均有统计学意义(均P<0.001)。3组的DLP和ED差异均有统计学意义(均P<0.05),事后比较,对照组与固定NI组、自动NI组差异均有统计学意义(P=0.003,0.008)。固定NI组的ED相较于对照组降低12.4%,而自动NI组的ED相较于对照组仅降低9.0%。结论:固定NI的扫描策略在图像质量稍有改善的基础上,能明显降低辐射剂量,在kV Assist 2.0的腹盆部扫描中更有价值。

高速水流泄洪洞掺气减蚀设施优化设计研究

掺气减蚀设施是预防高速水流泄洪洞产生空蚀破坏的重要工程手段,文章结合新疆某工程,通过大比尺单体水工模型试验,开展了多方案掺气减蚀研究,提出了挑坎与通气槽组合的掺气体型。试验结果表明,洞身段设置2道掺气坎后,通过改变挑坎高度及体型,均能形成稳定的通气空腔和坎后流态,且容易施工,掺气效果良好,较好的解决了高速水流空蚀难题,可为类似工程的掺气减蚀研究提供理论指导和技术支撑。

灵泉露天矿生态修复效果及驱动因素分析

煤矿开采通常会破坏土壤、植被,从而造成生态损伤。目前,高寒地区露天矿的生态修复工作尚处在起步阶段,针对高寒地区露天矿开展的生态修复效果及其驱动因素分析的研究较少。以灵泉露天矿为研究区,基于2009—2022年共11期Landsat影像,利用像元二分模型计算植被覆盖度,对矿区生态修复前后开展长时序植被覆盖动态监测,并进行生态修复效果和驱动因素分析。研究结果显示:矿区近十年来的植被覆盖度总体呈上升趋势,2017年大面积修复以后上升趋势尤为显著。气温和降水量是导致高寒地区露天矿植被覆盖度发生波动性变化的关键自然因素,其中,降水量是影响植被覆盖度持续上升的主要自然因素。植被覆盖度和土壤养分含量的变化相辅相成,植被覆盖度上升的同时会使土壤肥力提升,土壤肥力提升后又会促进植被覆盖度的上升。人工修复是高寒地区露天矿生态修复的主要方式,是高寒地区露天矿植被覆盖度上升的主要原因。研究结果表明,多年来的生态修复工作取得了显著效果,同时可为高寒地区露天矿的生态修复提供科学依据。

以赛促学、以赛促教的教学改革探索

新工科教育对人才培养提出了更高的要求,针对现在课程教学中存在的问题,提出“以赛促学,以赛促教”的新型教学模式改革,充分发挥学科竞赛在人才培养过程中的作用,通过将学科竞赛项目内容、资源融入课程教学,丰富课程教学资源,改革课程教学方法,有效提升了本科教学质量。通过“以赛促学,以赛促教”教学模式改革,采取线上、线下相结合的教学模式,科学的学生成绩评价体系,激发学生的学习潜能,培养学生的创新思维,增强学生的创新实践能力。

中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)血细胞生成的初步研究

为了揭示失血和LPS刺激后中华绒螯蟹血细胞的生成及成熟过程,利用流式细胞技术将中华绒螯蟹造血组织细胞和血细胞按大小进行分类,利用EdU标记检测失血刺激后中华绒螯蟹造血组织细胞的增殖情况,分析失血和LPS刺激后中华绒螯蟹不同类型血细胞比例的变化.结果显示:中华绒螯蟹造血组织细胞分布于106~384μm^(2)之间,而血细胞分布在119~434μm^(2)之间,其中,透明细胞和小颗粒细胞主要分布在200~300μm^(2)之间,中颗粒和大颗粒细胞主要分布在300~400μm^(2)之间,随着血细胞颗粒性的增加,细胞逐渐增大.在失血刺激6、12和24 h时,中华绒螯蟹造血组织细胞增殖加速,说明失血刺激可以促进造血组织细胞增殖以加速新血细胞的生成.失血刺激2 h后透明细胞比例显著降低,至12 h时,各类细胞基本恢复至正常水平.LPS刺激1、3、6和9 h后,透明细胞比例呈现先降低后升高再降低的变化,而小、中和大颗粒细胞比例变化与透明细胞比例变化趋势相反,LPS刺激24 h和48 h后,透明细胞比例显著升高,大颗粒细胞比例显著降低.由此可知,失血和LPS刺激引起了中华绒螯蟹机体不同细胞的免疫反应,可能通过不同方式影响血细胞的生成、分化和成熟.

面向海岛海岸带区域的高分遥感影像智能化色彩增强方法

原始高空间分辨率海岛海岸带遥感影像往往存在影像灰暗、偏色、地物信息较难辨识的现象。为及时获取清晰、信息丰富、反差适中、亮度均匀的海岛礁遥感影像,满足日益强烈的海岛海岸带地理信息保障需求,针对海岛海岸带高空间分辨率遥感影像,该文提出一种深度学习结合改进直方图匹配的智能化调色方法。首先,进行数据重采样与自适应分块获取抽稀影像;其次,应用MBLLEN网络对抽稀影像进行真彩色增强;最后,采用改进直方图匹配的方法对原始影像进行色彩映射,最终得到符合人眼视觉、色彩一致、细节丰富的遥感影像。采用主客观相结合的方式综合评价调色效果,结果表明:相较于Retinex,HE和MASK等常用调色方法,该文算法结果更符合人眼视觉、色彩一致、细节丰富,可有效改善海岛海岸带高空间分辨率遥感影像视觉效果,较好地保留原始地物的细节信息,大幅提升调色效率。

浙江省龙游县肺结核诊疗“零负担”策略实施效果评估

目的:比较浙江省龙游县肺结核诊疗“零负担”策略实施前后各项肺结核防治指标的变化情况,为制订新时期肺结核防控措施提供科学依据。方法:通过“中国疾病预防控制信息系统”子系统“结核病管理信息系统”收集2016—2022年浙江省衢州市各县(市、区)和与龙游县接壤县区(包括遂昌县、兰溪市、婺城区、建德市)的肺结核报告发病数据,以及现住址为龙游县的肺结核患者的本县收治率和治疗转归数据;常住人口数来源于当地统计年鉴;龙游县肺结核患者诊疗费用数据来自龙游县人民医院信息管理系统;肺结核患者的中断治疗率、政策满意度调查由定点医院与社区随访医生调查收集。比较龙游县肺结核诊疗“零负担”策略实施前(2016—2018年)和实施后(2020—2022年)肺结核患者诊疗费用、肺结核报告发病率、本县收治率、治疗转归等指标情况,分析该策略的实施效果。结果:肺结核患者个人支付费用总额在“零负担”策略实施前分别为:2016年830322.45元,2017年833450.10元,2018年792879.99元,患者人均自付费用分别为3075.27元、3281.30元、3523.91元。“零负担”策略实施后,普通肺结核患者个人支付费用比例降低到0,县财政兜底费用逐年下降(2020—2022年分别为492160.29、401349.56、389319.42元)。2016年龙游县肺结核报告发病率为74.17/10万(270/36.4万),到2022年降低至47.21/10万(169/35.8万),差异有统计学意义(χ_(趋势)^(2)=43.962,P<0.001);报告肺结核患者本地收治率由2016年的74.81%(202/270)明显提高到2022年的93.49%(158/169),差异有统计学意义(χ_(趋势)^(2)=64.483,P<0.001);报告肺结核患者中断治疗率由2016年的6.30%(17/270)明显降低到2022年的1.18%(2/169),差异有统计学意义(χ_(趋势)^(2)=17.965,P=0.003)。结论:浙江省龙游县肺结核诊疗“零负担”策略的实施降低了肺结核患者医疗负担,提高了肺结核患者本地收治率,降低了患者中断治疗率及总体肺结核报告发病率,策略实施效果初显。

基于可穿戴电子设备干预对健康青少年身体活动和久坐行为影响的Meta分析

目的:虽然可穿戴电子设备作为干预工具在增进身体活动方面展现出潜在效用,但关于其对健康青少年群体具体效果的全面评估仍显不足。为此,文章系统地探索和总结基于可穿戴电子设备的干预对健康青少年身体活动及久坐行为的影响,以期为公共卫生实践提供更精准和可靠的循证支持。方法:从Web of Science,PubMed,Scopus,The Cochrane Library和EBSCO数据库中检索关于可穿戴电子设备的干预对健康青少年身体活动和久坐行为影响的随机对照试验。利用RevMan 5.4和Stata 17软件进行Meta分析,通过标准化均数差评价干预对身体活动及久坐行为的效果。为确保研究结果的稳健性,采用Leave-One-Out方法进行敏感性分析,并通过亚组分析深入探究不同因素对结果的可能影响。该方案已在国际系统综述前瞻性注册中心注册(CRD42023406645)。结果:①最终纳入12篇文献,其中包含3项随机对照试验和9项整群随机对照试验,共纳入4933名健康青少年对象。②Meta分析结果发现,基于可穿戴电子设备的干预对中高强度身体活动产生了积极影响(SMD=0.10,95%CI:0.04-0.17;P<0.05),然而,该干预未能显著改善低强度身体活动(SMD=-0.15,95%CI:-0.32-0.02;P>0.05)、每日步数(SMD=0.13,95%CI:-0.65-0.91;P>0.05)和久坐行为(SMD=0.00,95%CI:-0.09-0.09;P>0.05)。③亚组分析结果表明,短期(≤12周)干预(SMD=0.11,95%CI:0.03-0.18;P=0.008)、佩戴在腰或臀部的计步器的研究(SMD=0.10,95%CI:0.04-0.17;P=0.002),以及在临床注册中心注册的试验(SMD=0.11,95%CI:0.04-0.17;P=0.001)对提升每日中高强度身体活动的效果更为显著。结论:当前证据表明,基于可穿戴电子设备的干预措施在提升健康青少年每日中高强度身体活动方面具有一定优势;建议通过不超过12周的干预时间、使用腰部或臀部计步器的干预设备以获得更好的促进效果;然而,每日步数、低强度身体活动以及久坐行为的干预效果存在一定的局限性,未来仍需要更高质量、大样本的随机对照试验进一步验证。

用于油气井RFID扶正器激活的阅读器共形天线设计

基于油气井井下环境的特点,为实现井下扶正器的远程控制,同时改正射频识别(RFID)阅读器天线电磁波强度衰减过大、辐射性能差等缺陷,设计一种共形于井下管道的RFID扶正器阅读器偶极子天线。依据天线设计的基本理论,利用天线弯折技术,将该天线结构设计为倒“U”型,实现与套管相共形;通过仿真扫频分析优化天线参数,分析天线主要结构对性能的影响。结果表明,设计的天线最终的中心频率为860 MHz,在该频率下天线输入端口反射系数为-21.05 dB,增益为2.2 dB,天线尺寸为11 mm×148.44 mm,天线的性能满足设计需求,可用于套管扶正器等井下工具的无线控制。

考虑时间效应的钢渣填料动力特性与微观结构研究

钢渣是冶金行业的第二大废弃物,充分利用废弃钢渣代替部分砂石料作为新型的土工填料,符合“绿色经济”与“可持续发展”战略。因钢渣材料有别于砂石料,化学成分复杂,而力学特征具有时效特性,采用共振柱试验研究考虑水化期影响的钢渣动力特性,分析动剪切模量和阻尼比等动力特性变化规律;基于Hardin-Drnevich双曲线模型描述考虑时间效应的钢渣动力特性,采用Boltzman函数描述最大动剪切模量随水化期变化的关系,给出最大阻尼比范围;并与传统砂土的动力特性对比,得出水化前钢渣动剪切模量略高于传统细砂,水化90 d后可达到标准砂的最大动剪切模量,工程中可以用钢渣作为一种填料代替砂土。最后,通过微观电子显微镜方法分析不同水化期下的钢渣微观结构,发现水化产物Aft相较于其他水化产物生成时间较晚,Aft和C-S-H所组成的胶凝结构是影响钢渣动力特性时效特征的主要因素。

定载荷条件下树脂基材料高温收缩量实时测量

为研究树脂基材料高温收缩量,提出一种测量定载荷条件下复合材料高温收缩量的方法,根据此方法自行设计搭建了复合材料高温收缩过程试验测量装置。以不同树脂基复合材料为研究对象,进行定载荷条件下树脂基复合材料高温收缩过程试验测量,获得碳板热面处及压头冷面处位移变化,得出树脂基复合材料的高温收缩量及冷却后收缩量。研究结果表明:试验装置能够实现定载荷条件下树脂基材料高温收缩量实时测量;无论加热过程或冷却后,试验件最大变形绝对量不超过0.37 mm;加热过程中编织石英酚醛复合材料最大变形率不超过6.43‰,石英杂化酚醛复合材料最大变形率不超过3.76‰;冷却后编织石英酚醛复合材料最大变形率不超过4.57‰,石英杂化酚醛复合材料不超过6.87‰;试验结果验证了该测量方法的正确性及有效性,并为该类材料的高温收缩及匹配分析提供了基础物性数据。

川芎定痛饮加减联合盐酸氟桂利嗪胶囊治疗偏头痛疗效及对脑血流动力学和血清神经递质的影响

目的探讨川芎定痛饮加减联合盐酸氟桂利嗪胶囊治疗偏头痛的疗效和安全性。方法偏头痛患者86例随机分为对照组43例与试验组43例。对照组予以盐酸氟桂利嗪胶囊治疗,试验组予以川芎定痛饮加减联合盐酸氟桂利嗪胶囊治疗,两组均连续治疗4周。观察两组疗效和不良反应,于治疗前和治疗后对患者进行偏头痛中医证候积分、视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)评分和特异性偏头痛生活质量量表(migraine quality of life scale,MSQ)评分,进行脑血流速度[大脑前动脉(anterior cerebral artery,ACA)、大脑后动脉(posterior cerebral artery,PCA)、大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)]和血清神经递质[5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)、β-内啡肽(β-endorphin,β-EP)]的测定。结果试验组显愈率显著高于对照组(P<0.05),两组总有效率差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后,试验组中医证候积分和VAS评分显著低于对照组(P<0.05),MSQ评分显著高于对照组(P<0.05)。治疗后,试验组ACA、PCA、MCA水平和血清CGBP水平均显著低于对照组(P<0.05),5-HT、β-EP水平显著高于对照组(P<0.05)。两组不良反应发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论川芎定痛饮加减联合盐酸氟桂利嗪胶囊治疗偏头痛患者能够更有效缓解患者偏头痛症状,提高疗效,其作用机制可能与调节脑血流速度和血清神经递质表达有关。

基于CFX摆线减速双螺杆的优化设计与流场分析

针对传统双螺杆挤出机混合性能低下问题,研究设计了一种带有反螺纹元件的摆线减速新型双螺杆,旨在提高双螺杆挤出机流道内物料的混合性能。文章以流体力学为理论基础,运用MATLAB软件优化参数,选用SOLIDWORKS建立对应几何模型,运用ANSYS/CFX模拟分析流道运动情况,以传统双螺杆挤出机为参照,进行宏观压力场、速度场、速度矢量以及螺杆截面速度流线图对比分析。分析结果显示,反螺纹元件能够使物料在流道内出现回流现象,摆线减速装置有效地降低了螺杆转速,致使物料在流道内被反复剪切,混合更加充分。研究结果表明:新型双螺杆提升物料20%左右的停留时间;变速段出现物料回流现象,此处物料发生反复剪切,混合性能提升;摆线针轮减速器的减速效果有效地延长了物料传输时间,提高了物料的混合性能。

合成生物学表型测试生物反应器及其装备化研究进展

合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,以提供大量数据用于后续的学习和迭代升级。测试阶段的通量主要依赖于细胞自身或其培养测试所使用的生物反应器及其装备,是整个DBTL流程的限速步骤。本文系统综述了合成生物学表型测试所开发的面向不同通量的生物反应器及装备,从单细胞检测和筛选及不同尺度生物反应器包括皮纳升级生物反应器、微升级生物反应器、毫升级生物反应器和升级生物反应器等,系统地介绍了各自的特点和应用场景。同时,指出了现有生物反应器及其装备的应用潜力、面临的挑战与发展趋势,为合成生物学表型测试技术研究提供重要参考。