基于字体特征与多尺度PatchGAN的中文字体风格转换研究

针对现有中文字体风格转换方法生成字符图像质量低以及生成字体图像与目标字体图像风格不一致的问题,提出基于字体特征与多尺度patch生成对抗网络的中文字体风格转换方法.首先,根据字体特点设计两个特征提取网络,分别提取字体风格特征和字符内容特征;然后,将两个特征输入生成器,利用字体风格特征约束生成字符图像的风格,字符内容特征约束生成字符图像的字形;最后,将生成字符图像输入到多尺度patch判别器中,对生成结果的多尺度图像块判断真假.实验结果表明,所提方法有效提升了生成字符图像的质量以及与目标字体的风格一致性.

混合异构无线传感器网络覆盖漏洞修补算法

在无线传感器网络(WSN)中,增强传感器覆盖范围是核心问题。文章提出一种基于优先级机制的、适用于混合异构WSN的覆盖漏洞修补算法。该算法通过评估漏洞大小和设定补丁节点优先级,提升覆盖率,减少冗余,平衡资源。结果显示,改进后的算法在覆盖率和节点冗余上均优于传统算法,为WSN覆盖优化提供新思路。

基于三维小波变换的高光谱图像分类算法

针对如何充分利用空间特征来达到较高的高光谱图像分类精度的问题,提出了一种基于三维离散小波变换(3D-DWT)与随机补丁网络(RPNet)结合的高光谱图像的地物属性分类算法。在分类过程中,综合3D-DWT提取的特征和RPNet深度学习框架提取的特征,利用支持向量机(SVM)对特征向量进行分类。所提出的方法在Indian Pines和University of Pavia两个数据集上进行测试,结果表明该方法比现有方法有显著的分类性能的提高。

面向边缘部署场景的轻量神经网络修复算法

随着深度学习技术的不断进步,神经网络在各领域得到广泛应用,特别是在边缘计算环境中,例如智能交通和新型电网等典型场景.然而,神经网络的可靠性问题限制了其在真实世界的广泛应用.在复杂的边缘环境中,预训练模型往往因未涵盖所有可能的边缘情况而性能下降.因此,针对部署中的神经网络进行高效修复成为一个关键的研究课题.传统修复方法通常涉及整个模型的重新训练,这在边缘场景中具有诸多局限性.首先,不同地理区域的设备可能面临独特的自然噪声,使得统一模型难以适应所有环境.其次,深度神经网络的大规模参数使得其训练和部署时资源消耗巨大,且更新期间的服务中断将降低系统的可用性.为解决这些问题,本文提出了一种轻量级的补丁式神经网络修复算法.该算法通过引入个性化的补丁来增强神经网络对不同边缘环境中自然噪声和边角案例的鲁棒性.具体的,在故障定位阶段,类比于程序插桩中通过注入代码以检测、改进和分析软件行为,本文提出了神经网络插桩技术.通过将模型探针插桩进神经网络,观测其内部运行情况,实现了对错误样本的故障定位.在故障修复时,通过插入无监督搜索得到的神经网络补丁来纠正原始神经网络的输出.此外,本文提出了故障预测模块以提前预测潜在的错误输出,从而仅在必要时激活补丁.在基于2个数据集、15种噪声以及4个神经网络模型的实验中,与现有修复算法相比,本文方法在修复性能上取得了 6.64%至20.00%的提升.同时,本文方法所需的训练样本量减少了超过90%,而所需更新的参数量最高减少了 91.94%.这种有效且轻量的特性为解决边缘计算环境中神经网络的可靠性问题提供了有效途径.

Box-Behnken响应面法结合BP神经网络优化黑胡椒脐贴处方研究

目的采用Box-Behnken响应面法结合BP神经网络优化黑胡椒脐贴处方。方法在前期预试验的基础上,以载药量、促渗剂用量、聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)6000与微粉硅胶的比例为影响因素,进行单因素试验。结合体外透皮试验,利用高效液相色谱法测定胡椒碱的含量,对胡椒碱峰面积、指纹图谱的总峰面积和脐贴的成型性、剥离残留度和基质填充情况赋以权重,所得结果为综合评价指标。在单因素试验的基础上利用Box-Behnken响应面法结合BP神经网络优化脐贴处方。结果黑胡椒脐贴的最佳处方为载药量7%、氮酮4.5%、PEG6000与微粉硅胶的质量比为43∶1。结论黑胡椒脐贴的处方合理,可为后续贴剂的药效学研究提供基础。

大规模景观图像斑块特征增强算法仿真

不同景观斑块特征存在一定的差异,整体增强会导致斑块重叠和模糊等问题。为此,提出一种大规模景观图像斑块特征增强算法。计算大规模景观图像斑块形状指数、多样性指数、破碎性指数、最大斑块指数以及优势度指数,以此反映景观图像内斑块组成和结构特征,并度量景观斑块特征;再将所有指数计算结果组成斑块特征集,输入多分支注意力机制卷积神经网络中,依据网络通道注意力机制增强图像斑块特征分辨率;最后,将增强结果作为局部特征融合网络的输入,通过该网络的卷积操作生成各个通道的局部斑块图,获取局部特征、斑块特征的位置和细节信息,完成斑块特征二次增强。仿真实验结果表明:所提出的增强算法的梯度损失和结构相似性损失函数值均在0.10以下,说明其能够有效处理斑块边缘之间的模糊效应,并且可靠区分不同的景观斑块分布空间。

覆盖网络组播与Patching算法在VOD系统中的应用

针对现有VOD系统中组播技术应用的缺陷和不足,提出了一种将覆盖网络组播技术与Patching算法结合应用于VOD系统的方案.该方案充分利用了覆盖网络组播技术的优点,结合VOD系统特性及Patching补偿流技术,在合理的利用网络资源的条件下减小了服务器负载.文中论述了覆盖网络组播技术的概念、协议分类及Patching算法的特点,同时对该方案中的主要技术步骤从组播组的组织、新节点的加入到节点的离开分别进行了分析.

基于卷积神经网络的互花米草识别研究

互花米草的侵入对我国的生态系统多样性造成了巨大损失,如何准确地识别零散斑块的互花米草对其早期监测及预警具有重要意义。采用低空无人机遥感技术,以广西北海地区春季时期红树林中的互花米草为研究对象,利用AlexNet、VGG16、GoogleNet、ResNet50、EfficientNetB0五种卷积神经网络,分别对包含互花米草、红树林及其他地物背景的图像数据集进行模型的训练、验证与测试,然后将训练好的五种网络模型对整个试验区域的互花米草及地物背景进行识别并标记,得到互花米草的分布图。基于混淆矩阵和运算时间的综合定量评估结果表明,ResNet50网络模型总体上优于另外四种网络模型,识别准确率最高,达到了96.96%,且在测试集上耗时仅为5.47 s。将识别结果图与互花米草实际分布图进行对比,ResNet50网络模型的识别结果与互花米草的实际分布基本重合。

宽型自注意力融合密集型残差网络的图像去雾

当前去雾算法无法很好解决不均匀雾霾图像去雾的问题,为此提出了一种宽型自注意力融合的条件生成对抗网络图像去雾算法.在算法中加入了宽型自注意力机制,使得算法可以为不同雾度区域特征自动分配不同权重;算法特征提取部分采用DenseNet融合自注意力网络架构,DenseNet网络在保证网络中层与层之间最大程度的信息传输的前提下,直接将所有层连接起来,获取更多的上下文信息,更有效利用提取的特征;融合自注意力可以从编码器部分提取的特征中学习复杂的非线性,提高网络准确估计不同雾度的能力.算法采用Patch判别器,增强去雾图像的局部和全局一致性.实验结果证明,算法网络在NTIRE 2020、NTIRE2021和O-Haze数据集上的定性比较,相比于其他先进算法得到更好的视觉效果;定量比较中,相较于所选择先进算法的最好成绩,峰值信噪比和结构相似性指数分别提高了0.4和0.02.

一种针对网络设备的已知漏洞定位方法

骨干级网络设备作为关键基础设施,一直是网络攻防中的焦点,与此同时,其作为一个封闭、复杂的信息系统,漏洞的公开研究资料相对较少、漏洞细节缺失较多。补丁对比是一种有效的漏洞分析手段,而骨干级网络设备固件解包后通常具有单体式可执行文件,这类文件具有函数数量多、文件规模大、调试符号信息缺失等特点,直接进行补丁比对会产生大量待确认的误报差异,同时启发式算法可能将两个不相关的函数错误匹配,导致正确的安全修补缺失及漏报。传统的补丁比对方法无法有效地解决这类文件的补丁分析问题,漏洞细节的分析遇到挑战。本文提出了一种针对单体式可执行文件中已知漏洞的定位方法MDiff,通过漏洞公告描述中的子系统概念与目标二进制文件的内部模块结构对目标进行了拆分,在基于局部性的二进制比对技术之上,利用语义相似度衡量方法对比对结果进行筛选排序。具体来讲,MDiff首先利用入口函数及局部性原理识别存在漏洞的网络协议服务代码,即粗粒度定位阶段。其次针对已识别出的、存在漏洞的网络协议服务代码模块中存在差异的函数进行动静态结合的语义信息分析,包括基于扩展局部轨迹的安全修补识别,基于代码度量的安全修补排序等步骤,即细粒度定位阶段。基于该两阶段漏洞定位方法,我们实现了一个原型系统,对4个厂商设备中已经披露的15个漏洞进行实验。实验结果表明,本文提出的漏洞定位方法可以提高网络设备的补丁分析效率,支持研究人员发现已知漏洞细节。

基于MSPA-CIRCUIT的长江中游城市群热环境网络识别与评价研究

快速城市化是热环境风险加剧的主因,从网络视角分析热环境的空间结构特征,对于改善热环境、增强城市可持续性以适应气候变化具有重要意义。以长江中游城市群为例,基于2000、2010及2020年地表温度数据与建成区面积数据分析城市群地表温度与热岛区域时空特征,采取形态学空间格局分析(MSPA)模型提取并划分热岛斑块类型,包括核心、孤岛、孔隙、边缘、环道、桥接以及支线,在此基础上构建热环境源地与热环境廊道,并利用电路(CIRCUIT)理论对城市群热环境网络进行识别。此外,依据多元指标分别评估城市群热环境网络的总体连通性(α指数、β指数与γ指数)与空间连通性(特征向量中心性与电流密度)。结果表明:(1)2000-2020年期间,长江中游城市群夏季地表温度高温区与次高温区比例整体呈上升趋势,常温区、低温区以及次低温区比例整体呈下降趋势,各类型热岛斑块的地表温度中位数呈现核心型热岛斑块最高而支线型热岛斑块最低的规律;(2)2000-2020年期间,长江中游城市群夏季热岛区域总面积由2.80×10^(3)km^(2)增至12.8×10^(3)km^(2),其中核心型热岛斑块面积占比由31.1%增加至45.9%,在空间上呈现逐渐向武汉、长沙以及南昌等地集聚的趋势;(3)2000-2020年期间,长江中游城市群热环境源地数量由56个增至215个,热环境廊道数量由89条增至378条,包含热环境廊道的城市比例由77.4%增至100%,已初步形成城市群全局热环境网络;(4)2000-2020年期间,长江中游城市群热环境网络的总体连通性呈逐渐增强态势,空间连通性的分布趋势由“南高北低”的空间异质性格局向“全局高连通性”的空间稳定性格局演变。该研究旨在为区域尺度的气候适应发展策略提供启示。

手臂电磁通道特征研究

依据现有研究结果和未来体域网发展趋势研究了手臂电磁通道特征.将两个同样工作在5.8 GHz、尺寸为4 cm×4 cm的全织物贴片天线作为收发两端,研究竖直状态下手臂的传输特征;再依据自然行走状态,模拟前摆最大值位置、自然下垂和后摆最大值位置手臂的动态过程.通过对天线在空气和手臂不同位置上传输特征的对比分析,确定表面波对传输特征的影响,并采用曲线拟合方法获得相对路径损耗预测模型;通过对比手臂三种自然状态的实测结果,建立路径损耗的预测模型.研究表明,对自然下垂状态下的预测模型进行简单的修正即可较好地预测前摆和后摆时的路径损耗.

针对眼部掩模的人脸识别对抗贴片研究

随着深度学习技术的快速发展,人脸识别技术被广泛应用于现实世界的工作与生活中。然而深度神经网络对于对抗样本表现出极大的脆弱性。鉴于用对抗贴片进行黑盒攻击比白盒攻击更加困难,且黑盒攻击性能性能较差,同时由于眼部区域包含了较多的特征信息,该文提出一种新的针对眼部掩模的对抗贴片生成方法(Adversarial Eye Mask,AdvEyeMask),来实现人脸识别系统的黑盒攻击。首先,对输入图像进行添加随机噪声、随机调整亮度以及随机放缩等多样性变换,在采用集成模型生成贴片的迭代优化过程中,借助动量思想求得目标损失,而后对损失梯度矩阵进行高斯核卷积处理,从而提高对抗贴片的黑盒攻击性能。基于CASIA-Facev5数据集,AdvEyeMask与AdvHat方法相比,平均相似度提升了34.46%,平均攻击成功率提升了64.40%,实现了较好的黑盒攻击效果。最后,从实用性角度出发,AdvEyeMask方法生成的对抗贴片在物理场景下对某商用人脸识别设备进行了黑盒攻击测试。

基于图像块SIFT特征学习的多源遥感图像匹配方法

对于多源遥感图像因成像原理、时相差异以及分辨率等因素导致的匹配困难问题,提出了一种基于图像块SIFT特征学习的多源遥感图像匹配方法。首先,通过尺度不变特征变化(scale-invariant feature transform,SIFT)提取图像特征点并截取对应的图像块对;其次,利用多源遥感图像匹配网络(matching nerul network,MNN)学习图像块特征并输出匹配点对,结合快速样本一致性(fast sample consensus,FSC)方法优化匹配结果;最后,计算图像变换矩阵实现多源遥感图像配准。为验证本文方法的有效性,制作了8000对多源遥感图像数据集对MNN进行网络训练,并与FSC-SIFT(fast sample consensus-scale-invariant feature transform)、PSO-SIFT(position scale orientation-scale-invariant feature transform)以及跨模态图像匹配网络Contextdesc进行对比实验,结果表明本文方法在正确匹配点数量、匹配精度等方面具有一定优越性。

土地利用变化对生境网络的影响——以苏锡常地区白鹭为例

生境网络对于物种更具有生态意义。研究土地利用变化对生境网络的影响,对破碎景观中种群的扩散和迁徙至关重要。研究结果有助于区域生境网络的恢复和完善,从物种的角度而非景观结构的角度优化生态网络。以城市化快速发展、土地利用变化明显的苏锡常地区为研究区域,优势湿地鸟类白鹭为代表物种,构建物种生境斑块约束条件概念模型,提出按照物种生活习性特征划分、选择生境斑块的方法,并从斑块和网络结构两个视角分析了土地利用变化对生境网络的影响。结果表明:(1)2000—2010年研究区白鹭生境的适宜地类总面积虽有所增加,但主要由于大量新增线性人为干扰致使白鹭生境网络质量下降;(2)白鹭生境网络在研究区不是全区覆盖的回路,基本由宜兴—溧阳片、无锡滨湖片、苏州吴中片和苏州阳澄湖片4个小片网构成,其完整程度按照宜溧片、滨湖片、吴中片、阳澄湖片降次排列;至2010年,宜溧片破坏最为严重,滨湖片和吴中片次之,阳澄湖片受破坏程度相对最弱。总体上,白鹭生境境况在10年间恶化明显,土地利用变化朝着不利于白鹭持续生存的方向发展。

基于复杂网络的森林健康评价研究

为了揭示森林生态系统健康状况的发展规律,本研究构建了森林健康评价指标体系,采用复杂网络和综合指数法对森林健康状况进行了评价分析。以广州市大岭山林场216个小班为例,把优势树种和龄组相同的相邻小班合并成景观斑块,构建了小班网络、景观斑块网络,并计算出不同尺度的健康指数。结果表明:小班尺度,优质、健康、亚健康、不健康、病态小班分别是139个、44个、20个、11个、2个;景观斑块尺度,优质、健康、亚健康、不健康、病态景观斑块分别占总面积的75.57%、10.68%、10.13%、2.86%、0.76%;区域尺度,整个区域的森林健康指数为78.62,森林健康等级为健康。研究结果可为森林可持续经营提供科学依据。

软件补丁管理在网络信息安全中的作用及趋势

信息安全是信息社会的核心问题。分析了信息安全的内涵、软件安全漏洞的产生及危害、软件补丁管理的特性、流程及其在网络信息安全中的作用,基于目前的网络信息安全的状况,给出了软件补丁管理的发展趋势。随着技术的发展,软件补丁管理将会在网络信息安全中发挥重要作用。

基于邻接关系的森林景观斑块耦合网络结构特性分析

森林斑块间进行着各种复杂的生态过程,斑块间通过物质与能量的流动耦合维持总体可持续形态,形成"斑块耦合体"。将一定范围内的林分集合(斑块耦合体)作为空间整体,把它看作由处于不同空间的流动镶嵌体,从林分上升到景观层次。把斑块作为空间功能单元,抽象成网络中的节点,斑块间相邻的公共边抽象成网络中的边,构造由若干节点和边组成的"斑块耦合网络"作为"斑块耦合体"的骨架,森林景观斑块耦合网络具有结构特性。为揭示森林景观斑块耦合网络结构的复杂特性,本文从常德市桃源县提取了134个不同规模的森林景观斑块耦合体,抽象出森林景观斑块耦合网络,从中筛选出23个,通过分别比较森林景观斑块耦合网络的特征路径长度和聚类系数与对应随机网络的特征路径长度和聚类系数的大小来探求森林景观斑块耦合网络的小世界特性及其与网络规模之间的关联关系;分析森林景观斑块耦合网络节点度在对数坐标和半对数坐标下的分布特征,无标度特性和网络规模的关系;采用模块度来分析森林景观斑块耦合体的社团特性。所研究的森林景观斑块耦合网络小世界特性与网络规模有关;森林景观斑块耦合网络度分布更趋向于幂律分布,而且无标度特性随着网络节点规模的增大而增强;而森林景观斑块耦合网络的社团特性明显,是森林景观斑块耦合网络普适性的结构特性,且随网络规模增大而增强。而森林景观斑块耦合网络的小世界特性、无标度特性、社团特性常常使得森林景观斑块耦合网络在面对蓄意攻击时表现出鲁棒性。结合森林景观斑块耦合网络节点所代表的斑块信息,为揭示森林景观复杂性、分析森林景观生态系统的稳定性和抗毁性、提出景观尺度下森林经营措施提出更科学、合理的思路。

基于阻力指数的屋顶斑块生态网络规划研究

在景观生态学理论和方法的指导下,基于"岛屿生物学理论",从城市屋顶面积、隔离度(如高度、最邻近斑块距离等)这2类因子出发,有针对性地构建了阻力指数(RI)测度城市屋顶景观格局。运用成都市二环路卫星遥感影像和地理信息系统,选取生态中心斑块并构建缓冲区。利用各缓冲区RI的计算结果,将城市屋顶分别规划为3级绿化生态空间发展区,分步骤建设城市屋顶生态斑块网络。

共生竞争、功能匹配与协调稳定:森林景观斑块耦合网络的形成演化

生态位与功能流是森林景观斑块耦合网络的理论机制。景观生态位是景观在长期生存竞争中都拥有最适合自身生存的时空位置及其环境间的功能关系,是有限资源环境下斑块的耦合机制。功能流是斑块之间生态过程所发生的交互流动现象,是斑块间相互作用的耦合机制。在景观生态位间互动关系中,共生竞争是斑块耦合网络的形成前提。由于功能流动存在以及功能流动实现生态位变化,景观功能匹配过程体现了斑块耦合网络的演化。对于森林景观的协调稳定,通过景观功能流渗透、生态位结构稳固和功能有序的策略选择,获得景观系统在特定时间、空间、功能和目标下的有序与优化。