基于双面金属包覆光波导的传感器温度特性研究及实验验证

双面金属包覆波导结构(SMCW)是由一层介质波导层被两层金属膜层上下包覆的一种新型波导结构;本文基于金属层和介质层材料的热-光效应和热膨胀作用,研究了双面金属包覆波导结构的温度特性.计算分析的结果表明,金属膜层的厚度、金属的介电系数、波导层的厚度及其介电常数几乎都与温度变化成比例,同时,对双面金属包覆波导结构的波导功能起主要影响的是介质层的厚度值随温度的变化.本文分别在光谱模式和角度模式下研究双面金属包覆波导结构的反射特性,并将其应用于基于双面金属包覆波导结构的传感器,其灵敏度约为21.89 pm/K(光谱模式)和1.449×10^(-3)rad/K(角度模式).最后,本文对角度模式的模拟分析进行了实验验证,实验验证结果与模拟分析结果基本一致,实验所用SMCW样品的平均灵敏度约为0.517×10_(-3)rad/K,与模拟分析的灵敏度结果同一量级.双面金属包覆波导结构的传感器对温度非常敏感,且该结构的物理构造简单,成本低,具有非常大的潜在应用价值.

基于PLC的工业水处理系统的设计

本系统采用PLC与工业控制计算机共同构成控制系统的方法,解决了工业水处理控制系统自动化程度低、可靠性、适用性不高的问题。实际运用了水处理上位机与PLC控制站采用现场总线连接,PLC与其下的各传感器仪表采用DCS控制,构建了一个基于PLC的水处理控制系统,最后运用西门子STEP 7软件进行程序编程。

基于数学模型的云计算SaaS定价的研究与实现

为合理确定云计算中软件即服务(SaaS)的价格,使云计算公司既能迅速占领云计算市场又能得到丰厚的利润回报,结合静态定价和动态定价,通过盈亏平衡分析、双因素试验和回归方程等数学模型对云计算公司的销售数据进行分析,在此基础上提出合理的定价策略,以供决策者参考.编写了部分代码,实现了数据分析自动化.最后,对合理定价的SaaS发展前景进行了展望.

三维点云物体频谱获取方法

为了简化三维物体计算全息数据和加快计算时间,提出了一种三维点云物体频谱获取方法.在分析频谱获取方法模型的基础上,由不同视角的投影图像(视图)与对应的平面波因子相乘积分的方法得到了三维点云物体频谱;介绍了视图获取算法,使用Matlab并行计算得到了一个三维‘鸟’的视图序列;根据实际物体频谱分布情况,采用高阶高斯概率分布减少视图获取数量;通过视图序列得到三维物体的频谱,采用傅里叶逆变换得到物空间内一个平面的复振幅分布,将其衍射一段距离,编码为菲涅尔全息,并进行了模拟再现和实验验证.模拟再现和实验结果表明:只需要原总视图的17.75%可以获得高质量的再现效果,验证了频谱获取方法的可行性及视图获取简化模型的正确性.所获取的三维物体频谱可以通过一定方式编码成多种全息进行三维显示,拓宽了该频谱获取方法的应用范围.

基于聚类算法的血管直径测量研究

血管形态的变化与疾病密切相关,血管直径是血管形态的主要参数之一,测量血管直径有助于疾病的筛查与预防。提出一种基于聚类算法的血管直径测量方法,对微血管进行测量。大多数显微血管图像(如光学显微成像或光声显微成像)中存在噪声,通过非线性变换函数对显微图像进行增强;使用训练后的U-Net网络模型进行图像分割;利用结合聚类算法以及射线算法的测量方法对分割得到的血管进行测量,得到血管直径。实验表明,算法与传统测量结果一致(P>0.05),与传统算法相比,本算法的测量精度得到提升,将测量误差由4.21%降低至2.27%,满足血管测量的准确度需求。

基于口腔自体荧光效应和深度学习的牙菌斑的分割及量化

牙菌斑是牙齿表面一层难以观测的生物膜,是导致龋齿、牙龈炎等一系列疾病的直接诱因。牙菌斑的早期定量化无损检测具有重要的临床意义。短波长光激发下,牙菌斑的细菌及其代谢产物可以产生自体荧光。基于前期成像系统的基础上,采集大量牙菌斑在405nm蓝光激发下产生的红色荧光;牙菌斑越成熟红色荧光强度越高;采用改进的U-net网络对该红色荧光进行分割,对分割出来的牙菌斑进行轮廓提取获得质心,并利用区域生长算法分割出牙菌斑所附着的牙齿,综合牙菌斑成熟程度及面积来评估牙菌斑指数。结果表明改进的U-net网络分割精度优于传统方法。将牙菌斑的面积和成熟程度结合对牙菌斑进行量化,一定程度上可以消除人为诊断的差异性。

并联Buck变换器的均流控制技术

在并联多相DC/DC变换器中,各模块承受的电流应自动平衡。DC/DC变换器的并联均流是需要解决的关键问题。文中采用基于主从控制的并联Buck变换器为研究对象,通过仿真验证了均流控制技术能使电路具有良好的动态响应。考虑到实际应用中电路开关管会因长期工作在温度较高的情况下而降低使用寿命,采用加入温度控制的均流控制技术,从而达到了温度控制的效果。

基于混合聚类算法的客户细分策略研究

针对层次聚类法和K-means聚类法的缺陷和不足,提出将二者相结合的改进算法,既解决了层次聚类法伸缩性差的问题,又解决了K-means聚类法对初始聚类中心敏感的问题。通过对改进算法的计算复杂度分析并利用UCI数据库的测试数据对改进算法进行测试。结果表明,混合聚类算法使样本聚类的准确率提高到94%,并有更高的执行效率和更好地实用性。此外,将此算法应用到汽车销售公司的客户细分管理中,得出了差别化明显的客户细分类别,表明此改进算法具有更强的客户细分能力以及客户行为特征的解释能力。

基于改进伯格博弈模型的云计算任务调度

为解决云计算环境下海量资源调度问题,提出一种能提高整体服务质量的任务调度模型,引用罗尔斯正义分配伯格模型和博弈算法理论,设计了一种基于改进的伯格博弈模型的任务调度算法,将改进的伯格模型把关于社会分配理论和博弈理论应用到云环境的任务调度中。然后将基于改进的伯格博弈模型的任务调度算法分别与公平优先、效率优先的任务调度算法进行对比分析,在CloudSim仿真平台上,分别将上述3种任务调度算法进行调试实现。结果表明,基于改进的伯格博弈模型的任务调度算法不仅满足效益优先兼顾公平的分配策略,同时也显著提高了整体服务质量。

基于几何约束的文本图像倾斜角检测算法

针对文本图像倾斜检测的问题,提出了一种新的基于几何约束的文本图像倾斜角自动检测算法。该算法采用边界标记自动机的方法对一组同行字符轮廓进行检测从而得到该组字符轮廓的最低点信息,再用矩的方法剔除噪声字符,并确定页面的倾斜角度。实验结果表明,该算法在检测效率与准确率上都有了明显的提高,同时在处理较大倾斜角和较少字符数目的倾斜检测中也有较好的执行效率。因此,该算法可广泛应用于包括英文、中文、日文在内的多种语言文本图像的倾斜检测中。

磁饱和式传感器在漏电保护器上的应用研究

描述了磁饱和式穿心传感器在漏电保护上的应用实例。磁饱和式穿心传感器是一种精密的传感器,主要用于交流和直流的电流信号检测,广泛用于传感器式电流、电压互感器、漏电保护等工业场合。磁饱和式传感器利用磁饱和原理产生振荡的方波,一旦有电流信号通过,不管交直流,信号可从几毫安到几十安,都能很精确地检测到。以磁饱和式传感器检测原理的漏电保护器具有较强的实用性。经实验结果验证已达到设计预期。

基于Cytoscape下斑马鱼衰老基因-蛋白质的模块化分析

近20年来,斑马鱼逐渐成为研究人类基因功能的重要模型动物。同时,通过对斑马鱼参考基因组序列和10 000多个蛋白编码基因的鉴定,表明斑马鱼至少与人类基因有75%的同源性,进一步验证了斑马鱼基因组序列可以作为衰老的研究模型。此外,其良好保守的分子和细胞生理学的广泛特征使斑马鱼成为揭示衰老、疾病和修复的潜在机制的极好模型。但是斑马鱼衰老的分子机制很少发生分子间的相互作用,因此蛋白质-蛋白相互作用(PPI)网络是非常可取的。本实验描述了斑马鱼这种生物衰老机制的模型,其涵盖了与衰老相关的87种蛋白质之间的767种相互作用。这不仅包含准确预测的PPI,还包含从文献收集以及实验所得的那些分子相互作用。同时,将这些分子相互作用模块化,形成模块化,找到11个中心基因,分析预测其衰老过程。希望能帮助研究斑马鱼的学者研究其衰老过程,提供一些假说和帮助。

电子鼻在肉类品质检测中的研究进展

电子鼻通过模仿哺乳动物嗅觉系统的主要构件来检测和识别复杂的气味,由于其快速、无损等优点被应用于食品生产链早期污染和缺陷检测。作为一种分析仪器,电子鼻利用传感器陈列对气体信号采集,电子鼻系统再通过信号预处理、神经网络和各种算法对气体定性定量分析。伴随着肉类食品在我国国民消费所占的比例越来越高,人们对肉类品质的要求也越来越高,研究人员已采用电子鼻对肉类新鲜度、肉类有害物质、肉类掺假等进行鉴别,研究结果表明电子鼻的准确识别率能达到87.5%以上。本文介绍了电子鼻的组成、工作原理和电子鼻技术在检测肉类新鲜度、肉类有害物质、肉类掺假问题的典型研究成果以及存在的问题,并提及了电子鼻的未来发展趋势和应用领域。

基于文本行基线的倾斜角检测算法

针对文本图像倾斜检测问题,提出了一种新的基于文本行基线的倾斜角检测算法。该算法用边界标记自动机对一组同行的字符进行轮廓(外边界)跟踪,并标记出字符的最小外接矩形(MER)和字符的边框。在此基础上通过相邻字符间的行高差和字符区域的面积来剔除字符的冗余部分,最后用剩余部分的字符边框底边中点来拟合一条直线,即行文本的基线,并确定文本的倾斜角度。实验结果表明,该方法有效,同时倾斜角检测的精确性得到了优化。

电力市场下负荷分析与预测优化方法的研究

在电力市场环境下,负荷的分类和预测至关重要。为了提高预测的速度与精度,提出了运用粒子群与误差反向传播(BP)神经网络相结合的预测方法 (POS-BP法)和模型。并根据某市电业局电力负荷数据建立了模型,运用PSO-BP算法对次日负荷进行了预测。从预测结果看该方法收敛速度快、预测精度显著提高。应用于电力市场分析及预测有很好的效果和前景。

社交网络服务中的多维空间视频推荐算法

视频推荐作为一项帮助用户迅速找到其最感兴趣视频的关键技术,是社交网络服务中比较重要的研究内容之一。传统推荐算法未能充分利用视频社会化网站中的多维信息,会导致冷启动和数据稀疏的问题。为此,提出一种社交网络服务中的多维空间视频推荐算法。综合分析构成视频社会化网络的多维信息源要素,在此基础上,通过构建多维聚类空间,进而实现基于多维聚类空间的视频推荐算法,利用构成视频社会化网络的多维信息源要素,为视频的个性化推荐提供信息来源,以解决冷启动和数据稀疏问题。实验结果表明,该算法在视频推荐准确度方面相对于传统视频推荐算法有明显提高。

海量数据流的提升小波变换并行算法研究

提升小波变换算法在图像去噪中有广泛的应用,但是对于海量数据流该算法计算速度缓慢无法达到实时性.为了提高计算速度,提出一种基于图形处理器(GPU)的并行计算策略,把传统提升小波变换算法映射到CUDA编程模型,利用具有大规模并行计算特征的GPU作为计算设备,结合GPU存储器的优势实现了基于滑动窗口的提升小波变换并行算法.实验的测试结果表明,在现有的实验条件下,随着图像的增加,提升小波变换并行算法可以把计算速度提高50倍,效率提高明显.本文提出的方法也可以用其他图像处理算法的并行化.

面向大规模数据流处理的偏最小二乘法

用光谱分析鉴别生物特征,导致数据量大,而实际需要必须实时处理。偏最小二乘法是使用最广泛的鉴别算法,但是对于大规模数据流该算法无法达到实时性。为了解决这个应用矛盾,提出了一种基于NVIDIA CUDA架构下的并行计算策略,利用具有大规模并行计算特征的图形处理器(GPU)作为计算设备,结合GPU存储器的优势实现了偏最小二乘算法。实验的测试结果表明,在GPU上使用CUDA实现的偏最小二乘算法比在CPU上实现该算法快了47倍,性能得到了显著提高,从而使偏最小二乘算法应用于大规模数据流处理成为可能。

振幅调控双曲余弦高斯涡旋光束的聚焦特性

研究了双曲余弦高斯涡旋光束不同振幅参量对光场分布的影响。在相同光涡旋的情况下改变振幅的大小,在焦平面上场强分布变化明显。涡旋光束的拓扑数对光束的聚焦特性存在明显影响,不同的拓扑数会引起聚焦区域光强分布变化,另外也产生一些新的多焦点阵列和多重菱形聚焦图案。

基于CUDA的各向异性热传导模型的图像修复

针对文物数字图像修复处理中纹理信息缺失和计算复杂度高的问题,提出基于图像结构和不规则纹理的GPU并行修复算法。在现存研究基础上修改了热传导偏微分方程模型,在该模型设计中突出考虑图像结构和不规则纹理信息对热传导的影响,通过增加重要图像恢复信息的方式提高了修复效果;然而大量不规则纹理信息的处理降低了图像修复的效率,因此为保证算法的实时修复效果,通过GPU并行化修复过程中的雅可比迭代过程来提高数据密集计算的效率,保证图像修复的性能。实验证明,该图像修复模型进一步提高了修复效果并且增加了应用的普适性;同时与串行算法相比,计算速度提高了20倍以上。该并行图像修复方法具有较好的应用价值。