- 刘春义;王军;
在获取点云进行3D重建时，必然会有各种各样的噪音。传统的滤波方法主要依靠概率模型的假定，但是由于复杂的背景，使得传统的滤波方法难以获得较好的滤波效果。为了解决此问题，提出一种基于深度卷积生成对抗网络（DCGAN）的点云滤波方法。首先计算点云的特征值和熵值，根据熵值分配给点维度类别（1D、2D、3D）；不同的维数类别建立不同的簇，并将点云的维数类别与点的几何特性相对应；然后在每个簇内应用DCGAN进行聚类；最后排除高熵点以及离群点等噪声达到滤波目的。实验结果证明，与传统的半径滤波、统计滤波方法相比，该方法在滤波性能上有很大的改善，并且在运算速度上分别提高了5.8倍和2.5倍，基本达到了高精度、高效率的点云滤波需要。
2023年09期 v.46;No.632 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K] [下载次数：278 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：9 ] - 王金康;殷勤;何晓晖;邵发明;卢冠林;李金鑫;
为解决光在水下传播过程中由吸收与散射效应导致的水下图像产生色偏、对比度低、细节缺失和噪音等问题，设计了一种融入注意力机制的轻量级全局-局部生成对抗网络水下图像增强算法。算法通过改进GAN网络以及设计新的损失函数，提高图像增强效果。实验结果表明，所提出的方法在校正色偏、提高对比度、增强细节和消除噪音等方面较现有流行的水下图像增强算法均取得了很大的进步，同时也进行了时间测试以及应用测试，实验结果表明，提出的水下图像增强方法能够快速有效地提高水下图像的质量。
2023年09期 v.46;No.632 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K] [下载次数：548 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：3 ] - 朱榕榕;王明泉;曹鹏娟;范涛;
针对低剂量CT图像重建会产生噪声和伪影的问题，在U-Net神经网络基础上引入残差学习和空间注意力机制，在编解码过程中嵌入跳跃连接为上采样增加多尺度信息，使用AAPM公开数据集CT影像进行模型训练和测试。选取峰值信噪比（PSNR）、结构相似性（SSIM）和均方根误差（RMSE）作为图像性能评价指标。在CT重建结果的测试中，与未处理的图像相比，网络模型处理后图像的PSNR、SSIM和RMSE指标平均值分别提升21.699%、2.263%和40.833%。实验结果表明，改进的U-Net神经网络模型能够减少噪声和伪影，保留了更多的纹理细节，对低剂量CT重建图像质量的提高有一定效果。
2023年09期 v.46;No.632 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K] [下载次数：511 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：2 ] - 陈晓楠;汪恩铭;于欣瑶;李姝雅;
针对人体动作识别问题，提出一种基于同步压缩短时傅里叶变换的人体动作识别方法。使用毫米波雷达进行人体动作数据的采集，将采集到的数据进行同步压缩短时傅里叶变换得到其时频图；然后使用卷积神经网络对不同动作进行微多普勒特征提取并分类。在数据采集部分，使用毫米波雷达进行数据采集，有效地避免了外界因素的影响；在时频分析部分，使用窗函数优化的同步压缩短时傅里叶变换提高了时频聚集性。实验结果表明，该人体动作识别系统对不同人体动作的识别率可达到91.7%。
2023年09期 v.46;No.632 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K] [下载次数：709 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 张桐;徐大诚;
为了解决红外焦平面阵列盲元问题对红外图像质量的影响，提出一种针对动态场景下的阿尔法滤波加时域累积去盲元算法，并对其进行硬件实现。通过阿尔法滤波获取图像估计，在单帧盲元分布判断上加入窗口均匀判断机制来防止图像边缘误检，采用时域累积的方法确定最终盲元分布并进行盲元补偿。在FPGA硬件实现上采用流水线结构提高处理实时性，采用多次时域累积迭代的方法提高盲元检测效果。通过软硬件实现验证该算法的有效性。相比其他时域累积方法能有效防止边缘过检。因此该硬件实现方法可以应用到实际红外成像系统进行实时处理，在长时间的时域累积中会有更好的盲元检测效果。
2023年09期 v.46;No.632 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1564K] [下载次数：181 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 邓廷鹏;张贵仓;
针对传统小波阈值函数在阈值处不连续性、不渐近性、不光滑性等问题，导致去噪后的图像失真严重。因此，文中以小波变换为基础，提出了一种改进的阈值函数，与硬阈值、软阈值以及已存在阈值函数比较，得出该函数具有优越的数学特性，并用峰值信噪比和均方值误差客观评价法验证了该算法的优越性。通过Matlab仿真实验表明，新改进的小波阈值去噪方法不仅保留了原始图像的细节，而且有效抵制了噪声，最终使图像质量得到明显提升。
2023年09期 v.46;No.632 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K] [下载次数：678 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：2 ] - 刘爽娜;黄德启;王梦梦;
针对PPG信号采集过程中存在大量混合噪声的问题，提出一种变分模态分解（VMD）改进小波阈值降噪的降噪算法。首先通过傅里叶变换得到脉搏波信号频域信息，确定分解个数和主频率；然后利用变分模态分解算法将含噪声的PPG信号分解为一系列固有模态分量，分解过后确定各分量的中心频率，并筛选有效固有模态分量；最后利用改进后的小波阈值函数对残余噪声进行降噪处理，避免了软阈值的恒定偏差，又保证了阈值函数的连续性，降噪后的信号与原始信号相关系数均值为0.934 7，比变分模态分解方法重构信号提升了7.1%。与其他降噪算法相比，信噪比分别提高了5.77 dB、5.38 dB、4.5 dB，均方根误差分别降低了26.1%、16.8%、7.4%。实验结果表明，通过理论计算、数值模拟和应用研究验证了所提方法的有效性和优越性，在滤波效果和信号保真度之间取得了很好的平衡。
2023年09期 v.46;No.632 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K] [下载次数：460 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：4 ] - 杨悦;赵英亮;
由于使用图像法获得工件的单一纹理无法精确描述工件表面粗糙度，所以给出了通过改进GLCM（灰度共生矩阵）特征和Tamura特征的纹理提取算法，并通过建立纹理特征与表面粗糙度之间的模型关系定性评价工件表面粗糙度。首先对传统的GLCM加以修改，提出了增强的GLCM(ET-GLCM)算子，提升了GLCM的尺度不变性和旋转不变性，并经过对比实验证明ET-GLCM有较强的鲁棒特性；然后创建了支持向量机检测模型，测量不同粗糙度等级的工件表面图像。以工件表面图像的纹理特征参数为输入，对应的工件表面粗糙度Ra为期望输出，从而完成工件表面粗糙度的检测。通过实验验证支持向量机检测模型的有效性，其检测结果相对误差不超过5%，绝对误差小于0.06。根据仿真对比实验结果表明，提出的方法具有较高的检测精度，可用于工件表面的粗糙度检测。
2023年09期 v.46;No.632 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K] [下载次数：352 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：1 ] - 孙春云;李祥祥;孙甜甜;
摩尔纹是一种由数字网格重叠引起的不规则混叠干扰条纹。屏摄类图像中摩尔纹的出现不仅降低了图像质量，并会对后续的图像处理任务产生不良的影响。为了有效、快速、准确地检测这种摩尔纹，文中提出一种利用局部二值模式（LBP）和多输入卷积神经网络（CNN）结合的检测模型。LBP特征计算速度快且能很好地描述摩尔纹纹理，该方法首先使用LBP提取特征，并将提取特征后的图像与原始图像一起送入设计好的多输入卷积神经网络。实验结果证明，将经过LBP特征提取的图像作为摩尔纹纹理的强化信息与原始图像一起送入网络，比单独将原始图像送入网络的网络收敛速度更快、准确率更高，可以达到99.6%，比经典的Inception V3分类模型准确率提高了4%。
2023年09期 v.46;No.632 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1767K] [下载次数：291 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：2 ]
- 王婧蓉;那孜古力·斯拉木;张子祥;张明彤;
由于城市高层建筑火灾救援难度较大，往往造成严重的人员伤亡和经济损失。计算机科学对高层火灾救援决策的研究较少，而人工智能技术可以应用于该方面的研究。文中依据城市高层建筑的过火面积，结合信息熵与方案主观偏好值对城市高层建筑火灾救援方案的指标进行分析并做出救援决策。真实算例与现实情况分析表明，当城市高层建筑火灾过火面积分别达到5 000～10 000 m~2、10 000～20 000 m~2、20 000 m~2以上时，可以分别派出46～77辆消防车、392～410名消防员，80～127辆消防车、410～654名消防员，127～148辆消防车、550～654名消防员。该模型提出的对方案有主观偏好的熵权决策方法能够较为有效地解决城市高层火灾救援问题，并在基于偏好信息的多属性决策问题中提出了一个比较好的方法。
2023年09期 v.46;No.632 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K] [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 王睿麟;刘志锋;魏振华;
在铀矿伽马测井中，基于我国铀矿类型复杂，伽马测井所测得的数据会受到仪器以及岩性等影响，基于实际环境在测量中需要采用套管，但是套管会对测量数据产生影响，导致数据出现异常或者丢失，为解决这一问题常规处理措施是重复测井，但这一方式会导致测量成本翻倍、效率降低，文中提出使用计算机技术中的粒子群算法对铀矿伽马测井数据进行修正，降低套管对测井数据的影响。粒子群算法因其通用性强、收敛性快以及对硬件要求低等优点常被用来修正数据，但是在运行的同时，会因为陷入局部极值而导致修正结果不理想，并且在运行的后期同其他优化手段相比收敛速度慢、精度也较低。为避免此类缺点，提高修正精度，文中提出一种改善分组策略以及优化惯性权重选择方法的改进粒子群（IPSO）算法。改进方式主要针对适应度的值将所有粒子划分为优解组以及劣解组，针对优解组进行交换工作，针对劣解组进行变异操作，最后验证了优化结果，所提算法提高了异常数据的修正精度。
2023年09期 v.46;No.632 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1628K] [下载次数：236 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 陈向民;韩梦茹;舒文伊;张亢;李录平;
针对旋转机械设备在多工况、小样本状态下故障诊断精度不高的问题，提出一种基于VMD与多尺度一维卷积神经网络（M1DCNN）的故障诊断方法。该方法首先利用VMD对原始振动信号进行分解，并以峭度为指标，筛选出峭度值最大的分量进行包络分析；然后构建包含多个不同尺度卷积核通道的卷积神经网络，并采用多尺度卷积核提取不同尺度下包络信号的特征信息，进而对故障进行识别。将该方法应用于齿轮箱中的齿轮和滚动轴承的振动数据分析，结果表明：该方法在多工况、小样本情况下均有较高的故障识别精度，且模型具有较强的泛化性能；同时，与单通道卷积神经网络（1DCNN）的对比分析表明，所搭建的多尺度卷积神经网络能更全面地提取信号特征，因而具有更高的诊断精度。
2023年09期 v.46;No.632 103-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1864K] [下载次数：840 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：5 ] - 王青宁;施均道;何旺容;蔡彦亮;
受外界环境以及道路材料本身影响，路面会出现破损。尽管裂缝是路面破损的首要表现形式，但是其他类型病害仍然占重要比重。针对传统路面病害检测算法对常见线性裂缝分类准确度较高但对车辙、松散等复杂病害识别效果一般且适应性较差的问题，提出一种基于二维经验模态分解（BEMD）与核极限学习机（KELM）相结合的复杂路面病害识别方法。该方法首先采用二维经验模态分解对路面病害图像进行筛分，然后结合主成分分析法对分解后得到的固有模态分量进行降维，最后将上述得到的新特征输入到核极限学习机中进行训练。实验结果表明该算法对复杂病害有较高的识别率，其中松散病害识别率为95.6%，车辙病害识别率为92.1%，坑洼病害识别率为96.9%，网状裂缝识别率为97.3%，与传统脉冲耦合卷积神经网络相比，该算法提高了约9.85%。
2023年09期 v.46;No.632 110-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1579K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 刘昉;叶华芳;李奇临;梁传彬;刘湘;严桂珍;张俊;
重庆新一代天气雷达升级为双偏振系统后，对重庆市重要天气过程的短临预报以及预警提供了更有效的数据。雷达运行中，偶尔会遇到外部电磁干扰，表现为在某几个仰角的一个或多个方位上径向射线，在业务应用中需要及时发现、去除并补偿。文中基于改进K-means++算法结合相关偏振量的判定，来实现径向干扰的识别；采用三线性插值与改进双线性插值相结合的数据插值补偿算法对剔除后的回波进行填补，最大限度地接近真实回波。通过仿真实验验证了算法的有效性。
2023年09期 v.46;No.632 115-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1685K] [下载次数：143 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 侯伟鹏;王蕾;
点云语义分割是三维环境感知的基础，直接基于点的语义分割方法避免了因点云结构化处理所造成的信息损失，但大多数深度学习模型的研究主要集中在提取局部几何特征，没有考虑点云不同局部结构之间的上下文关系，并且忽略了低级与高级特征之间的语义差距，限制了特征表示的能力，影响了点云语义分割的精度。因此，文中提出一种基于全局上下文注意力的点云语义分割方法，该方法主要由基于外部注意力的全局上下文特征聚合和基于后向竞争性注意力的邻近尺度特征融合两部分组成。通过外部注意力学习不同局部结构之间的长距离依赖关系，从而获得丰富的全局上下文信息。为了进一步增强模型的上下文感知能力，设计基于后向竞争性注意力的邻近尺度特征融合模块，学习低级与高级语义特征之间的相似度，重新为中间特征通道分配权重。在S3DIS大规模室内点云数据集上对所提方法进行评估，结果表明，所提方法的平均交并比在Area5上达到了65.2%，相比于RandLA-Net提高了2.5%，在6折交叉验证上的平均交并比达到了71.4%，相比于RandLA-Net提高了1.4%。证明了所提方法能够有效提取全局上下文特征，提高了语义分割的精度。
2023年09期 v.46;No.632 120-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1592K] [下载次数：365 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 范路桥;高洁;段班祥;
在大数据时代，旅游市场竞争日益加剧，使用大数据分析来提高游客的满意度显得尤为必要。针对旅游业的需求，文中开发了一种国内热门旅游景点数据可视化系统，使用Selenium爬虫爬取携程网热门旅游景点数据，将爬取好的数据保存为CSV文件，再通过Navicat for MySQL工具导入MySQL数据库中，然后利用Pandas进行数据清洗及数据分析，最后通过Flask+ECharts+Bootstrap搭建可视化界面，将可视化分析结果展示出来。系统具有较为强大的功能、良好的互动性，满足了旅游业和游客的实际需求。
2023年09期 v.46;No.632 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K] [下载次数：11324 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：47 ]
- 叶丽影;赵攀峰;
空气源热泵在集中空调体系中运行能耗数据异常分析受到夏季和冬季气流影响，造成能耗数据异常分析结果不精准。针对该问题，提出基于数值模拟的运行能耗数据异常分析方法。根据气流运动产生的能量守恒定律构建连续性方程，通过数值模拟获取夏季和冬季气体流动参数。分析热泵机组热负荷、冷负荷、耗电量异常因素，根据空气源热泵结构计算异常数据聚合度，构建能耗数据异常甄别模型。计算数据曲线斜率变化速率，甄别能耗数据异常情况，搭建空调实验室，统计实际能耗异常数据。通过实验对比结果可知，所研究数值模拟方法与实际异常能耗数据基本一致，具有精准分析效果。
2023年09期 v.46;No.632 136-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1419K] [下载次数：178 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 邓子虎;陈洁;王新雷;徐彤;田雪沁;德格吉日夫;
关键输电断面是电网的薄弱环节，对关键断面状态监测、保障电力系统安全可靠与稳定运行有着重要作用。为避免大事故发生，通过卷积神经网络（CNN）故障识别进行“判面-判线-判相”。首先，以IEEE 14节点系统进行关键输电断面搜索，并用Matlab/Simulink批量获得输电断面故障样本数据，将样本数据归一化处理之后转化为灰度图；然后，通过不同层数网络结构及每层结构参数调试，用7种优化算法进行对比分析，选取充分适应电网故障诊断模型，并引入Dropout过拟合处理和Batch Normalization批标准化加速网络训练，利用选定好的卷积神经网络以交叉熵最小目标对故障样本数据的深层特征进行挖掘；最后，将获得的故障样本数据使用Anaconda平台实验，建立Keras框架设计卷积神经网络模型实现训练测试，并在实验中与AlexNet模型对比。结果表明该模型识别准确率分别提高了0.45%、0.8%、0.3%。
2023年09期 v.46;No.632 140-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1837K] [下载次数：289 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：2 ] - 高贵亮;辛超山;余中平;胡志云;尹纯亚;
针对高压直流系统首次换相失败后在故障恢复期间的后续换相失败问题，提出一种变斜率动态电流偏差控制方法。该方法基于瞬时电压实时检测换流母线电压幅值，根据换流母线电压跌落量自适应提高曲线斜率和关断角最大增量，增大故障恢复过程中的实际关断角裕度，有效降低后续换相失败的发生概率。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建CIGRE标准模型对所提策略进行仿真测试，不同交流故障类型下的测试结果验证了所提变斜率动态电流偏差控制方法的有效性。
2023年09期 v.46;No.632 148-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1876K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 赵苏晨;胡志忠;
文中讨论了一种基于内点算法的分数阶线性相位滤波器的设计方法。从分数阶全极点低通滤波器传递函数的一般形式出发，推导了（1+α）阶和（2+β）阶线性相位滤波器传递函数的合理结构，进而对分数阶滤波器的相频特性优化问题进行建模和求解，得出了一种具有线性相位特性的分数阶滤波器，并对滤波器进行了稳定性分析和频域分析。结果表明所分析的滤波器均稳定并且有良好的相频特性，此外相比于整数阶滤波器，分数阶滤波器群延时的步阶更为精细。基于分数阶电容还设计了（1+α）阶和（2+β）阶滤波器的有源电路，其中分数阶电容用Foster-I型RC网络进行近似。最后对（1+α）阶和（2+β）阶滤波器有源电路进行了实测，测试结果与电路理论上的幅相频率特性之间的误差在可接受范围内。
2023年09期 v.46;No.632 155-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1781K] [下载次数：270 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 薛科;于涛;汪龙祺;隋延林;陈泳锟;陈禹竺;刘鑫;
在空间引力波探测项目中，能否实现高精度电容位移传感技术直接关系到项目的核心指标实现。在电容位移传感链路中，解调电路去除噪声能力限制整条链路性能，其中，参考信号与输入信号之间的相位差影响电路去除噪声能力。为了最大限度地提高系统的信噪比，针对当前研究的局限性，提出一种解调电路相位自动对齐系统。首先，介绍了整个系统的构成；其次，对基于动量下降法的相位对齐方法进行详细介绍，参考信号相位自动移动，移动的步长根据动量梯度下降法动态调整；然后，提出对相敏检测器的波形进行检测；接着结合两个方法提出解调电路相位自动对齐系统，提高了系统的可靠性和抗干扰性；最后用标定平台模拟电容位移传感中的电容差，将文中提出的方法与遍历相位对齐法进行比较，发现该方法能够准确地对齐相位，性能平均提升0.136%，同时在示波器上观察信号相位已经准确对齐。
2023年09期 v.46;No.632 163-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K] [下载次数：175 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 刘瀛寰;周春贵;
由于闭环供应链封闭处理物料的流动，可较大程度减少污染排放和剩余废物，这对企业的货物库存管理能力提出更高的要求。为避免出现时滞变质品，文中考虑时滞不确定性设计了一种新的闭环供应链多目标风险识别系统。系统硬件由优化器、仿真器和编码器组成，选用98130-AI型优化器寻找最优解，通过IAKD-192型仿真器内部的NSGA-Ⅱ架构对多目标优化协调求解。利用编码器确定编码频次，分析整数代码，得到原始的非支配解集。在充分考虑时滞不确定性因子后，设计识别软件程序，确定闭环供应链经济性能指标函数，通过探究波动状态确定闭环供应链是否稳定，根据维数检测结果实现软件识别程序。实验结果表明，所设计系统能准确分析时滞不确定因素，使闭环供应链的库存波动时间缩短了20%～50%。
2023年09期 v.46;No.632 168-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K] [下载次数：131 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]