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联合局部线性嵌入与深度强化学习的RIS-MISO下行和速率优化 被引量：1
1
作者 孙俊 杨俊龙 +2 位作者 杨青青 胡明志 吴紫仪 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第7期2117-2126,共10页
智能反射面(RIS)因其能调节电磁波的相位和幅度,被视为下一代无线通信的关键技术而被广泛研究。在RIS辅助多输入单输出(MISO)的通信系统中,信道状态维度随用户数量的增加呈平方级增长,导致深度强化学习(DRL)智能体在高维状态空间下面临... 智能反射面(RIS)因其能调节电磁波的相位和幅度,被视为下一代无线通信的关键技术而被广泛研究。在RIS辅助多输入单输出(MISO)的通信系统中,信道状态维度随用户数量的增加呈平方级增长,导致深度强化学习(DRL)智能体在高维状态空间下面临训练开销大的挑战。针对此问题,该文提出一种基于局部线性嵌入(LLE)和软动作评论(SAC)的联合优化算法,通过随机搜索算法和LLE对信道状态进行降维,并将低维状态作为SAC算法的输入,联合优化基站波束成形与RIS相位偏移,最大化MISO系统的下行和速率。仿真结果表明,在用户数为40的场景下,所提算法在维持与SAC相当的和速率性能的同时,训练时间减少了18.3%,计算资源消耗降低了64.8%。且随着用户规模的扩大,算法的训练开销进一步下降,充分验证了其有效性。 展开更多
关键词 智能反射面 局部线性嵌入 深度强化学习 和速率 训练开销
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百余年来中国地理学史研究路径演变述论
2
作者 孙俊 杨玉玲 +1 位作者 李淼 向家佳 《热带地理》 北大核心 2025年第6期966-976,共11页
中国地理学史研究已历百余年,形成了理解中国地理学“中外异同”“古今之变”2个基本问题的不同研究路径,但学界对此关注较少。文章聚焦代表性文本,探讨其勾连的研究预设、方法论、内容,揭示中国地理学史研究路径及其反映的“中外异同... 中国地理学史研究已历百余年,形成了理解中国地理学“中外异同”“古今之变”2个基本问题的不同研究路径,但学界对此关注较少。文章聚焦代表性文本,探讨其勾连的研究预设、方法论、内容,揭示中国地理学史研究路径及其反映的“中外异同”“古今之变”思考演变。讨论揭示,王庸及其之前的格义、反向格义路径在理解“中外异同”上存在歧论;受王庸的影响,单一化反向格义路径重建了近现代地理学意义上的中国古代地理学体系,但存在解释其自主近代化上的叙述障碍;还原路径在批评单一化反向格义基础上,侧重在观念史层面揭示中国古代地理学的王朝地理学传统;流通研究则在科学知识流通史视角下,揭示以中国为主体的层积式中西地理学碰撞、融合、更新的近代化过程。4种路径尽管各有其特定的观照对象,但批评式层积的演变构型了理解中国地理学史较全面的视角。在多元全球科学史思潮下,中国地理学史研究有必要重新思考“中外异同”“古今之变”2个基本问题的意义与性质,规避中心化框架与话语,强调地理学传统与社会文化情景因应关系,突出知识网络层面的中西地理学流通史研究。 展开更多
关键词 研究路径 地理学近代化 多元全球科学史 中国地理学史
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Co-Cr-W合金熔覆层锌腐蚀行为
3
作者 李德元 黄国轩 +2 位作者 李光全 张楠楠 孙俊 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2026年第2期102-109,共8页
【目的】在金属材料表面采用热浸镀方法制作纯锌层是一种高效的耐腐蚀保护层制备方法,但在热浸镀锌的生产过程中,由于液态锌具有较强的扩散能力与反应活性,会与沉没辊等构件中的铁元素发生反应,生成铁锌合金脆性金属间化合物,该反应不... 【目的】在金属材料表面采用热浸镀方法制作纯锌层是一种高效的耐腐蚀保护层制备方法,但在热浸镀锌的生产过程中,由于液态锌具有较强的扩散能力与反应活性,会与沉没辊等构件中的铁元素发生反应,生成铁锌合金脆性金属间化合物,该反应不仅会持续消耗构件中的铁元素,被腐蚀掉的铁渣黏结在沉没辊表面还会划伤镀层。【方法】采用等离子熔覆方法在316L不锈钢基材上制备厚约5 mm的两种不同钴基合金熔覆层,并将两种熔覆层置于450℃熔融液态Zn中分别腐蚀72、120、168 h,分析其腐蚀后形貌、产物和元素损失情况,探究钴基合金熔覆层的腐蚀行为与机理。【结果】两种合金熔覆层原始组织中均存在γ-Co和Cr_(7)C_(3)、Cr_(23) C_(6)碳化物,但2^(#)合金熔覆层的碳化物数量相对较多,分布更弥散。1^(#)合金熔覆层的腐蚀方式为均匀溶解性腐蚀,腐蚀过程中出现了具有较多孔隙和横向裂纹的扩散层。由于Zn可与C发生反应,C元素由内向外扩散,导致扩散层和熔覆层表面C含量升高。腐蚀168 h后,热应力作用导致横向裂纹扩展,扩散层最终剥离为上下两层,层间存在Zn的侵入现象。2^(#)合金熔覆层腐蚀过程中同样出现了扩散层,但孔隙和裂纹很少,也未发生扩散层分裂现象。腐蚀过程中Zn先扩散至碳化物与Co固溶体的晶界,随后对Co固溶体进行溶解腐蚀并逐步绕过碳化物相,导致熔覆层厚度逐渐减薄。两种合金熔覆层的耐蚀性能均高于316L不锈钢基材,1^(#)合金熔覆层的腐蚀速度约为316L不锈钢基材的1/3,2^(#)合金熔覆层的腐蚀速度约为316L不锈钢基材的1/4。虽然两种熔覆层组织中碳化物类型几乎相同,且碳化物均不与Zn发生反应,但2^(#)合金熔覆层中碳化物含量相对较多,碳化物能够阻碍Zn的扩散,导致能与Zn反应的Co基固溶体变少,因此,碳化物含量较高的2^(#)合金熔覆层具有较好的耐蚀性能。【结论】在等离子熔覆过程中原位生成的碳化物对钴基合金具有较好的保护作用,且其腐蚀速度随着碳化物形成元素含量的增加而大幅降低。由不同时长的腐蚀结果可知,碳化物含量的增加可以有效提高沉没辊在液态Zn中的服役时间。 展开更多
关键词 等离子熔覆 不锈钢 钴基合金 原位生成 金属间化合物 碳化物 耐Zn腐蚀 固-液界面
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水资源承载力与产业经济发展协调状况时空分异——以长江经济带110个城市为例 被引量：5
4
作者 孙俊 赵晨军 +2 位作者 闫鸿远 陈香蕾 杜懿 《人民长江》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
为探究长江经济带各城市水资源系统和产业经济的协调发展水平,推动地区水资源保护和经济良性发展,基于“水资源承载力-产业经济发展”二元评价体系,引入组合赋权TOPSIS模型、耦合协调度模型以及局域莫兰指数模型,对长江经济带110个城市... 为探究长江经济带各城市水资源系统和产业经济的协调发展水平,推动地区水资源保护和经济良性发展,基于“水资源承载力-产业经济发展”二元评价体系,引入组合赋权TOPSIS模型、耦合协调度模型以及局域莫兰指数模型,对长江经济带110个城市的水资源承载力和产业经济发展的协调状况进行实证分析。结果表明:(1)时序变化上,长江经济带各城市的水资源承载力与产业经济发展耦合协调度在2016~2022年间整体呈现上升趋势,其平均增幅达8.93%;(2)空间变化上,长江经济带下游地区耦合协调度表现出“北增南减”的态势,中、上游地区则不同程度上呈现着趋于协调的局面;(3)从增长集聚特征来看,耦合协调度的增长率空间联系较强,整体呈现“东低西高”的空间分布态势,且有明显的阶段性特征,2016~2019年各主要地区的“低/低聚类”和“高/高聚类”分布范围都较大,但在2019~2022年其范围缩小并发生了转移。研究揭示了长江经济带区域水资源承载力和产业经济发展间的时空差异和区域联系,可为水资源管理和区域发展提供理论依据。 展开更多
关键词 水资源承载力 组合赋权TOPSIS模型 耦合协调度 局域莫兰指数 长江经济带
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大功率气冷空间核反应堆电源技术研究
5
作者 吉宇 孙俊 +5 位作者 郎明刚 姜百惠 杨小勇 刘飞标 朱安文 石磊 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第6期35-45,共11页
百千瓦级及以上的大功率空间核反应堆电源具有能量密度大、自主性强、工作寿命长等优点,是未来开展载人星际探测、行星资源开发和高轨高分辨率对地观测等任务的理想电源。紧凑型气冷堆氦氙闭式布雷顿直接循环发电系统是大功率空间核反... 百千瓦级及以上的大功率空间核反应堆电源具有能量密度大、自主性强、工作寿命长等优点,是未来开展载人星际探测、行星资源开发和高轨高分辨率对地观测等任务的理想电源。紧凑型气冷堆氦氙闭式布雷顿直接循环发电系统是大功率空间核反应堆电源技术的优选方案之一。对该系统的组成和工作原理进行了说明,并结合中国高温气冷堆技术的研发历程和成果,介绍了包覆颗粒燃料、惰性气体工艺和气体透平循环发电技术等可能应用于气冷空间核反应堆电源的技术基础。结合空间应用的特殊场景,梳理了大功率气冷空间核反应堆电源所面临的主要挑战和重要问题,并对研发中所涉及到的关键技术进行了分析,总结归纳了主要的研究角度和思路。在此基础上,提出了初步的思考和建议,为大功率气冷空间核反应堆电源的研制提供一些参考。 展开更多
关键词 空间核反应堆电源 高温气冷堆 包覆颗粒燃料 闭式布雷顿循环 关键技术 大功率
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“大一统视阈下的唐代民族与边疆”学术研讨会述要
6
作者 孙俊 《陕西师范大学学报(哲学社会科学版)》 北大核心 2025年第5期F0002-F0002,F0003,共2页
由中国唐史学会和北华大学主办,北华大学历史文化学院承办的“大一统视阈下的唐代民族与边疆”学术研讨会暨中国唐史学会第十四届理事会第四次会议,于2025年7月26-28日在吉林省吉林市举行。来自国内82所院校和科研单位的152名学者参加... 由中国唐史学会和北华大学主办,北华大学历史文化学院承办的“大一统视阈下的唐代民族与边疆”学术研讨会暨中国唐史学会第十四届理事会第四次会议,于2025年7月26-28日在吉林省吉林市举行。来自国内82所院校和科研单位的152名学者参加了会议,共提交论文107篇。 展开更多
关键词 大一统 唐代 中国唐史学会 学术研讨会 边疆 民族
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基于CNN和Transformer聚合的遥感图像超分辨率重建 被引量：3
7
作者 胡明志 孙俊 +2 位作者 杨彪 常开荣 杨俊龙 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第5期938-946,共9页
针对现有的遥感图像超分辨模型很少考虑噪声、模糊、JPEG压缩等因素对图像重建所带来的影响,以及Transformer模块构建高频信息能力受限的问题,提出多层退化模块.设计基于CNN和Transformer聚合的网络,使用CNN识别图像的高频信息,Transfor... 针对现有的遥感图像超分辨模型很少考虑噪声、模糊、JPEG压缩等因素对图像重建所带来的影响,以及Transformer模块构建高频信息能力受限的问题,提出多层退化模块.设计基于CNN和Transformer聚合的网络,使用CNN识别图像的高频信息,Transformer提取全局信息.利用基于注意力机制的聚合模块将2个模块聚合,在保持全局结构连贯性的同时,显著增强局部高频细节的重建精度.利用所提模型,在AID数据集上随机选取6个场景进行实验,与MM-realSR模型在PSNR和SSIM指标上进行比较.结果表明,所提模型在PSNR指标上相比于MM-realSR模型平均提高1.61 dB,SSIM指标平均提升0.023. 展开更多
关键词 遥感图像 超分辨率重建 多层退化模块 高频信息 全局信息 聚合模块
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神经网络加速PSO算法的超材料吸波体设计 被引量：1
8
作者 戴书浩 孙俊 +2 位作者 彭艺 罗会龙 张莉 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第2期90-94,共5页
在超材料吸波体的设计过程中,研究人员常采用耗时长的全波仿真方法,设计思路主要以耗时长的参数扫描和经验设计为主。为了减少设计耗时,本文提出了一种基于神经网络加速粒子群优化(PSO)算法的快速设计方法。该方法利用神经网络对超材料... 在超材料吸波体的设计过程中,研究人员常采用耗时长的全波仿真方法,设计思路主要以耗时长的参数扫描和经验设计为主。为了减少设计耗时,本文提出了一种基于神经网络加速粒子群优化(PSO)算法的快速设计方法。该方法利用神经网络对超材料吸波体的电磁参数进行准确地预测,其预测结果与仿真结果均方误差(MSE)不超过0.0011。在PSO算法对结构参数空间进行搜索的过程中,预测结果被用于算法优化过程中的适应度计算,PSO算法能够根据不同的适应度值自动调节结构参数以到达电磁波宽频带吸收的目的。该方法将设计耗时缩短为全波仿真设计耗时的0.3%。通过该方法设计的超材料吸波体在8.5~17.9 GHz频段内的吸波率大于90%,吸波带宽为9.4 GHz。此外该方法优化过程避免了人工干扰,能够移植到超材料的其他应用设计中。 展开更多
关键词 超材料吸波体 神经网络 粒子群优化算法
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1990—2018年四川盆地耕地利用稳定性时空分异及驱动机制分析
9
作者 钟雨辰 黄一秦 +4 位作者 王启 孙俊 欧定华 余吴浩淼 高雪松 《农业资源与环境学报》 北大核心 2026年第1期65-76,共12页
稳定利用耕地对于保持耕地的稳定生产、保障区域粮食安全具有重大意义。然而,当前鲜见针对粮食主产区的耕地利用稳定性研究。本研究利用高精度土地利用数据集评价了1990—2018年四川盆地耕地的利用稳定性时空分异特征;并基于人工神经网... 稳定利用耕地对于保持耕地的稳定生产、保障区域粮食安全具有重大意义。然而,当前鲜见针对粮食主产区的耕地利用稳定性研究。本研究利用高精度土地利用数据集评价了1990—2018年四川盆地耕地的利用稳定性时空分异特征;并基于人工神经网络模型,结合自然和人类活动因子,分析了四川盆地耕地利用稳定性的驱动机制。结果表明,四川盆地1990—2018年不稳定耕地面积为6.67×10^(4) km^(2),占总耕地面积的33.9%。不稳定耕地主要分布于川中丘陵区、山岭地带、城市边缘以及盆周山区。1990—2018年,四川盆地不稳定耕地总面积经历了两轮先降后升的波动变化,总体增长率为8.5%。其中,建设用地邻近度对耕地利用稳定性的影响最为显著(相对重要性达到了0.28),其次是水体邻近度和气候生产潜力(相对重要性分别为0.25和0.17)。这一现象可能由近30年四川盆地城市化进程加快激化的人地矛盾,以及农村人口迁移导致的青壮年劳动力流失所导致。地方政府应有效阻止城市房地产开发商做出“占优补劣”“占平补坡”等不当行为,并在农村通过开展土地整治工程等措施盘活耕地资源,同时结合气候敏感区资源禀赋合理规划耕地利用布局并制定耕作制度。 展开更多
关键词 耕地利用稳定性 农业区 驱动机制 时空格局 四川盆地
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兆瓦级空间核电源总体设计与系统分析程序开发
10
作者 姜百惠 吉宇 +1 位作者 孙俊 石磊 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第10期2200-2211,共12页
由于循环效率高、发电功率大、不依赖太阳光照等优势,气冷堆与布雷顿循环相结合的空间核电源系统是兆瓦级航天动力的优选技术。我国兆瓦级空间核电源的设计研发仍处于起步阶段,对于能量转换效率和总质量等性能影响因素的理解尚不深入,... 由于循环效率高、发电功率大、不依赖太阳光照等优势,气冷堆与布雷顿循环相结合的空间核电源系统是兆瓦级航天动力的优选技术。我国兆瓦级空间核电源的设计研发仍处于起步阶段,对于能量转换效率和总质量等性能影响因素的理解尚不深入,同时安全评价、运行控制等分析也亟待提高。本文提出了高效率的分系统质量精细化计算模型,开发了一体化设计优化程序Megrez,并改进了系统分析程序RELAP5。结果表明,Megrez计算热力学循环参数的最大相对误差低于1.1%,系统总质量估算相对误差为2.1%;改进后的RELAP5能够准确模拟空间核电源系统的瞬态特性,关键参数计算相对误差小于3%,且与JIMO项目参考案例的变化趋势一致。本文程序可为兆瓦级空间核电源设计优化与安全运行提供工具支撑。 展开更多
关键词 空间核电源系统 气冷堆 总体设计优化 瞬态特性分析 程序开发
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基于频域移位平均周期图法的频偏重估计
11
作者 魏苗苗 齐林 +1 位作者 孙俊 赵亚茹 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第1期55-59,89,共6页
针对卫星通信系统中载荷动态范围过高和接收信号信噪比过低造成的星地通信信号载波同步困难问题,通过分析频偏变化率对频偏估计过程的影响,提出一种改进的频域移位平均周期图法。该算法通过在载波频偏估计过程中增加频偏校正后的二次估... 针对卫星通信系统中载荷动态范围过高和接收信号信噪比过低造成的星地通信信号载波同步困难问题,通过分析频偏变化率对频偏估计过程的影响,提出一种改进的频域移位平均周期图法。该算法通过在载波频偏估计过程中增加频偏校正后的二次估计过程,可以实现载波频偏估计精度和捕获性能的提高。仿真结果显示,相比于其他两种算法,该算法在同等后级精度和仿真条件下信号误捕概率改善可达到33%以上。 展开更多
关键词 载波同步 频偏估计 频域移位 重估计 高动态
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20世纪上半叶中国地理学系设置的编年史考察
12
作者 朱贵芳 李淼 +4 位作者 孙俊 陈铄 李秋赢 和峰燕 朱思吉 《热带地理》 北大核心 2025年第6期977-987,共11页
结合多种史料的详细梳理和已有研究,较为全面、准确地获得了20世纪上半叶中国高校地理学系的创办、改办、改组、停办系年数据。据此,更为全面、准确地揭示了当时地理学系设置的数量、过程、隶属院校、学科结构等特征。研究表明:1)在设... 结合多种史料的详细梳理和已有研究,较为全面、准确地获得了20世纪上半叶中国高校地理学系的创办、改办、改组、停办系年数据。据此,更为全面、准确地揭示了当时地理学系设置的数量、过程、隶属院校、学科结构等特征。研究表明:1)在设置数量上,有52个高校创办过63个地理学系;2)在设置过程上,结合学系的创改停情况、系年数量、院校分布、学科结构,可分1904—1928年初创期、1929—1936年少量增置期、1937—1945年较多增置期和1946—1949年放缓增置期4个阶段,学系数量总体上在频繁创改停过程中缓慢增长;3)在隶属院校上,主要设置于大学与师范院校,且师范院校数量占比较高;4)在学科结构上,存在高校类型间及不同时期的学科结构差异,独立地理学系主要设置于1929—1936、1946—1949年的大学。 展开更多
关键词 地理学系 发展特征 编年史 中国 20世纪上半叶
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基于改进卷积神经网络的多种植物叶片病害识别 被引量：210
13
作者 孙俊 谭文军 +3 位作者 毛罕平 武小红 陈勇 汪龙 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第19期209-215,共7页
针对训练收敛时间长,模型参数庞大的问题,该文将传统的卷积神经网络模型进行改进,提出一种批归一化与全局池化相结合的卷积神经网络识别模型。通过对卷积层的输入数据进行批归一化处理,以便加速网络收敛。进一步缩减特征图数目,并采用... 针对训练收敛时间长,模型参数庞大的问题,该文将传统的卷积神经网络模型进行改进,提出一种批归一化与全局池化相结合的卷积神经网络识别模型。通过对卷积层的输入数据进行批归一化处理,以便加速网络收敛。进一步缩减特征图数目,并采用全局池化的方法减少特征数。通过设置不同尺寸的初始层卷积核和全局池化层类型,以及设置不同初始化类型和激活函数,得到8种改进模型,用于训练识别14种不同植物共26类病害并选出最优模型。改进后最优模型收敛时间小于传统卷积神经网络模型,仅经过3次训练迭代,就能达到90%以上的识别准确率;参数内存需求仅为2.6 MB,平均测试识别准确率达到99.56%,查全率和查准率的加权平均分数为99.41%。改进模型受叶片的空间位置的变换影响较小,能识别多种植物叶片的不同病害。该模型具有较高的识别准确率及较强的鲁棒性,该研究可为植物叶片病害的识别提供参考。 展开更多
关键词 病害 植物 图像处理 识别 卷积神经网络 批归一化 全局池化 深度学习
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基于高光谱图像光谱与纹理信息的生菜氮素含量检测 被引量：54
14
作者 孙俊 金夏明 +4 位作者 毛罕平 武小红 朱文静 张晓东 高洪燕 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期167-173,共7页
高光谱图像包含丰富的光谱与图像信息,该文基于此试图构建生菜氮素检测模型。利用高光谱图像采集系统获取可见-近红外（390-1 050 nm）范围内的生菜叶片高光谱图像,同时利用凯氏定氮法获取对应叶片的氮素值。将光谱反射值较大波长图像... 高光谱图像包含丰富的光谱与图像信息,该文基于此试图构建生菜氮素检测模型。利用高光谱图像采集系统获取可见-近红外（390-1 050 nm）范围内的生菜叶片高光谱图像,同时利用凯氏定氮法获取对应叶片的氮素值。将光谱反射值较大波长图像与反射值较小波长图像相除并用阈值化法构建掩膜图像,获取感兴趣区域（ROI,region of interest）。由于高光谱数据量大、且数据间冗余性强,因此如何有效的提取一些特征波长十分重要。该文采用主成分分析（PCA,principal component analysis）对原始高光谱图像进行处理,根据前3个主成分图像（PC1、PC2、PC3）在全波长下的权重系数分布图选出662.9、711.7、735.0、934.6 nm 4个特征波长及对应的光谱特征,并且分别提取4个特征波长图像、主成分图像PC1、PC2、PC3在ROI下的基于灰度共生矩阵的纹理特征,最后利用支持向量机回归（SVR,support vector machine regression）分别建立生菜叶片基于特征波长光谱特征、特征波长图像与主成分图像的纹理特征及光谱纹理融合特征与对应氮素值之间的关系模型。结果表明,在校正性能指标决定系数R2C上,基于光谱特征＋特征波长图像纹理特征的模型较好,R2C=0.996,校正集均方根误差RMSEC为0.034;在预测性能指标决定系数R2P上,基于光谱特征的模型较好,R2P=0.86,预测集均方根误差RMSEP为0.22。该研究结果可为农作物氮素的快速、无损检测提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 氮素 主成分分析 支持向量机 高光谱图像 生菜 特征波长 纹理特征
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空洞卷积结合全局池化的卷积神经网络识别作物幼苗与杂草 被引量：80
15
作者 孙俊 何小飞 +3 位作者 谭文军 武小红 沈继锋 陆虎 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期159-165,共7页
针对传统Alex Net模型参数大、特征尺度单一的问题,该文提出一种空洞卷积与全局池化相结合的多尺度特征融合卷积神经网络识别模型。通过对初始卷积层的卷积核进行膨胀,以增大其感受野而不改变参数计算量,并采用全局池化代替传统的全连... 针对传统Alex Net模型参数大、特征尺度单一的问题,该文提出一种空洞卷积与全局池化相结合的多尺度特征融合卷积神经网络识别模型。通过对初始卷积层的卷积核进行膨胀,以增大其感受野而不改变参数计算量,并采用全局池化代替传统的全连接层来减少模型的参数。通过设置不同膨胀系数的初始卷积层卷积核与全局池化层类型,以及设置不同Batch Size,得到8种改进模型,用于训练识别共12种农作物幼苗与杂草,并从建立的模型中选出最优模型。改进后的最优模型与传统Alex Net模型相比,仅经过4次训练迭代,就能达到90%以上的识别准确率,平均测试识别准确率达到98.80%,分类成功指数达到96.84%,模型内存需求减少为4.20 MB。实际田间预测野芥与雀麦幼苗的准确率都能达到75%左右,说明该文最优模型对正常情况下的幼苗识别性能较好,但对复杂黑暗背景下的甜菜幼苗准确率为60%,对恶劣背景下的识别性能还有待提升。由于模型使用了更宽的网络结构,增加了特征图的多尺度融合,保持对输入空间变换的不变性,故对正常情况下不同作物幼苗与杂草的识别能力较强。该文改进模型能达到较高的平均识别准确率及分类成功率,可为后续深入探索复杂田间背景下的杂草识别以及杂草与幼苗识别装置的研制打下基础。 展开更多
关键词 图像识别 农作物 幼苗 杂草 空洞卷积 全局池化 多尺度特征融合 卷积神经网络
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基于高光谱的油麦菜叶片水分CARS-ABC-SVR预测模型 被引量：39
16
作者 孙俊 丛孙丽 +3 位作者 毛罕平 武小红 张晓东 汪沛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期178-184,共7页
为了实现油麦菜生长期间更合理的灌水管理,研究一种基于高光谱技术的精确、快速、有效检测油麦菜叶片水分的新方法。以5种不同水分胁迫水平的油麦菜为研究对象,通过高光谱成像系统获取高光谱图像并利用干燥法测量叶片含水率。采用多项... 为了实现油麦菜生长期间更合理的灌水管理,研究一种基于高光谱技术的精确、快速、有效检测油麦菜叶片水分的新方法。以5种不同水分胁迫水平的油麦菜为研究对象,通过高光谱成像系统获取高光谱图像并利用干燥法测量叶片含水率。采用多项式平滑(Savitzky-Golay,SG)结合标准变量变换(standard normalized variable,SNV)对高光谱数据去噪平滑。利用竞争性自适应加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)进行特征波长选择,并与逐步回归分析(stepwise regression,SR)及连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)进行比较,利用支持向量回归机(support vector regression,SVR)分别建立油麦菜叶片全光谱数据、3种特征光谱数据与干基含水率的关系模型。结果表明,基于竞争性自适应加权算法波长选择的支持向量回归模型(CARS-SVR)效果最佳,但预测精度尚不够理想,故引入人工蜂群算法(artificial bee colony,ABC)优化模型的参数惩罚因子和核参数。最终,经人工蜂群算法优化后的模型(CARS-ABC-SVR)的预测集决定系数R2和均方根误差RMSE分别为0.9214和2.95%。因此,利用高光谱技术结合CARS-ABC-SVR模型预测油麦菜叶片水分含量是可行的。 展开更多
关键词 水分 算法 模型 高光谱 油麦菜 竞争性自适应加权算法 人工蜂群算法
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多通道深度可分离卷积模型实时识别复杂背景下甜菜与杂草 被引量：38
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作者 孙俊 谭文军 +3 位作者 武小红 沈继锋 芦兵 戴春霞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期184-190,共7页
针对实际复杂田间环境下杂草与作物识别精度低和实时性差的问题,为减少弱光环境对分割识别效果的影响,实现甜菜与杂草的实时精确分割识别,该文首先将可见光图像进行对比度增强,再将近红外与可见光图像融合为4通道图像;将深度可分离卷积... 针对实际复杂田间环境下杂草与作物识别精度低和实时性差的问题,为减少弱光环境对分割识别效果的影响,实现甜菜与杂草的实时精确分割识别,该文首先将可见光图像进行对比度增强,再将近红外与可见光图像融合为4通道图像;将深度可分离卷积以及残差块构成分割识别模型的卷积层,减少模型参数量及计算量,构建编码与解码结构并融合底层特征,细化分割边界。以分割识别精度、参数量以及运行效率为评价指标,通过设置不同宽度系数以及输入图像分辨率选出最优模型。试验结果表明:本文模型的平均交并比达到87.58%,平均像素准确率为99.19%,帧频可达42.064帧/s,参数量仅为525 763,具有较高分割识别精度和较好实时性。该方法有效实现了甜菜与杂草的精确实时识别,可为后续机器人精确除草提供理论参考。 展开更多
关键词 作物 图像分割 卷积神经网络 深度学习 甜菜 杂草 实时
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高光谱图像技术在掺假大米检测中的应用 被引量：33
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作者 孙俊 金夏明 +2 位作者 毛罕平 武小红 杨宁 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第21期301-307,共7页
为了有效判别出优质大米中是否掺入劣质大米，该文研究了一种针对大米掺假问题的快速、无损检测方法。从市场上购买了东北长粒香大米和江苏溧水大米，按纯东北长粒香大米、3∶1、2∶2、1∶3和纯江苏溧水大米共5个掺合水平进行大米试验... 为了有效判别出优质大米中是否掺入劣质大米，该文研究了一种针对大米掺假问题的快速、无损检测方法。从市场上购买了东北长粒香大米和江苏溧水大米，按纯东北长粒香大米、3∶1、2∶2、1∶3和纯江苏溧水大米共5个掺合水平进行大米试验样本的制备。利用可见-近红外高光谱图像采集系统（390～1050 nm）获取了200个大米样本的高光谱图像。采用ENVI软件确定高光谱图像的感兴趣区域（region of interest, ROI），并提取出所有样本在ROI内的平均高光谱数据。采用支持向量机（support vector machine，SVM）建立全光谱波段下的大米掺假判别模型，径向基（radial basis function，RBF）核函数模型交叉验证准确率为93%、预测集正确率为98%。由于高光谱信息量大、冗余性强且受噪声的影响较大，该文采用主成分分析方法（principal component analysis，PCA）分别对大米高光谱图像和高光谱数据进行处理，从特征选择和特征提取2个角度对原始高光谱数据进行处理，通过主成分权重系数图选择了531.1、702.7、714.3、724.7、888.2和930.6 nm 6个特征波长，通过留一交叉验证法（ leave-one-out cross-validation ， LOOCV ）确定并提取出 PCA 降维后的最优主成分数（ number of principal component，PCs）为9。最后分别将优选出的特征波长和提取出的最优主成分数作为模型的输入，建立SVM模型。试验结果表明，基于特征波长SVM模型的交叉验证准确率为95%、预测集正确率为96%，基于最优主成分数SVM模型的交叉验证准确率为94%、预测集正确率为98%。该研究结果表明，该文建立的基于特征波长和基于最优主成分数的SVM模型均具有较优的预测性能，且利用高光谱图像技术对大米掺假问题进行检测是可行的。 展开更多
关键词 无损检测 主成分分析 图像采集 大米掺假 支持向量机 高光谱图像
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基于高光谱图像及深度特征的大米蛋白质含量预测模型 被引量：21
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作者 孙俊 靳海涛 +3 位作者 芦兵 武小红 沈继锋 戴春霞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第15期295-303,共9页
为了充分挖掘高光谱图像的光谱信息和图像信息,实现大米中蛋白质含量的无损检测,该文提出一种堆叠自动编码器(stacked auto-encoder,SAE)提取高光谱图像深度特征的方法,在高温(45℃)高湿(95%相对湿度)条件下对市售大米进行放置处理,以6... 为了充分挖掘高光谱图像的光谱信息和图像信息,实现大米中蛋白质含量的无损检测,该文提出一种堆叠自动编码器(stacked auto-encoder,SAE)提取高光谱图像深度特征的方法,在高温(45℃)高湿(95%相对湿度)条件下对市售大米进行放置处理,以6组不同放置时间(0,24,48,72,96和120 h)共420个大米样本(每组70个)为对象,利用可见光/近红外高光谱成像仪采集高光谱图像(400~1 000 nm,共478个波段),采用阈值分割法获取样本高光谱图像掩膜,分别提取掩膜后高光谱图像感兴趣区域(region of interest,ROI)的平均光谱信息和图像信息。应用多项式平滑(savitzky-golay,SG)对获取的光谱曲线进行预处理,利用SAE提取光谱深度特征,采用支持向量机回归(support vector regression,SVR)建立预测模型,结果表明训练集决定系数RC^2、训练集均方根误差RMSEC、预测集决定系数RP^2和预测集均方根误差RMSEP分别为0.976 2、0.068 6 g/(100 g)、0.939 2和0.115 3 g/(100 g)。将图像尺寸统一为28像素×28像素的灰度图并扁平化处理,利用SAE提取图像深度特征,结果表明RC^2、RMSEC、RP^2和RMSEP分别为0.915 4、0.051 0 g/(100 g)、0.821 0和0.111 8 g/(100 g)。进一步融合光谱信息和图像信息,结果表明RC^2、RMSEC、RP^2和RMSEP分别为0.971 0、0.077 2 g/(100 g)、0.964 4和0.085 1 g/(100 g),相较于光谱信息,RP^2提升幅度2.68%;相较于图像信息,RP^2提升幅度17.47%。研究表明,充分挖掘大米样本高光谱图像中的光谱信息和图像信息并进行融合,利用SAE提取光谱-图像融合深度特征,可有效提高模型的预测精度,为大米蛋白质含量无损检测提供了理论依据,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 无损检测 光谱分析 模型 高光谱图像 堆叠自动编码器 深度特征 大米 蛋白质含量
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基于荧光光谱的生菜农药残留检测 被引量：17
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作者 孙俊 周鑫 +3 位作者 毛罕平 武小红 杨宁 张晓东 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第19期302-307,共6页
为了研究采用荧光光谱技术对生菜农药残留快速无损定性鉴别的可行性,该文通过采集180个生菜样品(3个浓度农药残留生菜,每个浓度农残生菜样本数为60,其中农药与水配比为1:500、1:1 000、1:1 200,即重度超标、轻微超标、标准农残)的荧光... 为了研究采用荧光光谱技术对生菜农药残留快速无损定性鉴别的可行性,该文通过采集180个生菜样品(3个浓度农药残留生菜,每个浓度农残生菜样本数为60,其中农药与水配比为1:500、1:1 000、1:1 200,即重度超标、轻微超标、标准农残)的荧光发射光谱,结合Savitzky-Golay(SG)、标准正态变量变换(standard normalized variable,SNV)、标准正态变量变换结合去趋势(standard normalized variable detrending,SNV detrending)、SG与SNV算法组合(SG-SNV)、SG与SNV detrending算法组合(SG-SNV detrending)对提取的荧光光谱进行预处理,基于全光谱、荧光特征峰值、小波特征建立支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类模型。其中,小波特征通过小波变换对原始光谱以及预处理后光谱进行特征选择获取,分别采用db4、db6、sym5、sym7作为小波基函数。试验结果表明:基于小波特征、荧光特征峰值建立的SVM模型预测集识别率要高于基于全光谱建立的SVM模型。以sym5作为小波基函数,基于SG-SNV detrending预处理光谱选择的小波特征建立的SVM模型取得最优的预测集识别率93.33%,最佳小波分解层数为4。结果表明应用荧光光谱技术对生菜农药残留鉴别是可行的,为生菜农药残留快速、无损检测分析提供了参考。 展开更多
关键词 农作物 无损检测 农药 荧光光谱 生菜 小波变换 特征提取
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