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基于一维卷积神经网络与自编码算法的松属物种鉴别机制
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作者 陈冬英 翁伟雄 +1 位作者 陈培亮 魏建崇 《生态学报》 北大核心 2025年第5期2401-2411,共11页
松属植物具有重要的生态和经济价值。但松属植物的基因组庞大、分子进化慢,物种的特征相似性极高,辨别难度大。为解决传统松属物种鉴别方法存在的成本高、耗时长、准确率低、操作复杂等问题,提出了一种基于松属近红外光谱数据(NIRS)并... 松属植物具有重要的生态和经济价值。但松属植物的基因组庞大、分子进化慢,物种的特征相似性极高,辨别难度大。为解决传统松属物种鉴别方法存在的成本高、耗时长、准确率低、操作复杂等问题,提出了一种基于松属近红外光谱数据(NIRS)并结合一维连续型卷积神经网络(1D⁃CS⁃CNN)与自编码技术的松属物种检测机制。使用更高效率的连续型结构替代传统1D⁃CNN模型中隐含层结构,并针对松属NIRS数据适应性改进为1D⁃CS⁃CNN模型,使其可直接应用于一维NIRS数据。结合自编码器的重构误差设计一种考虑未知类别的松属物种鉴别方法,通过待测样本的自编码重构误差来解决卷积神经网络置信度过高的问题,将修正的置信度与预先设定的阈值进行比较,判断该样本是否为未知品种。实验结果表明,1D⁃CS⁃CNN训练集与测试集准确率均达到近100%,损失值收敛为0.015,改进后的1D⁃CS⁃CNN模型识别速度更快;同时,自编码模型对未知类别松属检测机制识别率为99%。实验结果证明,该模型可快速高效分类出不同松属物种,同时检测出松属新物种。 展开更多
关键词 松属物种 近红外光谱(NIRS) 自编码器 一维连续卷积神经网络(1D⁃CS⁃CNN) 鉴别
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基于量子密码的无线传感器网络密钥管理方案 被引量:6
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作者 陈晓峰 林崧 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期455-460,共6页
在无线传感器网络中,如何以较小的计算量实现传感器之间的密钥分配一直是研究的热点.提出了一种基于量子纠缠交换的密钥分配方案,对基于簇的层次型网络进行设计,通过广播和点对点的通信分别实现基站与簇头、簇头与终端节点间的密钥分配... 在无线传感器网络中,如何以较小的计算量实现传感器之间的密钥分配一直是研究的热点.提出了一种基于量子纠缠交换的密钥分配方案,对基于簇的层次型网络进行设计,通过广播和点对点的通信分别实现基站与簇头、簇头与终端节点间的密钥分配。在基站进行纠缠粒子分发、实现纠缠交换,簇头和终端节点仅需进行简单的测量操作.所提方案可有效减少各节点的计算量、存储空间和能量消耗,提高整个无线传感网的性能。 展开更多
关键词 量子通信 量子密码 无线传感器网络 量子纠缠交换 密钥管理
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基于改进1D-VD-CNN与近红外光谱数据的金银花产地溯源研究 被引量:5
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作者 陈冬英 张昊 +2 位作者 张子龙 余沐昕 陈璐 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1471-1477,共7页
金银花是清热解毒必备良药,市面上金银花来源复杂,最著名的山东平邑产金银花在市场上常遭造假。已有的鉴别方法大多耗时长、成本高且操作复杂,亟需一种快速高效的金银花产地溯源方法。针对应用在金银花鉴别中的近红外光谱(NIRS)数据的... 金银花是清热解毒必备良药,市面上金银花来源复杂,最著名的山东平邑产金银花在市场上常遭造假。已有的鉴别方法大多耗时长、成本高且操作复杂,亟需一种快速高效的金银花产地溯源方法。针对应用在金银花鉴别中的近红外光谱(NIRS)数据的一维卷积神经网络(1D-CNN)鉴别模型存在参数量过大、模型效率过于低下、计算复杂度高,同时易产生过拟合问题,对传统1D-CNN结构作出改进。使用效率较高的VD(Very Deep)结构替代传统1D-CNN中隐含层结构,并针对NIRS数据适应性改进,使其可直接应用于一维NIRS数据。改进分为三步:(1)将特征层的设计转为2个约束优化设计:第一约束条件设每个卷积层C值(卷积核与感受野的大小比值)为1/6,可提高网络模型效率;第二约束条件取顶层感受野大小为数据向量大小,实现更深层数据特征提取,并减小过拟合。(2)通过降采样把特征层输出特征向量缩小至较小的尺寸;(3)使用两个1×5大小的卷积层和一个带有Dropout的池化层将数据大小降采样到只有一个矢量的向量替代分类作用的全连接层,进而减小参数量。采集河南、山东、河北、重庆主要产地出产的金银花为样品500份。测试光谱范围908~1 676 nm,采用KS法对样品集预处理,并用shuffle算法完成训练集、验证集、测试集划分,构建基于改进1D-VD-CNN与近红外光谱的金银花产地鉴别模型。结果表明,1D-VD-CNN训练集与测试集准确率均达到100%,损失值收敛为0.001附近。与传统1D-CNN模型相比,1D-VD-CNN模型的训练集与测试集准确率分别提升为约0.5%与1.4%,参数量和FLOPs分别减少近1 M(兆)和20 M(兆)。与原始光谱数据分析法和PLS-DA法对比分析,表明1D-VD-CNN模型对金银花近红外光谱分类具有更高的效率和更好的识别性能。 展开更多
关键词 金银花 近红外光谱 超深度 一维卷积神经网络 产地溯源
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内啮合齿轮泵隔离装置的平衡 被引量:1
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作者 郭善新 余广炽 关翔锋 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期198-203,共6页
为实现内啮合齿轮泵在较高压力下拥有较高的容积效率,提出了一种带有径向补偿功能的新型高压内啮合齿轮泵隔离装置,装置采用内部扩大高压腔的技术方法。为了使隔离装置获得更好的平衡,根据过渡区的压力分布规律,推导出装置中月牙块在过... 为实现内啮合齿轮泵在较高压力下拥有较高的容积效率,提出了一种带有径向补偿功能的新型高压内啮合齿轮泵隔离装置,装置采用内部扩大高压腔的技术方法。为了使隔离装置获得更好的平衡,根据过渡区的压力分布规律,推导出装置中月牙块在过渡区的液压力、补偿力和支反力的计算公式,建立了平衡约束条件,以扩大过渡区直至仅有二个轮齿齿槽为算例,利用Fmincon工具优化箱求得最佳补偿腔对应中心夹角,利用Matlab建模仿真得到平衡状态下装置中月牙块的受力变化曲线。对理论排量为50.8 ml/r的齿轮泵,在输入压力为0.3 MPa,输出压力为21.8 MPa,温度为50℃±4℃条件下进行跑合试验,结果表明,其容积效率可达94.3%,无明显异常磨损。 展开更多
关键词 内啮合齿轮泵 隔离装置 径向补偿 月牙 平衡
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