检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2023年第3期43卷 705-711页

作者：张璇曾朝斌刘娴雅陈平韩焱中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 山西省信息探测与处理重点实验室山西太原030051 动态测试省部共建国家重点实验室山西太原030051

多光谱测温依据黑体辐射定律,通过辐射光强、多组波长即能推测出温度值,克服了比色测温要求光谱单一和比色光谱相近的约束,在工程实际中得到了广泛的应用。在多光谱温度反演的过程中,光谱发射率的求解及多光谱数据处理是精确测温的关键... 详细信息

多光谱测温依据黑体辐射定律,通过辐射光强、多组波长即能推测出温度值,克服了比色测温要求光谱单一和比色光谱相近的约束,在工程实际中得到了广泛的应用。在多光谱温度反演的过程中,光谱发射率的求解及多光谱数据处理是精确测温的关键。目前,光谱发射率的求解大多以光谱发射率假设模型为主要的方法,当假设模型与实际情况接近时,反演的温度与光谱发射率精度很高,当二者不相符时,反演的结果与实际情况相差甚大,对于复杂材料和燃烧过程中材料性能动态变化情况下的测温,以光谱发射率假设模型的方法存在盲目性;近年来,基于神经网络的深度学习的方法应用于多光谱测温,避免了光谱发射率假设模型,可建立温度与多光谱的非线性统计规律关系,但需要海量数据与超强算力支撑,且建模过程复杂。针对上述问题,提出了一种基于多元极值优化的多光谱温度测量方法(MEVO),该方法利用不同温度下多光谱信号之间的关联性,通过分析在多光谱温度反演过程中各通道测量温度之间的联系,基于多光谱辐射测温原理以及温度反演过程中各通道数据之间的信息关联,建立多元温差关联函数,通过关联函数的寻优,建立高精度测温模型。该方法将建模过程简化为多元温差函数的寻优问题,避免了光谱发射率与其他物理量的关系假设,降低了深度学习方法对数据样本量的要求,简化了多光谱温度测量的过程。为了验证该方法的可行性与可靠性,利用一套简单的8通道多谱测温装置进行实验验证,实验中认定黑体炉发射的温度是标准值,在1923.15~2273.15 K温区内对468~603 nm波段的光谱数据进行标定,实现了基于多元极值优化的多光谱温度测量,其测温精度在0.5%左右,温度反演时间在2.5 s以内。与二次测量法(SMM)、神经网络方法相比反演精度有所提高;反演速度与SMM法相比有大幅度提升。

关键词：多光谱测温光谱发射率极值优化

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基于反向知识蒸馏的工件异常检测算法研究

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激光杂志 2024年第8期45卷 92-97页

作者：张晓涌王黎明李璇韩星程中北大学信息与通信工程学院太原030051 信息探测与处理山西省重点实验室(中北大学) 太原030051

工件异常检测是工业生产中极其关键的一环,由于异常样本数量少,随机性大,有监督学习不能完全学习到所有的异常类型,存在模型稳定性差的问题,针对上述问题,研究了一种基于反向知识蒸馏的无监督工件异常检测算法,利用ResNet网络结构设计... 详细信息

工件异常检测是工业生产中极其关键的一环,由于异常样本数量少,随机性大,有监督学习不能完全学习到所有的异常类型,存在模型稳定性差的问题,针对上述问题,研究了一种基于反向知识蒸馏的无监督工件异常检测算法,利用ResNet网络结构设计的教师模型和学生模型作为主干网络,教师模型真实地提取图像特征,学生模型根据先验知识重构图像,采取逆向结构扩大异常状况的特异性;中间加入记忆模块和掩码注意力模块,提取出样本的多维特征信息,避免遗漏图像中的细节信息;记忆模块之后添加的掩码注意力机制,将图像的多维度、多层次特征整合起来,进一步提升了检测的精确度。在两个公开工业异常检测数据集上进行实验的结果表明,所提算法能有效地定位细小异常,且相比普通知识蒸馏算法AUC提升了5%~7%。

关键词：异常检测知识蒸馏注意力机制记忆模块深度学习机器视觉。

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一种舰载低信噪比环境下的音频端点检测算法

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兵器装备工程学报 2023年第3期44卷 197-203页

作者：王中正王鉴韩焱韩星程中北大学山西省信息探测与处理重点实验室太原030051 中北大学信息与通信工程学院太原030051

针对舰载环境下音频端点检测准确率及鲁棒性较低的问题,提出了一种谱减法和朴素贝叶斯分类器相结合的音频端点检测算法。首先提取纯净音频信号MFCC0与GFCC0构建融合特征,与能熵比特征一同作为朴素贝叶斯分类器的输入进行训练及建模,再... 详细信息

针对舰载环境下音频端点检测准确率及鲁棒性较低的问题,提出了一种谱减法和朴素贝叶斯分类器相结合的音频端点检测算法。首先提取纯净音频信号MFCC0与GFCC0构建融合特征,与能熵比特征一同作为朴素贝叶斯分类器的输入进行训练及建模,再利用多窗谱谱减法提升待测含噪信号信噪比,提取信号相关特征,朴素贝叶斯分类器根据待测信号特征判断该信号的类别。仿真实验结果表明,该算法针对舰载低信噪比含噪音频信号与传统方法相比有效降低了虚检和漏检,具有更好的准确性及鲁棒性。

关键词：音频端点检测多窗谱谱减法 Mel频率倒谱系数(MFCC) Gammatone频率倒谱系数(GFCC) 朴素贝叶斯

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基于双域迭代残差网络的双能CT图像材料分解研究

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现代电子技术 2024年第9期47卷 78-81页

作者：智东晓陈平中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 中北大学信息探测与处理山西省重点实验室山西太原030051

针对在图像域将深度学习与迭代重建算法结合的深度迭代残差网络分解得到的材料图像受到噪声和伪影的影响,提出将迭代残差网络扩展到双域,即基于双域迭代残差网络的双能CT图像材料分解方法。该方法集成了两个并行交互的子网络CNN,同时在... 详细信息

针对在图像域将深度学习与迭代重建算法结合的深度迭代残差网络分解得到的材料图像受到噪声和伪影的影响,提出将迭代残差网络扩展到双域,即基于双域迭代残差网络的双能CT图像材料分解方法。该方法集成了两个并行交互的子网络CNN,同时在图像域和投影域进行材料分解操作,通过CNN直接向该网络提供投影数据,在不同域之间进行信息传递和融合,使用CNN丰富双域模型的数据保真度。实验结果表明,双域迭代残差网络相比于只在图像域进行材料分解能够更好地抑制噪声和伪影,提高图像质量和分解精度,做到细节保护。

关键词：双能CT 图像域投影域双域迭代残差网络材料分解噪声抑制

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基于多尺度扩张残差循环网络的图像去雨算法

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中国科技论文 2023年第3期18卷 310-316页

作者：赵蓉陈平潘晋孝中北大学信息与通信工程学院太原030051 信息探测与处理山西省重点实验室(中北大学) 太原030051

针对以往方法难以同时去除不同雨纹并恢复图像背景细节的问题,提出一种基于多尺度扩张残差循环网络(multi-scale dilated residual recurrent network,MDRRN)的图像去雨算法。该算法首先在利用卷积激活层提取浅层特征的基础上,采用长短... 详细信息

针对以往方法难以同时去除不同雨纹并恢复图像背景细节的问题,提出一种基于多尺度扩张残差循环网络(multi-scale dilated residual recurrent network,MDRRN)的图像去雨算法。该算法首先在利用卷积激活层提取浅层特征的基础上,采用长短时记忆(long short-term memory,LSTM)网络与门控循环单元(gated recurrent unit,GRU),有效传递不同阶段雨纹和背景的特征;再采用3种不同扩张因子(dilated factor,DF)的扩张卷积构成的扩张残差块,扩大感受野,提取多尺度的深层雨纹、背景特征信息;通过通道注意力进一步融合雨纹信息;最后利用卷积层融合图像特征,得到无雨图像。实验结果表明:对于数据集Rain100L,所提方法与其他几种方法相比,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)提高0.51~10.01 dB,结构相似度(structural similarity,SSIM)提高0.1%~11.8%;对于数据集Rain12,所提方法的PSNR提高0.02~7.36 dB,SSIM提高1.1%~11.7%。

关键词：图像去雨长短时记忆网络门控循环单元扩张残差网络深度学习

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基于线性Radon变换的超声混叠信号分离研究

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中北大学学报（自然科学版） 2023年第3期44卷 299-304,324页

作者：聂彬赵英亮聂鹏飞王黎明中北大学信息探测与处理山西省重点实验室山西太原030051 中北大学信息与通信工程学院山西太原030051

在使用一发一收低频反射超声方法对大厚度介质进行测厚过程中,采集到的反射超声信号存在有效波和直达波混叠的现象,常规的一维超声信号处理方法难以对其进行有效处理。针对该类信号混叠问题,提出了基于线性Radon变换的自适应相减处理方... 详细信息

在使用一发一收低频反射超声方法对大厚度介质进行测厚过程中,采集到的反射超声信号存在有效波和直达波混叠的现象,常规的一维超声信号处理方法难以对其进行有效处理。针对该类信号混叠问题,提出了基于线性Radon变换的自适应相减处理方法,从二维角度出发,根据在时空域中,直达干扰呈规律一致性,而有效底面回波呈推移差异性的特点,通过将信号阵列转换至线性Radon域的方法,对经过投影汇聚的信号数据进行自适应相减算法处理,实现对直达干扰波的有效压制及分离,从而提高低频超声回波数据的分辨率。通过仿真数据处理验证了该方法的有效性,相应厚度解算相对误差不超过0.7%。仿真和实验结果表明,提出的方法能够很好地解决大厚度介质测厚情境中混叠超声信号的分离问题。

关键词：超声测厚自适应相减线性Radon变换混叠信号分离低频超声大厚度介质

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基于超拉普拉斯正则化的冲击波超压层析重建

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电子测量技术 2024年第10期47卷 160-167页

作者：宋一娇孔慧华李剑齐子文张然中北大学数学学院太原030051 中北大学信息与通信工程学院太原030051 中北大学信息探测与处理山西省重点实验室太原030051

超压层析成像是利用传感器采集到的冲击波信号来反演测试区域的超压分布,是典型的不完全数据重建问题,为了提高求解精度,本文提出了一种基于高斯牛顿迭代联合超拉普拉斯正则化的冲击波超压层析重建方法。由于实际采集到的冲击波信号通... 详细信息

超压层析成像是利用传感器采集到的冲击波信号来反演测试区域的超压分布,是典型的不完全数据重建问题,为了提高求解精度,本文提出了一种基于高斯牛顿迭代联合超拉普拉斯正则化的冲击波超压层析重建方法。由于实际采集到的冲击波信号通常与干扰信号混叠在一起,会影响超压值的测量精度,本文首先采用改进的小波阈值算法对冲击波信号进行去噪处理;其次利用超拉普拉斯先验对图像边缘和二维层析模型进行正则约束;然后采用高斯牛顿迭代算法和交替方向乘子算法,解决大型病态稀疏矩阵的求解问题。实际实验结果表明本文的正则化方法与传统的全变分正则化和广义全变分正则化相比,重建精度可保持在15%左右,在实际场景中具有一定的应用价值。

关键词：层析成像小波阈值全变分正则化广义全变分正则化超拉普拉斯正则化超压场重建

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级联光栅硅胶封装的脉象传感器研究

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红外与激光工程 2023年第2期52卷 354-361页

作者：陆锋陈亮张俊生太原工业学院电子工程系太原030008 电子科技大学机械与电气工程学院成都611731 中北大学信息与通信工程学院太原030051 信息探测与处理山西省重点实验室太原030051

提出了一种基于级联光栅的脉象波传感器。相同参数的两个光纤光栅组成级联光栅并植入硅胶腕带中,其中一个光栅作为传感光栅被用于感知脉搏信号,另一个光栅作为匹配光栅被用于解调。由于两个光栅参数完全相同,其反射峰重叠,传感器反射光... 详细信息

提出了一种基于级联光栅的脉象波传感器。相同参数的两个光纤光栅组成级联光栅并植入硅胶腕带中,其中一个光栅作为传感光栅被用于感知脉搏信号,另一个光栅作为匹配光栅被用于解调。由于两个光栅参数完全相同,其反射峰重叠,传感器反射光谱表现为单个反射峰。脉搏搏动产生的应变变化对传感光栅进行调制,导致传感光栅反射峰的中心波长产生偏移,进而导致传感器反射光的强度变化。通过对反射光的强度进行监测,即实现了脉象信息的测量和提取。实验中分别测试了健康男性青年和老年受试者,以及同一个健康男性受试者上午8时和下午8时的脉象信息。结果显示,传感器可有效提取不同受试者的脉象特征点,测试结果符合中医脉象理论。当环境温度变化时,级联光栅中两个光栅的反射峰以相同速率向同一方向偏移,传感器反射光谱的强度不变,因此该传感器不受环境温度影响。此外,该传感器具有结构简单、解调方便、成本较低等优点,在脉象测试中具有一定的应用潜力。

关键词：级联光栅传感器脉象应变

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零群速度导波表征薄板缺陷深度的数值模拟

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现代电子技术 2025年第8期48卷 1-6页

作者：李泽辉陈思余牛靖强聂鹏飞中北大学智能探测技术与装备山西省重点实验室山西太原030051 中北大学信息与通信工程学院山西太原030051

零群速度(ZGV)导波对于薄板厚度的变化非常敏感,在薄板厚度检测方面应用广泛。为了确定零群速度导波对于薄板中缺陷深度的表征能力,通过数值模拟方法模拟零群速度导波同表面缺陷和内部缺陷的相互作用,分析零群速度导波共振峰幅值、频率... 详细信息

零群速度(ZGV)导波对于薄板厚度的变化非常敏感,在薄板厚度检测方面应用广泛。为了确定零群速度导波对于薄板中缺陷深度的表征能力,通过数值模拟方法模拟零群速度导波同表面缺陷和内部缺陷的相互作用,分析零群速度导波共振峰幅值、频率与缺陷深度之间的关系。结果表明:零群速度导波共振峰幅值的大小可以表征表面缺陷深度,共振峰幅值与表面缺陷深度之间呈现非线性关系;内部缺陷深度可根据零群速度导波共振峰频率表征,处于较高模态中的零群速度导波对内部缺陷深度的表征结果与实际深度之间呈现良好的线性关系。

关键词：零群速度导波薄板厚度检测缺陷深度激光超声数值模拟共振峰幅值

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基于EMD-CF的级联光栅微振动传感器光谱优化算法

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红外与激光工程 2022年第7期51卷 435-441页

作者：陆锋张俊生赵永强太原工业学院电子工程系山西太原030008 中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 信息探测与处理山西省重点实验室山西太原030051

基于级联光栅的微振动传感器是一种典型的微振动信号测量方案,然而由于光信号在级联光栅中经过多次透射和反射,导致光谱信噪比差、成分复杂等问题。基于此,文中提出一种结合经验模态分解和切比雪夫滤波技术的光谱信号优化算法。首先,将... 详细信息

基于级联光栅的微振动传感器是一种典型的微振动信号测量方案,然而由于光信号在级联光栅中经过多次透射和反射,导致光谱信噪比差、成分复杂等问题。基于此,文中提出一种结合经验模态分解和切比雪夫滤波技术的光谱信号优化算法。首先,将传感器原始光谱通过经验模态分解得到一系列本征模函数;其次,利用所提出的自适应滤波方法,确定包含反射峰成分的本征模函数阶数,并对其进行切比雪夫低通滤波;最后,将滤波器输出进行重构,即得到优化后的传感器光谱。使用振幅为±8 mV、频率为500 Hz的微振动激励信号进行实验验证。结果表明:文中所提出算法可以较好地还原激励源发出的微振动信号,相比传统方法精度提高87.5%以上。

关键词：光纤传感器振微动算法光谱

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