检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋学报 2025年第1期47卷 104-116页

作者：朱奇光申震李享魏祯乔文静张淋淞陈颖燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感器重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

溶解氧浓度是衡量海水水质的重要指标之一。为了及时掌握海水水质变化情况,降低海水污染风险及其带来的损失,建立海洋水质参数预测机制至关重要。为此,本文提出了一种基于浮标网络时空信息融合和改进生成对抗网络(Generative Adversaria... 详细信息

溶解氧浓度是衡量海水水质的重要指标之一。为了及时掌握海水水质变化情况,降低海水污染风险及其带来的损失,建立海洋水质参数预测机制至关重要。为此,本文提出了一种基于浮标网络时空信息融合和改进生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)的海水溶解氧浓度预测模型,旨在整合监测区域内浮标网络的拓扑信息并实现浮标传感器的多特征融合。该模型利用图注意力网络(Graph Attention Mechanism,GAT)挖掘不同近邻点对目标节点的影响,计算邻接节点的权重,从而捕获浮标数据的时空特征;通过双头注意力机制与双时间尺度更新规则(Two Time-Scale Update Rule,TTUR)优化GAN预测网络及网络训练过程,改善生成对抗网络的训练速度平衡问题,提高生成器网络的拟合效果。以均方误差、均方根误差、平均绝对误差与决定系数为评价指标进行模型预测性能对比,结果表明,所提出模型的各项评价指标均优于其他模型,能够有效挖掘多浮标的空间信息,克服了传统方法在海水溶解氧浓度预测中存在的精度低、无法灵活利用历史空间数据、训练稳定性差和速度慢等不足,可为海洋水质监测及预测提供重要的技术支撑。

关键词：溶解氧浓度预测空间多特征融合 GAT GAN TTUR

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轻度认知功能障碍高低阶耦合网络特征分析

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计量学报 2025年第2期46卷 287-297页

作者：甄浩延徐佳森李梓澎李昕燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

针对轻度认知功能障碍患者(MCI)脑功能连接异常问题,提出了一种新的高低阶耦合脑功能网络构建方法。基于皮尔逊相关,在分析不同脑区功能相关与同步基础上,构建脑区之间的高阶耦合网络,并分析高低阶耦合网络特征、小世界属性、rich-club... 详细信息

针对轻度认知功能障碍患者(MCI)脑功能连接异常问题,提出了一种新的高低阶耦合脑功能网络构建方法。基于皮尔逊相关,在分析不同脑区功能相关与同步基础上,构建脑区之间的高阶耦合网络,并分析高低阶耦合网络特征、小世界属性、rich-club系数以及网络的稳定性等重要脑功能网络特征标记。研究结果表明:相较于阿尔茨海默病患者(AD)对照组,MCI组的delta频段其脑网络连接连接强度,全局效率和聚类系数均有显著下降(P<0.05)。分析功能网络核心节点发现AD组和MCI组在各网络下的核心节点数均少于正常(HC)组,MCI组核心节点主要分布在前额叶,AD核心节点主要分布在顶叶和枕叶,在beta和delta频段AD组相较于HC组的核心节点易损性显著提高(P<0.05),而在beta和theta频段中,MCI组的核心节点易损性显著大于HC组(P<0.05)。上述结果说明:高低阶耦合网络特征可以有效地表达轻度认知障碍脑功能状态,将为轻度认知障碍早期诊断提供帮助。

关键词：生物计量轻度认知功能障碍脑功能网络高低阶耦合 rich-club 介数中心度

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基于改进YOLOv7-tiny的PCB缺陷检测算法

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燕山大学学报 2025年第2期49卷 167-176页

作者：侯培国韩超明李宁宋涛燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

针对现有PCB缺陷检测算法检测效率低、参数量大以及结构复杂的问题,提出了一种改进的YOLOv7-tiny算法。设计了多尺度捕获模块,通过多尺度特征捕获、上下文信息融合以及特征增强的方法,提高算法对图像特征提取的能力,改善CSPSPP层单一池... 详细信息

针对现有PCB缺陷检测算法检测效率低、参数量大以及结构复杂的问题,提出了一种改进的YOLOv7-tiny算法。设计了多尺度捕获模块,通过多尺度特征捕获、上下文信息融合以及特征增强的方法,提高算法对图像特征提取的能力,改善CSPSPP层单一池化操作掩盖特征图内部有效信息的问题。提出了全局局部门控感知模块,通过选择性特征融合、局部与全局信息结合的方法,降低颈部网络的参数量。基于DeepPCB数据集进行实验得出,改进后的模型较传统模型精度提升了1.5%,参数量和计算量分别下降了66%和20.6%,模型规模降低了66.3%。改进后的算法识别精度高、参数量少、计算量小,可以为PCB缺陷的快速准确识别提供良好的条件。

关键词： PCB表面缺陷检测 YOLOv7-tiny 多尺度捕获模块全局局部门控感知模块轻量化

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基于三维荧光光谱法和PARAFAC对多环芳烃定性定量分析

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光谱学与光谱分析 2020年第2期40卷 494-500页

作者：王书涛李明珊王玉田吴兴程琪车先阁朱文浩燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室

三维荧光光谱法在研究多环芳烃(PAHs)类物质的荧光信息时起到了重要作用。多环芳烃类物质具有致癌性,难降解性,多由尾气排放,垃圾焚烧产生,危害着人类健康及环境,因此人们不断探索对多环芳烃检测的方法。实验选取多环芳烃中的苊和萘作... 详细信息

三维荧光光谱法在研究多环芳烃(PAHs)类物质的荧光信息时起到了重要作用。多环芳烃类物质具有致癌性,难降解性,多由尾气排放,垃圾焚烧产生,危害着人类健康及环境,因此人们不断探索对多环芳烃检测的方法。实验选取多环芳烃中的苊和萘作为检测物质,利用FLS920荧光光谱仪,为避免荧光光谱仪本身产生的瑞利散射影响,设置起始的发射波长滞后激发波长40 nm,设置扫描的激发波长(λex)范围为:200~370 nm,发射波长(λem)范围为:240~390 nm,对多环芳烃进行荧光扫描获取荧光数据,采用三维荧光光谱技术结合平行因子算法对混合溶液中的苊和萘进行定性定量分析。实验选用的苊和萘均购于阿拉丁试剂官网,配制浓度为10 mg·L-1的一级储备液,再将一级储备液稀释,得到苊和萘浓度为0.5,1,1.5,2,2.5,3,3.5,4和4.5 mg·L-1的二级储备液,并将苊和萘进行混合。在进行光谱分析前需要对苊和萘的光谱进行预处理,采用空白扣除法扣除拉曼散射的影响,并采用集合经验模态分解(EEMD)消除干扰噪声。实验测得苊存在两个波峰,位于λex=298 nm,λem=324/338 nm处,萘存在一个波峰,位于λex=280 nm,λem=322 nm处。选用的PARAFAC算法对组分数的的选择很敏感,因此采用核一致诊断法预估组分数,估计值2和3的核一致值都在60%以上,分别对混合样品进行了2因子和3因子的PARAFAC分解,将分解后得到的激发发射光谱数据和各组分浓度数据进行归一化处理,并绘制光谱图,与归一化处理后的真实的激发发射光谱图和各组分浓度图进行对比。同时将PARAFAC得到的混合样本的预测浓度,通过计算回收率(R)和均方根误差(RMSEP)来判定定量分析的准确度。选择2因子时,各混合样品中苊和萘拟合度为95.7%和96.7%,平均回收率分别为101.8%和98.9%,均方根误差分别为0.0187和0.0316;选择3因子时,各混合样品中苊和萘拟合度为95.3%和95.8%,平均回收率分别为97%和102.5%,均方根误差分别为0.033和0.116,由三项指标可得选用2因子进行定性定量分析的效果明显好于选用3因子。分析实验结果表明,基于三维荧光光谱法和PARAFAC算法对混合样品进行定性定量分析,能够有效的判定混合样品的类别,同时能够成功的预测出混合样品的浓度。

关键词：三维荧光光谱多环芳烃集合经验模态平行因子算法

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三维荧光光谱结合四线性分解算法测定化妆品中的酚酸类物质

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光谱学与光谱分析 2020年第2期40卷 506-511页

作者：张慧王书涛张立娟商凤凯张艳李明珊王玉田燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室

化妆品中的酚酸类物质,有的作为有效成分而添加,如:具有修复皮肤功效的咖啡酸、能够抗炎抗过敏的没食子酸等;有的作为防腐剂而添加,如:对羟基苯甲酸、山梨酸等;有的则属于禁用物质,被不良商家违法添加,如:对苯二酚、间苯二酚等。为监控... 详细信息

化妆品中的酚酸类物质,有的作为有效成分而添加,如:具有修复皮肤功效的咖啡酸、能够抗炎抗过敏的没食子酸等;有的作为防腐剂而添加,如:对羟基苯甲酸、山梨酸等;有的则属于禁用物质,被不良商家违法添加,如:对苯二酚、间苯二酚等。为监控化妆品质量,对化妆品中酚酸类物质的检测显得尤为重要。许多研究人员也为此做了相关工作,以色谱法为主的先分离后分析的方法取得了一定的成功,但是费时、费料、操作复杂等缺点也十分明显;三维荧光光谱技术具有较高的灵敏度,但是荧光干扰和光谱重叠对检测有较大的影响,针对复杂的化妆品样本往往无法得到理想的效果。为实现化妆品中酚酸类物质的同时定性定量检测,文章将三维荧光光谱技术与化学计量学的四维校正(也称三阶校正)相结合,在保证高灵敏度的情况下,克服未知干扰和数据共线性的影响。首先,在咖啡酸(caffeic acid,CA)、对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid,p-HA)、对苯二酚(hydroquinone,HQ)的线性范围内选取合适的浓度,分别在7.00,7.30,7.50和7.80四种pH值下配制校正样、验证样和化妆品样,这样就得到了激发-发射-pH-样本(EX-EM-pH-Sample)四维数据阵。其次,为验证pH值对荧光强度的影响,选取320 nm作为激发波长,得到咖啡酸在四种pH值下的发射波长,发现咖啡酸的荧光强度随着pH值的增加而升高,表明引入pH值作为第四维的合理性。最后,选择合适的组分数将四维数据阵用交替惩罚四线性分解算法(alternating penalty quadrilinear decomposition,APQLD)进行分解和预测,将分解的光谱与实际光谱比较,将预测的浓度与实际浓度比较。实验结果显示无论是验证样还是化妆品样,分解光谱均能与实际光谱相吻合,验证样的平均回收率(AR)为100.4%~103.5%,预测均方根误差(RMSEP)低于0.06;化妆品样平均回收率(AR)为100.0%~102.2%,预测均方根误差(RMSEP)低于0.08。与色谱法研究相比回收率高出大约4%,且操作简便省时省力,灵敏度高;与二阶校正方法相比,都可以实现在未知干扰下对复杂化妆水体系中多个组分的同时分析,以“数学分离”代替“物理化学分离”,快速、高效、经济、环保;且三阶校正可以克服一定的数据共线性问题,在一定程度上提高了灵敏度。

关键词：酚酸类物质三维荧光光谱交替惩罚四线性分解算法

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三维荧光光谱结合GA-SVM对多环芳烃的分类鉴别

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光谱学与光谱分析 2020年第4期40卷 1149-1155页

作者：王书涛刘娜程琪车先阁李明珊崔凯王玉田燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室河北秦皇岛066004

多环芳烃(PAHs)作为一种芳香族化合物,普遍存在于人们的生产生活中,它具有强烈的致癌性,威胁着人们的生命和健康。所以,对多环芳烃实施简洁、高效、精确的检测方法很有必要。根据常见的多环芳烃类型,选取多环芳烃萘(NAP)、芴(FLU)、苊(A... 详细信息

多环芳烃(PAHs)作为一种芳香族化合物,普遍存在于人们的生产生活中,它具有强烈的致癌性,威胁着人们的生命和健康。所以,对多环芳烃实施简洁、高效、精确的检测方法很有必要。根据常见的多环芳烃类型,选取多环芳烃萘(NAP)、芴(FLU)、苊(ANA)的固体粉末状物质作为实验样本。取NAP, FLU和ANA粉末各1 g溶于少量的甲醇(光谱级)溶液,然后转移到100 mL的去离子水溶液中,配置PAHs标准溶液。采用FS920荧光光谱仪,实验中为避免荧光光谱仪本身产生的瑞利散射影响,设置起始的发射波长滞后激发波长10 nm。以标准溶液为基准,获取ANA, NAP和FLU单质的水溶液的荧光光谱图。在标准溶液的基础上,配置0.1 mg·mL^-1的单质水溶液,然后将ANA与NAP, FLU分别取不同的体积相互混合形成两种混合溶液,各自形成16种不同浓度比例的混合溶液,再取不同体积的三种溶液相互混合,摇匀震荡,最后一共形成48种不同体积比例的混合溶液。最后将实验数据输入Matlab中得到苊萘、苊芴、苊芴萘混合溶液的荧光光谱,发现混合溶液的激发波长在260~320 nm、发射波长300~380 nm波长范围内,最佳发射波长的位置相似,荧光峰对应的激发波长有大部分重叠。针对荧光光谱不能直接辨别混合物的种类的不足,将基于遗传算法(GA)优化的支持向量机(SVM)应用于多环芳烃混合物种类的检测中,将数据随机打乱,并且将遗传算法的终止进化代数设为200、训练数据和预测数据分别为36个和12个,得到训练结果的准确率为95.42%。将实验结果对比分析普通支持向量机和BP神经网络,结果表明,基于遗传算法优化的支持向量机分类误差较小,能比较准确的分辨混合物的种类。

关键词：三维荧光光谱遗传算法支持向量机多环芳烃

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基于三维荧光光谱结合小波压缩与APTLD对水中多环芳烃测定

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光谱学与光谱分析 2018年第4期38卷 1171-1177页

作者：王玉田刘婷婷刘凌妃杨哲崔耀耀燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

基于三维荧光光谱结合小波压缩与交替惩罚三线性分解(APTLD)对水中多环芳烃(PAHs)进行定性和定量分析,实验以萘(NAP)、芴(FLU)、苊(ANA)为测量样品。首先用FS920荧光光谱仪测量获得样品的三维荧光光谱数据,对数据进行激发和发射校正且... 详细信息

基于三维荧光光谱结合小波压缩与交替惩罚三线性分解(APTLD)对水中多环芳烃(PAHs)进行定性和定量分析,实验以萘(NAP)、芴(FLU)、苊(ANA)为测量样品。首先用FS920荧光光谱仪测量获得样品的三维荧光光谱数据,对数据进行激发和发射校正且去散射,得到真实光谱。为了解决三维荧光光谱数据的冗余信息,通过小波变换对实验光谱数据进行压缩,其压缩分数和数据恢复分数分别大于92%和95%。用APTLD对压缩后的光谱数据进行分析,体现了二阶优势,实验结果表明,在PAHs的荧光光谱严重重叠和有干扰物共存下,该方法仍能准确地测定,其回收率为94%~98%、预测均方根误差小于0.29μg·L-1。

关键词：多环芳烃交替惩罚三线性分解三维荧光光谱小波压缩二阶优势

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三维荧光光谱结合小波压缩与交替惩罚四线性分解算法测定多环芳烃

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光谱学与光谱分析 2018年第8期38卷 2441-2450页

作者：王书涛刘婷婷高凤凯崔耀耀杨哲王玉田燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

基于三维荧光光谱结合交替惩罚四线性分解(APQLD)对痕量多环芳烃(PAHs)进行检测,实验以苊(ANA)和萘(NAP)为研究对象。首先利用小波变换对得到的三维荧光光谱数据进行压缩,以消除数据的冗余信息。分别在乙醇溶剂、甲醇溶剂以及超纯水条... 详细信息

基于三维荧光光谱结合交替惩罚四线性分解(APQLD)对痕量多环芳烃(PAHs)进行检测,实验以苊(ANA)和萘(NAP)为研究对象。首先利用小波变换对得到的三维荧光光谱数据进行压缩,以消除数据的冗余信息。分别在乙醇溶剂、甲醇溶剂以及超纯水条件下测定不同浓度的PAHs的激发-发射荧光光谱,并将其组合构建四维数据,利用APQLD对构建的四维光谱数据进行分析,并对比了PAHs在三种溶剂条件下各自的回收率。实验结果表明,用不同溶剂构建的四维数据能更准确地测定PAHs的浓度,其回收率更高;对比二阶校正以及其他四维校正算法,APQLD更能体现四维算法所具有的优越性;当因子数N=3时,ANA的回收率为96.5%~103.3%,预测均方根误差为0.04μg·L^(-1);NAP的回收率为93.3%~110.0%,预测均方根误差为0.08μg·L^(-1)。

关键词：四维光谱数据交替惩罚四线性分解三维荧光光谱小波压缩多环芳烃

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基于FTIR,FT-Raman的脱毒繁育和硫磺熏制祁菊花的药用成分分析研究和光谱表征

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光谱学与光谱分析 2016年第9期36卷 2780-2783页

作者：王玉田曹丽芳杨哲严冰张丽娟燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室河北秦皇岛066004

采用傅里叶变换红外（FTIR）和拉曼（FT-Raman）光谱技术直接、快速地测定了脱毒繁育和硫磺熏制的三组不同祁菊花样品有效药用成分及含量的变化。对所测样品的 FTIR,FT-Raman光谱进行分析对比,结果表明,三组祁菊花样品的 FTIR光谱在1800... 详细信息

采用傅里叶变换红外（FTIR）和拉曼（FT-Raman）光谱技术直接、快速地测定了脱毒繁育和硫磺熏制的三组不同祁菊花样品有效药用成分及含量的变化。对所测样品的 FTIR,FT-Raman光谱进行分析对比,结果表明,三组祁菊花样品的 FTIR光谱在1800-500 cm-1区间多个红外吸收峰的强度存在明显差异,特征峰形状也略有差异。FT-Raman谱特征峰的形状有明显差异。FTIR和 FT-Raman谱直观地反映出茎尖脱毒繁育会使祁菊花的挥发油、黄酮类物质等药用成分含量升高,硫磺熏制使其减少。FTIR和 FT-Raman光谱技术为检测脱毒繁育及硫磺熏制引起祁菊花有效药用成分的变化建立科学依据,也为检测其物质成分含量提供一种有效方法。

关键词：祁菊花脱毒育繁硫磺熏制

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静态小波变换荧光检测水中矿物油信号的去噪方法

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光谱学与光谱分析 2015年第5期35卷 1286-1289页

作者：王玉田程朋飞侯培国杨哲燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室河北秦皇岛066004

荧光分析法具有灵敏度高、选择性好、易于设计等优点,是检测水中油类污染物的重要手段。光电探测器产生的噪声会影响荧光检测系统的灵敏度,荧光信号的噪声消除一直是研究的热点问题。由于荧光信号增加了支集长度,dbN族小波能够解决信号... 详细信息

荧光分析法具有灵敏度高、选择性好、易于设计等优点,是检测水中油类污染物的重要手段。光电探测器产生的噪声会影响荧光检测系统的灵敏度,荧光信号的噪声消除一直是研究的热点问题。由于荧光信号增加了支集长度,dbN族小波能够解决信号的边界问题,通过比较dbN族不同小波基的去噪效果,选择db7为最优小波基,对含噪荧光信号作5层静态小波分解。根据小波熵理论自适应地选择阈值,高频系数经过阈值量化并重构得到纯净的荧光信号。与离散小波变换相比,静态小波变换去噪后信号具有信息完整性和时移不变性。

关键词： SWT 噪声小波熵荧光信号矿物油

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