检索结果-内蒙古大学图书馆

自然资源遥感 2021年第4期33卷 64-71页

作者：温银堂王铁柱王书涛王贵川刘诗瑜崔凯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秦皇岛066004

镶嵌线的提取是遥感影像镶嵌的重要步骤,针对现阶段高分辨率遥感影像镶嵌技术中镶嵌线提取存在的问题,提出了一种基于多尺度分割和A*算法的镶嵌线提取方法。首先使用简单线性迭代聚类(simple linear iterative cluster,SLIC)算法对影像... 详细信息

镶嵌线的提取是遥感影像镶嵌的重要步骤,针对现阶段高分辨率遥感影像镶嵌技术中镶嵌线提取存在的问题,提出了一种基于多尺度分割和A*算法的镶嵌线提取方法。首先使用简单线性迭代聚类(simple linear iterative cluster,SLIC)算法对影像重叠区域进行预分割,对明显地物区域进行聚类生成紧密的超像素,获取提取影像中地物纹理信息;然后通过不断增大区域相异度阈值对相邻区域进行合并,使用尺度集模型记录区域合并过程;同时根据光谱特征的局部方差和莫兰指数决定最佳分割尺度,解决过分割问题;最后使用A*算法在分割路径上寻找最佳镶嵌线。实验结果证明,该方法有效解决了镶嵌线穿过建筑、农田、河流等明显区域的问题,减少拼接痕迹,使用尺度集模型记录合并过程能有效选择最优分割尺度,可以广泛应用于高分辨率遥感影像拼接镶嵌,对遥感影像自动镶嵌有实用意义。

关键词：正射影像多尺度分割镶嵌线提取 A*算法

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PSO聚类算法的京津冀地区气溶胶光学厚度反演

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光谱学与光谱分析 2020年第11期40卷 3321-3327页

作者：王书涛王贵川凡堃堃吴兴王玉田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

气溶胶光学厚度(AOD)是气溶胶浓度和大气浊度的重要表征参数。通过遥感手段实现大气气溶胶光学厚度的反演是大气监测与治理过程中的重要方式,其中遥感反演AOD的重点和难点是如何选择适合卫星传感器成像特点的方法和符合研究区域的气溶... 详细信息

气溶胶光学厚度(AOD)是气溶胶浓度和大气浊度的重要表征参数。通过遥感手段实现大气气溶胶光学厚度的反演是大气监测与治理过程中的重要方式,其中遥感反演AOD的重点和难点是如何选择适合卫星传感器成像特点的方法和符合研究区域的气溶胶类型。针对传统暗目标法无法直接应用于高分四号(GF-4)卫星多光谱遥感数据的问题,通过研究得出了GF-4卫星多光谱数据中红、蓝波段等效地表反射率的分布和两者之间的线性关系,结合AOD反演原理改进暗目标法使其适用于GF-4卫星多光谱遥感数据;分析6S辐射传输模型输入参数中气溶胶类型对AOD反演精度的影响,结果表明气溶胶类型是影响AOD高精度反演的关键要素之一;利用粒子群(PSO)聚类算法对京津冀地区气溶胶特性实测样本进行聚类分析,通过分析各个气溶胶类型聚类结果的占比和半衰期变化情况,最终确定聚类得到的C1、 C4型和6S模型内置的大陆型气溶胶类型进行京津冀地区的AOD反演。为了验证不同气溶胶类型AOD反演结果的精度,将反演结果与MODIS气溶胶产品和气溶胶自动观测网(AERONET)地基站点数据进行对比验证,通过相关系数、绝对误差等评价标准对不同气溶胶类型的适用性和特点进行评价。实验结果表明,以细粒子为主导的C4型气溶胶更满足京津冀地区夏秋两季的气溶胶特点,与AERONET地基数据的一致性较好,进一步证明了PSO聚类算法能够有效减小气溶胶类型的差异对AOD反演精度的影响。

关键词：气溶胶 GF-4卫星多光谱数据京津冀地区 PSO聚类算法

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双电极联合循环工作模式下阵列电极的传感能力分析

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高技术通讯 2021年第10期31卷 1011-1019页

作者：张玉燕贾斌温银堂燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

同面阵列电极主要基于边缘电场工作使其敏感场分布呈现软场特性,其传感能力易受外部多因素影响而降低。为了提高同面电容传感器的检测能力和检测效率,本文针对3×4同面阵列电极,提出了一种两极板联合循环激励的测量模式。通过对同... 详细信息

同面阵列电极主要基于边缘电场工作使其敏感场分布呈现软场特性,其传感能力易受外部多因素影响而降低。为了提高同面电容传感器的检测能力和检测效率,本文针对3×4同面阵列电极,提出了一种两极板联合循环激励的测量模式。通过对同面电极电势分布的有限元仿真,分析了该激励模式下的电场穿透深度。求解了阵列电极的灵敏度矩阵,根据其数据离散系数评判敏感场的均匀性。通过建立3种不同被测物场的模型,分别分析其电容数据的动态范围,并进行图像重建,采用图像相关系数比较图像质量的提升效果。结果表明,在联合循环电极激励测量模式下,阵列电极穿透深度和敏感场分布均匀性均好于单电极激励模式,重建图像更清晰地反映了待测物体的实际形态和轮廓,综合验证了阵列电极传感能力得以提高。

关键词：同面阵列电极联合循环激励穿透深度敏感场图像重建

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基于ICSO-SVM和三维荧光光谱的山梨酸钾浓度检测

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光谱学与光谱分析 2020年第5期40卷 1614-1619页

作者：王书涛刘诗瑜王志芳张靖昆孔德明王玉田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

山梨酸钾是日常生活中一种典型的食品防腐剂。过量食用防腐剂山梨酸钾,会严重危害人身体健康。以橙汁作为背景溶液,配制山梨酸钾含量在0.0070~0.1000 g·L^-1之间的山梨酸钾橙汁溶液样本共22组。应用FS920荧光光谱仪对防腐剂山梨酸... 详细信息

山梨酸钾是日常生活中一种典型的食品防腐剂。过量食用防腐剂山梨酸钾,会严重危害人身体健康。以橙汁作为背景溶液,配制山梨酸钾含量在0.0070~0.1000 g·L^-1之间的山梨酸钾橙汁溶液样本共22组。应用FS920荧光光谱仪对防腐剂山梨酸钾的水溶液以及橙汁溶液的荧光特性进行了研究。由于山梨酸钾和橙汁的荧光特性相互干扰,山梨酸钾橙汁溶液的浓度与荧光强度不再满足线性关系,所以物质浓度的预测比较复杂。通过构建改进鸡群算法优化支持向量机(ICSO-SVM)的模型对荧光光谱数据进行处理。模型选取18个样本作为训练集,4个样本作为预测集。提取各样本在最佳激发波长λex=375 nm下,发射波长在450~520 nm范围内的荧光强度值作为输入,以山梨酸钾橙汁溶液的浓度值作为输出。首先对改进鸡群算法(ICSO)的各个参数进行初始化,然后经过训练输出支持向量机(SVM)的惩罚因子C和核参数g的最佳值,再将得到的最佳值输入SVM模型,得到4组预测浓度值分别为0.0115,0.0260,0.0770和0.0920 g·L^-1。ICSO-SVM模型的均方误差为1.02×10^-5 g·L^-1,平均回收率为101.88%。相同条件下与鸡群算法优化支持向量机(CSO-SVM)、遗传算法优化支持向量机(GA-SVM)和粒子群算法优化支持向量机(PSO-SVM)进行对比。结果表明ICSO-SVM模型的预测精度高于CSO-SVM,GA-SVM和PSO-SVM,而且改进鸡群算法在训练过程中更容易找到全局最优值,迭代速度更快。该研究为物质浓度预测提供了一种新方法。

关键词：荧光光谱改进鸡群算法支持向量机山梨酸钾

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小波矩结合三维荧光光谱简单快速鉴别掺伪芝麻油

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光谱学与光谱分析 2020年第5期40卷 1547-1553页

作者：潘钊李瑞航吴希军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 燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

芝麻油营养丰富,因市场价格较高,掺假现象频出,严重损害了消费者利益和市场的健康发展。因此,研发一种简单快速准确鉴别掺伪芝麻油的方法,对保障消费者权益和市场健康具有重要意义。为此,提出了一种小波矩结合三维荧光光谱掺伪芝麻油鉴... 详细信息

芝麻油营养丰富,因市场价格较高,掺假现象频出,严重损害了消费者利益和市场的健康发展。因此,研发一种简单快速准确鉴别掺伪芝麻油的方法,对保障消费者权益和市场健康具有重要意义。为此,提出了一种小波矩结合三维荧光光谱掺伪芝麻油鉴别方法。该方法简单快速,计算样本的任一有效特征进行谱系聚类,即可准确鉴别掺伪芝麻油。以43个样本(芝麻油16个,掺伪菜籽油、掺伪大豆油及掺伪玉米油各9个)为研究对象,用FS920荧光光谱仪获得样本的三维荧光光谱。用db2小波将光谱进行多尺度分解(MRSD),用MRSD的一阶离散逼近系数构造小波矩。用前两阶小波矩值W0,0,W1,0,W1,1,W0,1,W2,0,W2,1,W2,2,W1,2,W0,2分别作为特征对样本进行谱系聚类,观察分析聚类结果。结合邓恩分类指数(DVI)进一步分析,研究同阶小波矩分类效果及规律。进而研究各阶小波矩的分类效果及规律。最终确定了用于鉴别掺伪芝麻油的最佳小波矩值。结果表明:MRSD一阶逼近重构光谱可以在保留原光谱的有效特征基础上,大量去除噪声,减少光谱数据量72.4%,增强模型的抗噪稳定性和实时性。利用小波矩前两阶矩值W2,1,W2,2,W1,2,W0,2其一作为分类特征进行谱系聚类,即可鉴别掺伪芝麻油。同阶小波矩(Wp,q)随p值减小q值增大呈现规律性,确定了同阶小波矩的有效矩值及最佳有效矩值。小波矩随着阶数的增加DVI先增后减,最后趋于稳定,确定了各阶小波矩中可用于鉴别掺伪芝麻油的目标矩值W0,q≥2及最佳目标矩值W0,6。小波矩的有效及目标矩值是针对样本分类的有效特征,计算样本的任一有效特征进行谱系聚类,即可实现掺伪芝麻油的鉴别。该研究思路及结论为矩值法应用到三维荧光光谱提供参考。该方法简单快速,可实现在线测量,为质监部门及生产企业提供油品检测和鉴定手段。

关键词：芝麻油三维荧光小波矩多尺度分析谱系聚类邓恩指数

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基于脑功能网络分析的孤独症儿童辅助干预效果研究

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自动化学报 2021年第11期47卷 2654-2663页

作者：李昕王欣安占周蔡二娟康健楠燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004 河北大学电子信息工程学院保定071002

脑功能网络是分析复杂网络之间连接关系的一种有效方法,对脑功能障碍分析具有重要意义.本文基于频域Granger因果分析的定向传递函数(Direction-transfer function,DTF),构建了各频段的脑功能网络.采用图论方法分析最佳阈值下经颅直流电... 详细信息

脑功能网络是分析复杂网络之间连接关系的一种有效方法,对脑功能障碍分析具有重要意义.本文基于频域Granger因果分析的定向传递函数(Direction-transfer function,DTF),构建了各频段的脑功能网络.采用图论方法分析最佳阈值下经颅直流电刺激(Transcranial direct current stimulation,tDCS)干预前后孤独症(Autism spectrum disorder,ASD)儿童脑网络的平均度、全局效率和平均局部效率等特征,并对比了经颅直流电刺激对孤独症儿童脑功能状态辅助干预效果.结果发现刺激前组在各频段的图论特征均低于刺激后组(P<0.05),其中Theta频段和低-beta频段的局部效率统计性差异显著,表明在一定程度上tDCS干预是ASD儿童治疗的有效手段.

关键词：孤独症经颅直流电刺激脑功能网络定向传递函数

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基于混合迁移学习的运动想象分类算法研究及其在脑机接口中的应用

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计量学报 2021年第5期42卷 629-637页

作者：杜义浩刘兆军付子豪张园园任娜陈杰谢平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 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学体育学院河北秦皇岛066004

为提升迁移学习在运动想象脑机接口应用过程中的迁移高效性及普适性,综合实例迁移和特征迁移学习方法的优势进而构建了混合迁移学习模型。首先,依据样本权重极化原理改进TrAdaBoost算法以实现实例层面的迁移,优化源域训练样本;其次,基... 详细信息

为提升迁移学习在运动想象脑机接口应用过程中的迁移高效性及普适性,综合实例迁移和特征迁移学习方法的优势进而构建了混合迁移学习模型。首先,依据样本权重极化原理改进TrAdaBoost算法以实现实例层面的迁移,优化源域训练样本;其次,基于大间隔投射迁移支持向量机进一步缩短源域与目标域间的分布距离以完成特征层面的迁移,实现迁移效率最大化。进一步,将该方法应用于脑机接口竞赛Dataset IIb数据集进行离线测试及分析,研究结果表明混合迁移学习模型的迁移效率明显高于单一迁移学习模型,并且对于不同迁移对象识别准确率相对提升均值在70%以上,验证了所述方法的有效性与普适性。此外,基于已搭建的运动想象识别系统进行在线测试,验证了模型的实用性。

关键词：计量学运动想象脑机接口实例迁移特征迁移混合迁移

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深度卷积长短期记忆网络的轴承故障诊断

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机械科学与技术 2021年第7期40卷 1091-1099页

作者：孙洁娣毛新茹温江涛张鹏程张光宇燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学河北省信息传输与信号处理重点实验室河北秦皇岛066004 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

针对传统数据驱动故障诊断方法难以从轴承信号中自适应提取有效特征、没有充分利用故障数据的时序特点以及缺乏自适应处理动态信息能力的问题,提出了一种深度卷积神经网络与长短期记忆网络相结合的智能故障诊断方法。本文方法构建的深... 详细信息

针对传统数据驱动故障诊断方法难以从轴承信号中自适应提取有效特征、没有充分利用故障数据的时序特点以及缺乏自适应处理动态信息能力的问题,提出了一种深度卷积神经网络与长短期记忆网络相结合的智能故障诊断方法。本文方法构建的深度模型能够从轴承原始信号中自适应地提取鲁棒性特征,然后利用长短期记忆网络学习特征中的时间依赖关系实现了高准确度的轴承故障诊断。该方法克服了传统特征提取方法依赖专家经验和信息利用不完全等问题,实现了故障的智能、准确诊断。实验结果表明,该方法可以提取更准确的特征而且由于利用了故障演变过程中的时序信息,使得故障诊断更加智能、可靠。

关键词：轴承故障诊断卷积神经网络循环神经网络时序序列

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基于FSDPC_Otsu算法的滚动轴承故障研究

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计量学报 2021年第11期42卷 1466-1471页

作者：邢婷婷关阳孙登云孟宗樊凤杰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 唐山工业职业技术学院河北唐山063000

针对振动源数未知且观测信号小于振动源数量的欠定盲源问题,提出一种改进快速寻找密度峰值聚类(FSDPC)的方法。首先将混合信号投影到多维空间上并计算每点的密度值,在此基础上利用最大类间方差法(Otsu)对点密度进行阈值分割,去除干扰点... 详细信息

针对振动源数未知且观测信号小于振动源数量的欠定盲源问题,提出一种改进快速寻找密度峰值聚类(FSDPC)的方法。首先将混合信号投影到多维空间上并计算每点的密度值,在此基础上利用最大类间方差法(Otsu)对点密度进行阈值分割,去除干扰点对聚类准确率的影响;然后根据数据的密度峰值确定聚类中心,估计混合矩阵;最后通过L_(1)范数最小化对混合信号进行分离并进行包络谱分析,实现轴承故障诊断。FSDPC_(O)tsu方法可在源数和聚类中心初值未知的条件下估计混合矩阵,且保证混合矩阵精度。实验结果表明,应用FSDPC_(O)tsu方法的稀疏成分分析能够对轴承多故障信号进行欠定盲分离,进而实现故障识别与诊断。

关键词：计量学滚动轴承故障诊断密度峰值聚类最大类间方差法欠定盲分离

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荧光光谱法结合BLLS/RBL用于快速检测水中喹诺酮类抗生素

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光学学报 2020年第9期40卷 202-208页

作者：赵兴涛车先阁王书涛刘诗瑜苑媛媛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

为了快速检测水环境中的喹诺酮类抗生素,将三维荧光光谱法结合双线性最小二乘/残差双线性算法(BLLS/RBL),用于检测水中的氟甲喹(FLU)、恩诺沙星(ENR)和左氧氟沙星(LVFX)。该方法不仅可以准确解析出光谱重叠现象严重的三种抗生素,而且与... 详细信息

为了快速检测水环境中的喹诺酮类抗生素,将三维荧光光谱法结合双线性最小二乘/残差双线性算法(BLLS/RBL),用于检测水中的氟甲喹(FLU)、恩诺沙星(ENR)和左氧氟沙星(LVFX)。该方法不仅可以准确解析出光谱重叠现象严重的三种抗生素,而且与平行因子方法(PARAFAC)相比,可以得出更可靠的定量预测结果。BLLS/RBL预测的FLU、ENR和LVFX的平均回收率分别为98.46%、99.10%、101.69%,均方根误差(RMSE)为4.33、0.33、0.26μg·L^-1,灵敏度(SEN)为2.8×10^3、3.5×10^4、5.5×10^4,检测限(LOD)为0.72、0.06、0.03μg·L^-1。实验结果表明,三维荧光光谱结合BLLS/RBL是一种可靠的水中喹诺酮类抗生素的检测方法。

关键词：光谱学双线性最小二乘/残差双线性小波优化集合经验模态分解抗生素

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