当期目录

2019年 第32卷 第11期 刊出日期：2019-11-15

  

基于主成分分析与集成距离的果蔬种类识别方法

马素萍,巨志勇,王告

2019, 32(11):  1-6.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.001

摘要 ( 435 )   HTML ( 201 )   PDF (1062KB) ( 115 )  

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针对传统果蔬识别率较低的问题,文中采用一种基于主成分分析和距离集成kNN相结合的识别方法。该方法从果蔬图像特征描述、特征降维、分类器设计3个角度出发实现果蔬识别。针对果蔬图片光不均匀、存在阴影等问题,采用K-means 聚类与二次分水岭相结合的方法对图片进行分割。针对果蔬识别模型识别率不高的问题,将所提取果蔬图像的颜色和纹理特征组成特征矩阵,采用PCA与集成kNN算法对该矩阵进行归一化及维数约简来得到低维分类特征,以实现对果蔬农产品的分类。试验结果表明,该算法在果蔬种类识别中识别率最高可达92.6%,且对光照变化、视角变化都具有较好的鲁棒性。

基于滤波重构和卷积神经网络的心电信号分类

韦张跃昊,钱升谊

2019, 32(11):  7-11.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.002

摘要 ( 387 )   HTML ( 16 )   PDF (838KB) ( 87 )  

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计算机自动分类心电信号能够减轻医生工作压力并大幅提高诊断速度和准确率。文中针对传统算法中特征提取过程复杂及抗干扰能力弱的问题,提出了一种结合滤波重构和卷积神经网络的心电信号分类算法。该算法首先通过传统信号滤波和心拍序列重构去除原始心电信号中的噪声干扰,然后构建卷积神经网络来自动学习心电信号特征并完成分类。在PhysioNet/CinC Challenge 2017数据集上的分类实验结果表明,该方法的平均F₁(查准率、召回率的调和平均)达到了0.8471,优于人工特征提取和常规卷积网络方法,且具有很强的抗干扰能力。

基于视差与灰度双层支持窗的立体匹配算法

李小林,李文国,李浩

2019, 32(11):  12-18.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.003

摘要 ( 264 )   HTML ( 7 )   PDF (1080KB) ( 36 )  

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针对传统局部匹配支持窗难以利用空间、灰度距离远的像素信息的问题,提出一种基于视差和灰度的双层支持窗立体匹配算法。该算法根据视差图获得第一层视差支持窗,在视差支持窗内配合参考图RGB颜色灰度值获得灰度相似子支持窗;随后以视差窗、灰度窗、中心像素为优化路径,通过类动态规划算法优化聚合匹配代价;最后采用WTA策略选取最佳视差,更新所有视差,并不断迭代优化视差图直到视差收敛。经过Middlebury 平台的测评,新算法的平均误匹配率为5.15%。

基于改进U-Net网络的腺体细胞图像分割算法

贝琛圆,于海滨,潘勉,蒋洁,吕炳赟

2019, 32(11):  18-22.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.004

摘要 ( 397 )   HTML ( 7 )   PDF (894KB) ( 102 )  

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针对腺体图像在自动分割过程中由于多尺度目标和信息丢失影响导致准确率降低的问题,文中采用了一种引入注意力模块的全卷积神经网络模型。该模型遵循编码器-解码器结构,在编码网络中用空洞残差卷积层代替原有的普通卷积层,并添加空洞金字塔池;再在解码网络中加入注意力模块,使模型输出高分辨率特征图,提高对多尺度目标的分割精度。实验结果表明,提出的网络模型参数少分割精度高,对腺体图像的平均分割精度高达89.7%,具有较好的鲁棒性。

智能工厂下的AGV多目标跟踪

杨标,刘翔,汤显,陈俊廷

2019, 32(11):  23-27.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.005

摘要 ( 342 )   HTML ( 6 )   PDF (787KB) ( 36 )  

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针对物流仓库下AGV跟踪过程中出现的同类物体辨别、遮挡、丢失问题,文中提出一种融合了背景建模的Camshift算法和卡尔曼滤波组合的多目标跟踪方法来解决以上问题。由于物流AGV具有同一颜色,借助Camshift基于颜色跟踪的特性,可实现对特定物流小车的跟踪。借助Kalman滤波加入运动信息,利用目标的动态信息,设法去掉噪声的影响解决同种颜色下AGV的识别、遮挡以及丢失等问题。实验表明,提出的算法能区别出同类的AGV小车,并可实现实时追踪。

基于改进卷积神经网络的交通标志识别方法

袁小平,王岗,王晔枫,汪喆远,孙辉

2019, 32(11):  28-32.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.006

摘要 ( 397 )   HTML ( 16 )   PDF (955KB) ( 88 )  

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针对智能交通系统中小尺度交通标志识别率低的问题,文中提出一种改进卷积神经网络的交通标志识别方法。该方法通过在Faster R-CNN算法的低层特征图上增加优化的RPN网络,提升了小尺度交通标志的检测率。该方法还利用Max Pooling方法实了现图像的局部细节特征与全局语义特征充分融合。在TT-100K数据集上稍微实验结果表明新方法可以明显提高小尺度交通标志的识别率。

一种基于高频超声图像的肝包膜提取算法研究

伏广霞,刘翔,宋家琳,赵静文

2019, 32(11):  33-37.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.007

摘要 ( 232 )   HTML ( 3 )   PDF (995KB) ( 34 )  

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针对高频超声图像中严重断裂肝包膜提取率低的问题,提出一种腹水结合动态规划的肝包膜边界提取算法。文中利用腹水特征实现肝包膜的粗定位,结合动态规划算法实现肝包膜的准确提取。实验结果显示,正常组、轻度、中度和重度肝硬化组的提取准确率分别为100.00%、98.75%、93.75%和92.30%。实验结果表明,文中算法能够在自动提取肝包膜轮廓线的同时提高断裂肝包膜线的提取准确率,并为进一步应用计算机辅助诊断提供了符合医学超声视觉特征的腹水特征。

多距融合室内定位算法研究

朱智林,王艺浓,刘文雨

2019, 32(11):  38-42.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.008

摘要 ( 630 )   HTML ( 4 )   PDF (881KB) ( 30 )  

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目前WiFi在室内环境中使用频次高,用户在通过两个相邻AP时会发生AP切换,并累计产生大量WiFi访问日志。WiFi日志中包含定位所需的接收信号强度指示符,在定位系统中直接利用WiFi访问日志中的数据,将极大地简化定位部署复杂度。文中提出了一种在两个相邻AP环境下,基于WiFi日志的多距融合室内定位算法,并通过实验仿真将新算法与路径损耗模型定位方法进行对比。实验结果表明,新算法具有易部署、低成本、低复杂度等特点,当训练样本个数达到300时即可达到稳定定位效果。

基于FPGA的PTP时间同步技术实现

房晓瑜,王京梅,晏子杰,陈卓

2019, 32(11):  43-47.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.009

摘要 ( 1200 )   HTML ( 35 )   PDF (906KB) ( 264 )  

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针对现有PTP时间同步技术实现方案系统复杂、结构冗余以及成本高的问题,文中提出了一种基于FPGA的PTP时间同步技术实现方案。通过在确立主从关系的FPGA系统之间交互四种报文的方式,从系统在数据链路层截取Sync和Delay_req报文的时间戳,并计算主从系统之间的链路延迟和时间偏移量,对本地时钟进行补偿以实现时间同步。文中采用Xilinx公司提供的ChipScope Pro工具做板级验证,抓取主从系统的时间信息,并测试同步精度和成功率。实验结果表明,所设计的系统在时间同步精度上可以达到纳秒级,同步的成功率基本维持在99.99%。

泡沫铝硅合金夹层板局部压缩特性仿真分析

张华林,赵昂,朱正江,胡曰博

2019, 32(11):  47-51.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.010

摘要 ( 195 )   HTML ( 2 )   PDF (998KB) ( 22 )  

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为探讨孔隙率和孔径变化影响泡沫铝硅合金夹层板局部力学性能的机理,文中分析了不同孔隙率和不同孔径对泡沫铝硅合金夹层板的局部压缩性能和能量吸收特性的影响。采用C++和ANSYS软件建立泡沫铝硅合金夹层板模型,并运用Abaqus软件进行有限元仿真模拟。结果表明,在相同孔径下,泡沫铝硅合金夹层板的弹性模量、屈服应力和吸收能量随着孔隙率的增大而减小。在相同孔隙率下,随着孔径的减小,其弹性模量、屈服强度和吸收能量随之增大。

基于群体智能的自组织运动控制综述

张昭,张天奇

2019, 32(11):  52-57.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.011

摘要 ( 311 )   HTML ( 6 )   PDF (817KB) ( 73 )  

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文中阐述了群体、群集、群体智能、群体控制以及群体系统等相关概念,综述了基于群体智能的自组织运动控制的相关研究工作和研究内容,包括群体控制系统模型的发展历程、群体控制中的各种群集控制策略和控制算法、群体控制系统的系统行为表现以及基于群体控制扩展的各类智能优化算法。最后文中提出了群体自组织运动控制研究的发展趋势。

一种开关磁阻电机模糊PI的直接瞬时转矩控制

赵慧,金海

2019, 32(11):  58-63.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.012

摘要 ( 238 )   HTML ( 1 )   PDF (1190KB) ( 23 )  

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噪音是开关磁阻电机应用中的一大难题。针对开关磁阻电机运行过程中转矩脉动较大的问题,采用有限元计算方法所得到的电机模型,在MATLAB中进行开关磁阻电机模糊PI直接瞬时转矩控制的仿真实验。采用Ansoft电磁场仿真软件,搭建了三相4/6开关磁阻电机,并将得到的磁链数据导入MATLAB电机模型中。随后,利用该模型搭建模糊PI直接瞬时转矩控制的Simulink仿真实验平台。实验结果发现,系统在0.01 s时开始响应,转矩浮动在0.05~0.1 Nom之间。该结果表明,将有限元得到的电机模型应用到模糊PI直接瞬时转矩控制的仿真实验中时,可以提高系统响应,并有效抑制转矩脉动。

基于Fluent的加料滚筒内物料运动模拟分析

常玮,黄亚宇

2019, 32(11):  64-69.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.013

摘要 ( 292 )   HTML ( 1 )   PDF (1499KB) ( 50 )  

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加料滚筒是一个复杂的动态过程,为揭示加料复杂系统的内在关系和规律,建立烟丝、气体流固耦合模型,文中借助计算机专业 CFD软件运用Fluent模拟滚筒加料机内颗粒物料运动特性,揭露滚筒加料机内部颗粒物料运动轨迹的研究。结果表明,建立的流固耦合模型对制丝加料过程的仿真模拟有效、可信度高,揭示了滚筒内部烟叶运动状态。同转速下烟叶颗粒粒径越小,松散越均匀;滚筒转速对烟叶颗粒运动轨迹的影响不大。

一种结合贪心选择和特征加权的高维数据聚类算法

向志华,邵亚丽

2019, 32(11):  70-73.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.014

摘要 ( 277 )   HTML ( 6 )   PDF (744KB) ( 27 )  

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为解决传统聚类算法无法对高维数据聚类的问题,文中提出了一种结合贪心选择和特征加权的TC-Mean shift高维数据聚类算法。通过对一维数据进行聚类,获得一维数据的聚类结果,再通过加权添加维度聚类,最终获得所有维度数据的聚类,实现对高维数据的聚类。测试结果表明,该算法能够准确地对稀疏的高维数据样本进行聚类,能够处理各种维度的数据,具有良好的实际应用价值。

基于单片机控制的高速数据采集与处理系统研究

王纪伟

2019, 32(11):  74-77.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.015

摘要 ( 391 )   HTML ( 19 )   PDF (592KB) ( 74 )  

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针对现有单片机的数据处理速率较低不利于高速数据采集与处理的问题,文中研究并设计基于单片机控制的高速数据采集与处理系统。在数据采集方面,使用A/D高速采样芯片实现高速数据采集。为满足高速数据处理与存储的需要,文中使用PC终端的IDE接口硬盘作为系统的存储装置。另外,为协调数据采集与数据处理过程,使用单片机核心控制模块控制高速双口RAM实现高速数据缓存排队,从而实现数据从A/D采样芯片到IDE硬盘的高速无损传输。该高速数据采集与处理系统在数据采集、处理方面更加集成化,具有较高的工程应用价值。

基于等级保护的信息安全评估算法研究

查红泽

2019, 32(11):  78-82.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.016

摘要 ( 330 )   HTML ( 13 )   PDF (709KB) ( 51 )  

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对信息安全系统要进行安全评估,首先要考虑的问题为如何建立模型进行风险评估分析。针对这一问题,文中基于等级保护提出一种信息安全风险评估方法,并建立信息系统安全评估模型。以GBT 20984-2007作为评估依据,针对主机安全与网络安全建立层次结构,并利用权重计算方法RISK-Weight 算法完成对模型的计算与分析。实例测试结果表明,该评估方法降低人为主观因素的影响,实现对信息系统安全科学的量化评估。

电气设备绝缘系统局部放电检测技术研究

卓晓冬

2019, 32(11):  83-86.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.11.017

摘要 ( 450 )   HTML ( 13 )   PDF (611KB) ( 69 )  

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国内SF6气体绝缘类的电气设备常发生局部放电故障,影响电力系统的安全稳定运行。针对这种情况,文中提出了基于电气设备局部放电的超声波检测技术,对电气设备进行局部放电故障检测与诊断,同时对电力变压器的在线监测进行诊断,最终给出电力变压器的检测图谱。通过使用超声波对SF6气体绝缘类电气设备进行实例验证,结果表明采用超声波技术可以准确地检测出电气设备的电晕放电、悬浮放电等故障。