基于流形模糊双支持向量机的恒星光谱分类方法

支持向量机(support vector machine, SVM)具有良好的学习性能和泛化能力,因而被广泛应用于恒星光谱分类中。然而实际应用面临的数据规模往往很大,SVM便暴露出计算量大、分类速度慢等问题。为了解决上述问题,Jayadeva等提出双支持向量机(twin support vector machine, TWSVM),将计算时间减少至SVM的1/4。然后上述方法仅关注数据的全局特征,对每类数据的局部特征并未关注。鉴于此,提出基于流形模糊双支持向量机(manifold fuzzy twin support vector machine, MF-TSVM)的恒星光谱分类方法。利用流形判别分析获得数据的全局特征和局部特征,模糊隶属度函数的引入将各类数据区别对待,尽可能减少噪声点和奇异点对分类结果的影响。与C-SVM,KNN等传统分类方法在SDSS恒星光谱数据集上的比较实验表明了该方法的有效性。     

利用融合数据分布特征的模糊双支持向量机对恒星光谱分类

恒星光谱分类是天文学研究的一个热点问题。随着观测光谱数量的急剧增加,传统的人工分类无法满足实际需求,急需利用自动化技术,特别是数据挖掘算法来对恒星光谱进行自动分类。关联规则、神经网络、自组织网络等数据挖掘算法已广泛应用于恒星光谱分类。其中,支持向量机（SVM）分类能力突出,被广泛应用于恒星光谱分类。该方法试图在两类样本之间找到一个最优分类面将两类分开。该方法具有较高的时间复杂度,计算效率有限。双支持向量机（TWSVM）的出现有效地解决了SVM面临的效率问题。该方法通过构造两个非平行的分类面将两类分开,每一类靠近某个分类面,而远离另一个分类面。TWSVM的计算效率较之传统SVM提高近4倍,因此,自TWSVM提出后便受到研究人员的持续关注。但上述方法在分类决策时,一方面没有考虑数据的分布特征,另一方面较易受噪声点和奇异点的影响,分类效率难以显著提升。鉴于此,在双支持向量机的基础上,提出融合数据分布特征的模糊双支持向量机（TWSVM-SDP）。该方法引入线性判别分析（LDA）的类间离散度和类内离散度,用以表征光谱数据的分布性状;引入模糊隶属度函数用以降低噪声点和奇异点对分类结果的影响。在SDSS DR8恒星光谱数据集上的比较实验表明,与支持向量机SVM、双支持向量机TWSVM等传统分类方法相比,融合数据分布特征的模糊双支持向量机TWSVM-SDP具有更优的分类能力。该方法亦存在一定的局限性,其中一大难题是其无法处理海量光谱数据。接下来将利用大数据处理技术,来对所提方法在大数据环境下的适应性展开进一步研究。     

基于高光谱图像技术的苹果粉质化LLE-SVM分类

苹果粉质化程度是衡量其内部品质的一个重要因素,采用了高光谱散射图像技术进行苹果粉质化的无损检测。针对高光谱散射图像数据量大的特点,提出了局部线性嵌入(local linear embedded,LLE)和支持向量机(support vector machine,SVM)相结合的用于检测苹果粉质化的新分类方法。LLE是一种通过局部线性关系的联合来揭示全局非线性结构的非线性降维方法,能有效计算高维输入数据在低维空间的嵌入流形。对降维后的高光谱数据采用SVM进行分类。将LLE-SVM分类方法与传统的SVM分类方法比较,仿真结果表明,对高光谱数据而言,用LLE-SVM得到的训练精度高于单纯使用SVM的训练精度;降维前后,分类器的测试精度变化不大,波动范围不超过5%。LLE-SVM为高光谱散射图像技术进行苹果粉质化无损检测提供了一个有效的分类方法。     

流形判别分析和支持向量机的恒星光谱数据自动分类方法

尽管经典的分类方法支持向量机SVM在天文学领域广泛应用,但其只考虑类间的绝对间隔而忽略类内的分布性状,因而分类性能有待于进一步提升。鉴于此,提出一种新颖的基于流形判别分析和支持向量机的恒星光谱数据自动分类方法。该方法引入流形判别分析的两个重要概念：基于流形的类内离散度M_W和基于流形的类间离散度M_B。所提方法找到的分类面同时保证M_W最小且M_B最大。可建立相应最优化问题,然后将原最优化问题转化为QP对偶形式求得支持向量和判别函数,最后利用判别函数判断测试样本的类属。该方法的最大优势在于进行分类决策时,不仅考虑样本的类间信息和分布特征,而且还保持了各类的局部流形结构。SDSS恒星光谱数据上的比较实验表明该方法的有效性。     

利用带无标签数据的双支持向量机对恒星光谱分类

恒星光谱分类是天文技术与方法领域一直关注的热点问题之一。随着观测设备持续运行和不断改进,人类获得的光谱数量与日俱增。这些海量光谱为人工处理带来了极大挑战。鉴于此,研究人员开始关注数据挖掘算法,并尝试对这些光谱进行数据挖掘。近年来,神经网络、自组织映射、关联规则等数据挖掘方法广泛应用于恒星光谱分类。在这些方法中,支持向量机(SVM)以其强大的学习能力和高效的分类性能而备受推崇。SVM的基本思想是试图在两类样本之间找到一个最优分类面将两类分开。SVM在求解时,通过将其最优化问题转化为具有(QP)形式的凸问题,进而得到全局最优解。尽管该方法在实际应用中表现优良,但为了进一步提高其分类能力,有的学者提出双支持向量机(TSVM)。该方法通过构造两个非平行的分类面将两类分开,每一类靠近某个分类面,而远离另一个分类面。TSVM的计算效率较之传统SVM提高近4倍,因此,自TSVM提出后便受到研究人员的持续关注,并出现若干改进算法。在恒星光谱分类中,一般分类算法都是根据历史观测光谱来建立分类模型,其中最关键的是对光谱进行人工标注,这项工作极为繁琐,且容易犯错。如何利用已标记的光谱以及部分无标签的光谱来建立分类模型显得尤为重要。因此,提出带无标签数据的双支持向量机(TSVMUD)用以实现对恒星光谱智能分类的目的。该方法首先将光谱分为训练数据集和测试数据集两部分;然后,在训练集上进行学习,得到分类依据;最后利用分类依据对测试集上的光谱进行验证。继承了双支持向量机的优势,更重要的是,在训练集上学习分类模型过程中,不仅考虑有标记的训练样本,也考虑部分未标记的样本。一方面提高了学习效率,另一方面得到更优的分类模型。在SDSS DR8恒星光谱数据集上的比较实验表明,与支持向量机SVM、双支持向量机TSVM以及K近邻(KNN)等传统分类方法相比,带无标签数据的双支持向量机TSVMUD具有更优的分类能力。然而,该方法亦存在一定的局限性,其中一大难题是其无法处理海量光谱数据。该工作将借鉴海量数据随机采样思想,利用大数据处理技术,来对所提方法在大数据环境下的适应性展开进一步研究。     

基于DBN,SVM和BP神经网络的光谱分类比较

恒星的分类对了解恒星和星系形成与演化历史具有重要的研究价值。面对大型巡天计划及由此产生的海量数据,如何迅速准确地将天体自动分类显得尤为重要。通过对SDSS DR9的恒星光谱数据进行深度置信神经网络(DBN)、神经网络和支持向量机(SVM)等算法分类的对比,分析三种自动光谱分类方法在恒星分类上的适用性。首先利用上述三种方法对K,F恒星进行识别分类,然后再分别对K1,K3和K5次型和F2,F5,F9次型识别,最后基于SVM支持向量机的二次分类模型,利用K次型的数据,构建剔除不属于K次型的模型。结果表明:深度置信网络对K,F型恒星分类效果较好,但是对K,F次型的分类效果不佳;SVM支持向量机在K,F型恒星分类以及相应的次型分类都具有较好的识别率,对K,F型分类效果要好于K,F次型的分类效果;BP神经网络对K,F型恒星以及其次型的识别一般;在剔除不属于K次型实验中,剔除率高达100%,可知SVM能够对未知的光谱数据进行筛选与分类。     

基于克隆选择支持向量机高光谱遥感影像分类技术

作为支持向量机(support vector machine, SVM)高光谱影像分类的一个重要环节,参数设置的效率和精度直接影响到SVM模型训练效率和最终分类精度。本文首先建立一个SVM高光谱影像分类器,提出了利用免疫克隆选择算法优化的交叉验证进行核函数参数和惩罚因子C的优化选择的方法,得到了一种基于克隆选择优化的支持向量机(clonal selection SVM, CSSVM)高光谱影像分类器。然后将CSSVM与传统的基于网格搜索交叉验证的支持向量机（gird search SVM, GSSVM）分类器进行了对比评价,评价指标包括模型训练时间和分类精度等。最后基于AVIRIS高光谱遥感影像进行了两算法分类对比试验,结果表明：提出的CSSVM测试样本总分类精度超过85.1%和Kappa系数超过0.821 3,影像总分类精度超过81.58%和Kappa系数超过0.772 8,CSSVM与GSSVM的分类精度差别在0.08%以内,Kappa系数差别在0.001以内;CSSVM的模型训练时间是GSSVM的1/6至1/10,得到显著缩短;CSSVM方法在保持传统GSSVM优良分类精度的基础上,极大提高了模型的训练效率。     

基于小波降噪与支持向量机的恒星光谱识别研究

提出了一种对恒星光谱识别的新方法。 根据恒星光谱数据的特性,我们以支持向量机为核心技术构建光谱识别器。 由于恒星光谱数据通常含有较高的噪声,如果直接进行分类,识别率往往较低。 因此作者首先采用小波分析的方法对原始光谱数据进行降噪预处理,提取光谱的特征,然后馈送到支持向量机完成对光谱数据的最终识别。 利用实际光谱数据(Jacoby, 1984)对所提出的技术进行检测,实验结果表明使用这种小波分析结合支持向量机的技术的识别效果要优于使用支持向量机结合主分量分析降维技术的识别方法。 另外,作者还比较了支持向量机与传统甄别分析的分类性能,对实际及合成光谱进行实验的结果显示了支持向量机的识别正确率不但优于常见的5种甄别分析方法的识别率,而且有较强的泛化能力。     

基于光谱分析和SVM的综合传动故障诊断研究

油液光谱分析是研究综合传动运行状态的重要方法,文章以油液光谱分析数据为基础,运用支持向量机(support vector machine,SVM),建立了一种多输出最小二乘支持向量回归方法。利用多输出最小二乘支持向量回归方法对两台综合传动光谱油液分析数据进行了研究分析。研究表明,此方法得到的回归数据对1号综合传动试验数据具有良好的逼近效果,对2号综合传动油液光谱分析数据的预测具有较高的准确性。通过与2号综合传动试验数据的对比分析,发现了故障信息,并确定了故障部位。试验结果表明,该方法对于发现故障隐患,判断故障部位具有重要实际意义。     

基于Transformer特征提取的A型恒星光谱子型分类算法

恒星光谱分类是恒星光谱分析的重要工作之一。我国大型巡天项目LAMOST能够获得海量的恒星光谱数据,为了对海量恒星光谱数据进行高效分类,特别是对恒星光谱子型数据进行分类,需要研究快速有效的恒星光谱自动分类算法。提出一种基于Transformer特征提取的混合深度学习算法Bert+svm(简记为Besvm)实现A型恒星光谱子型的自动分类。该算法将A型恒星光谱26个线指数作为输入特征,应用Bert模型对26个线指数进行更深层次的学习,通过学习26个线指数的内在关联,进而提取到更有利于A型恒星光谱子型分类的特征。提取好的新特征被输入到分类器算法支持向量机(简记为SVM)中,进而对A型恒星光谱的三个子型A1、 A2和A3进行自动分类。此前,SVM算法在恒星光谱分类任务中已经有过应用,一些衍生的SVM算法在恒星光谱分类任务中也有较高的分类正确率。相比从前应用到恒星光谱分类任务的SVM算法,我们的混合深度学习算法受数据的信噪比影响较小,使用低信噪比数据也能有较高的分类正确率,并且所用数据量较少。通过五组实验验证了该算法的有效性和优越性：实验1用来对比选择优秀的核函数,通过光谱数据的匹配实验,最终选择...     

Speckle characteristics of a broad-area VCSEL in the incoherent emission regime

We present a technique to reduce the speckle contrast of a NIR broad-area VCSEL based on the spatially incoherent emission regime that can be obtained when using the proper driving conditions. We evaluate the efficiency of this technique to reduce the speckle contrast by comparing it with the speckle characteristics in multimode emission under cw operation. Depending on the illumination setup, the incoherent emission regime can lead to a strongly reduced speckle contrast down to 1.3%. This is in agreement with estimates of the expected speckle contrast reduction when three contrast reducing effects are taken into account. These low contrast values make the investigated sources attractive for several applications that suffer from speckle noise.     

Structural characterization of ultrathin Cr and Sc films for soft X-ray mirrors

The structure of multilayers of ultrathin scandium (Sc) and chromium (Cr) films has been characterized by means of transmission electron microscopy (TEM). Face centered cubic Sc was found both in magnetron sputtered thin Sc layers on Si(0 0 1) and in Cr/Sc multilayers for soft X-ray mirrors. The single Sc and Cr layers are polycrystalline with randomly oriented grains, while Sc and Cr within the Cr/Sc multilayer show a strong [0 0 1] texture in the deposition direction. From high-resolution images the orientation-relationship at the Cr/Sc interfaces could be deduced as: Sc_[110]//Cr_[100] and Sc_[010]//Cr_[110], which was confirmed by image simulations.     

Optical transmission through an interface between subwavelength slits

This paper studies optical transmission through an interface between two slits with different widths in a sheet composed of an ideal conductor. Such a structure is of potential use in fabricating optical diode and may be the simplest one compared to other designs. Our calculations show that there is a critical wavelength. When the light wavelength is below the critical wavelength, the transmissivity is unidirectional. The expression of the stable transmissivity as a function of the ratio of the widths of the two slits was obtained analytically. Particularly, at the critical wavelength, the transmissivities are zero. This phenomenon has great potential for application in the manufacture of wavelength blockers.     

Effect of Ir(pq)2acac doping on CBP in phosphorescence organic light-emitting diodes

Doping is one of the most powerful methods amongst the various performance improvement ways. Doping affects the energy levels of the host layer by the energy level of the dopant. This allows the energy bandgap to be adjusted to a desired level and thus generates light corresponding to that energy level. Alternatively, it can act as an energy barrier between the interfaces to change the flow of carriers. In this study, the voltage dependences of undoped and doped devices were observed. Bis(2-phenylquinoline) iridium(III) (acetylacetonate) (Ir(pq)₂acac) was doped in 4,4′-N, N′-dicarbazole-biphenyl (CBP) as the emission layer. The light intensity changes with the doping concentration, and the efficiency was also studied. When a high voltage was applied, the effect of triplet-triplet annihilation (TTA) adversely affected the electron-hole recombination. We analyzed the optimal operating conditions and the effect of doping concentration on OLEDs.     

Grain boundary potential and charge density at grain boundaries of chemically prepared thin silver sulfide films

The grain boundary potential and interface state charge density at the grain boundaries of silver sulfide (Ag₂S) thin films prepared by chemical conversion of cadmium sulfide (CdS) films have been determined from the dc resistance of the material and are found to be sensitive to annealing. A reduction in the grain boundary potential and the grain boundary charge density of the film has been noticed when the source CdS film is annealed at different temperatures prior to chemical conversion. The variation in the grain boundary charge density of the grown Ag₂S film with source annealing temperature has been found to be similar to that of thin cadmium sulfide film, reported earlier. An additional low temperature heat treatment of the sample results in an enhancement in the charge density at the grain boundaries. The change in the silver vacancy and/or oxygen and sulfur content of the films as revealed from the energy dispersive spectra of the films suggests possible role of film composition on the grain boundary charge density.     

三螺旋DNA分子Poly(dT)·Poly(dA)·Poly(dT)碱基振动模式

利用晶格动力学方法计算了三螺旋 DNA分子 poly(d T)· poly(d A)· poly(d T)碱基振动模式 ,并根据势能分布矩阵对碱基振动模式进行了指定。计算的模式频率同拉曼光谱实验相符合     

XYZ particles at Belle

In this paper, I review recent progress in the study of the XYZ particles at Belle. I only focus on studies with charmonium and one or more light mesons in the final states. This covers the X(3872), X(3915),Y(4140), X(4350), and the charged Z states.     

Belle实验观测到新类粲偶素结构

利用在Υ(nS)(n=1,2,4,5)共振态及其附近采集的大量数据,Belle实验测量了末态中含两个矢量粒子的双光子过程γγ→J/ψ和ωJ/ψ.在这两个过程中,发现了两个窄共振结构X(4350)和X(3915).这两个新结构的性质目前尚不清楚,可能是普通粲偶素粒子,也可能是含一对粲夸克和一对轻夸克的四夸克态,或含一对粲夸克和一个激发胶子的混杂态,或是由其他未知的动力学原因造成的奇特结构.Belle同时发现在γγ→J/ψ过程中,不存在显著的Y(4140)的信号,实验结果与将Y(4140)解释为四夸克态的部分理论预期有较大差异.     

Effect of swift heavy ion irradiation on photoluminescence properties of ZnO/PMMA nanocomposite films

We report a study on the SHI induced modifications on structural and optical properties of ZnO/PMMA nanocomposite films. The ZnO nanoparticles were synthesized by the chemical route using 2-mercaptoethanol as a capping agent. The structure of ZnO nanoparticles was confirmed by XRD, SEM and TEM. These ZnO nanoparticles were dispersed in the PMMA matrix to form ZnO/PMMA nanocomposite films by the solution cast method. These ZnO/PMMA nanocomposite films were then irradiated by swift heavy ion irradiation (Ni⁸⁺ ion beam, 100 MeV) at a fluence of 1×10¹¹ ions/cm². The nanocomposite films were then characterized by XRD, UV-vis absorption spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. As revealed from the absorption spectra, absorption edge is not changed by the irradiation but the optical absorption is increased. Enhanced green luminescence at about 527 nm and a less intense blue emission peak around 460 nm were observed after irradiation with respect to the pristine ZnO/PMMA nanocomposite film.     

The effect of phonon anisotropic scattering on the thermal conductivity of silicon thin films at 300K and 400K

Previous studies have shown that anisotropy in phonon transport exist because of the difference in phonon dispersion relation due to different lattice directions, as observed by a difference in in-plane and cross-plane thermal conductivities. Our current work intends to study the effect of anisotropy scattering on silicon thermal conductivity at 300 K and 400 K. We adopt the Henyey and Greenstein probability density function in our phonon Monte Carlo simulation to investigate the effect of highly forward and backward scattering events. The impact of applying the anisotropy scattering using this approach is discussed in detail. While the forward and backward scattering will increase and decrease thermal conductivity respectively, the extent of the effect is non-linear such that forward scattering has a more obvious effect on thermal conductivity than backward scattering.