基于双通道注意力的轻量化PCB缺陷检测研究

印刷电路板 (printed circuit board,PCB)在实际生产过程中存在缺陷样式多种多样、缺陷小、缺陷位置难以定位的问题,而一个巨大的模型难以实现实时检测的要求,且大量的深度可分离卷积层建立的轻量级模型也不能达到足够的精度,为此提出一种基于YOLOv5s的PCB缺陷检测算法。 将原始Backbone的Conv模块跟C3模块用GhostConv替换,在Neck部分则引入了一种新的轻量级卷积技术GSConv,减轻模型大小的同时保持精度,GSConv在模型的准确性和速度之间完成了一个极好的权衡,针对许多注意力模块无法关注全局信息同时模型大的问题,提出了多尺度的轻量化双通道注意力模块(double channel depthwise attention module,DWAM),进一步提高模型精度。通过多组实验, 结果表明,改进算法所有类别的平均mAP为99.14%,且模型的GFLOPs为7.194 G,Params为7.175,原始的YOLOv5s平均mAP为96.86%,GFLOPs为6.89 G,Params为6.596,虽然Params以及GFLOPs有所增大,但是还是满足轻量网络的要求,并且精度相对于YOLOv5s提高了2.25%,且对于每个类别的缺陷识别准确率都有改善,大幅减少计算量和模型参数的同时保证了准确率,满足工业检测生产需求的同时便于移动端部署。     

一种新型的无人机牧草分割网络—LMS-DeeplabV3+

目前草原环境复杂、牧草分散且与背景颜色差异小,无法实现高效精准的分割,因此本文提出了一种新型的轻量化多尺度DeeplabV3+网络(lightweight and multi-scale DeeplabV3+network, LMS-DeeplabV3+)。该网络以DeeplabV3+为基础网络,首先选用轻量级的MobilenetV2作为骨干网络用于初步特征提取,并为了适应牧草分割任务做了网络配置上的调整;其次在加强特征提取模块和解码模块中均使用深度可分离卷积代替普通卷积以轻量化网络;此外利用密集空洞空间金字塔池化(dense atrous spatial pyramid pooling, DASPP)模块捕获更大的感受野,加强各特征之间的交互;又引入卷积注意力机制(convolutional block attention module, CBAM)重分配权重加强特征提取。实验证明,提出的新网络与原始网络相比平均交并比(mean intersection over union,mIOU)提升了8.06个百分点、平均像素精度(mean pixel accuracy,mPA)提升了6.7...     

基于SOANet的圆锥角膜辅助诊断

亚临床期圆锥角膜(subclinical keratoconus, subkc)发病隐匿,现有医疗设备诊断存在局限性,所以提出一种诊断亚临床期圆锥角膜的检测方法是十分必要的。有研究发现圆锥角膜(Keratoconus, kc)力学性能的改变早于形态学,因此从角膜生物力学的角度筛查亚临床期的圆锥角膜更加符合临床实际。本文运用角膜生物力学特征,以点云数据作为网络输入数据,将SO-Net (self-organizing network)和自注意力(self-attention, SA)机制结合构建SOANet,对圆锥角膜、亚临床期圆锥角膜和正常角膜进行分类。首先,利用可视化生物力学分析仪(corneal visualization Scheimpflug technology, Corvis ST)拍摄角膜受力形变视频,对其进行处理得到点云数据集,接着对点云数据进行增强处理,使3种类型的角膜数据量分布均衡。然后按照3∶1的比例划分训练集和测试集,分别对角膜进行二分类和三分类。最终模型在二分类和三分类测试集上的准确率分别达到98.3%和91.26%,即有效识别亚临床期圆锥角膜和圆锥角膜。实验...     

微流控光脉冲调制器

为了解决常见光调制器偏振依赖或结构复杂的问题,本文基于微流控光学提出一种可控光脉冲调制器。利用基于T形结产生的离散液滴和全反射原理的微流控光开关,将连续光变换成数字脉冲信号,并通过调节液滴的长度和生成速率调制光脉冲的宽度和频率。所提微流控光脉冲调制器具有结构简单、插入损耗低、消光比高、易集成的优点。微流控光脉冲调制器的流场与光场特性被分析,结构被优化。研究结果显示：该光脉冲调制器的消光比为17.74 dB,插入损耗为0.49 dB。     

融合注意力机制的轻量级摔倒检测

摔倒检测大都依靠传感器设备,此类方法受设备自身和环境因素影响较大,常常无法发挥该有的作用,同时,基于视觉的方法往往实时性较差,鲁棒性不强。针对上述问题,本文提出了一种鲁棒性强、能有效部署在嵌入式设备上的轻量化摔倒检测算法。以YOLOv5为基准模型,首先,融合轻量级注意力机制模块,使网络更关注要识别的目标区域,增强网络的识别精度。其次,使用模型压缩方法对模型进行剪枝,减小模型体积和计算量,使模型轻量化,以提高推理速度和便于部署在嵌入式设备中。最后,对剪枝后的模型进行知识蒸馏,在不提升模型复杂度的前提下提升模型的检测精度。实验结果表明：本文模型相较于基准模型,mAP增加了1.7%,召回率提高了1.2%,模型体积减小了79.1%,浮点运算量降低了70.9%。将本文模型部署在嵌入式设备Jetson Nano上,检测速率达到13.2 frame/s,基本满足实时性摔倒检测的要求。     

一种基于嵌入式平台的非接触式心率监测系统研究

心率的长期监测对心血管疾病的预防和治疗具有重要意义。当前心率检测常用的监护仪、心电图机、智能手表和运动手环等均属于接触式测量装置,长期佩戴易产生压痕,甚至给使用者带来不适。在非接触测量方面,远程光电容积脉搏波描记法(remote photoplethysmography, rPPG)可以通过分析面部视频获取心率,是一种很有潜力的心率长期监测方法。目前,绝大多数对于rPPG的研究都在使用电脑做数据分析,体积过大不易摆放,难以满足医学临床和家庭日常使用的需求。针对这一问题,本文尝试在嵌入式平台上依据rPPG原理实现心率监测。监测系统主要由树莓派4B开发板、相机和触摸屏组成。采用AdaBoost算法实现人脸识别与追踪,选取额头和脸颊作为感兴趣区域(range of interest, ROI),利用巴特沃斯带通滤波去噪,根据POS模型提取BVP波形,对来自不同ROI的BVP波形做盲源分离得到最终的脉搏波,最后利用能谱分析计算心率。实验结果表明本文所研究的系统具有与PC端相同的心率检测准确性和鲁棒性。本文的研究成果可以为心率长期监测设备的小型化和普及做出自己的贡献,也可以为智慧医疗中的远程监测...     

Effect of Coriolis acceleration on the vibrations of rotating disks

The changes effected by the Coriolis acceleration in the frequencies of inplane vibrations of a rotating disk are calculated. It is shown that the current practice to neglect this effect in everyday engineering calculations is quite justified. It is also shown that when disks are spun at ultra high speeds, say exceeding the one that corresponds with one-tenth of the lowest natural frequency of a stationary disk, the effect does become significant.     

On the theory of heat transfer from a wire in an electric field

Summary If an electric field is applied between a horizontal heated wire and a concentric cylinder filled with gas, then, as first shown experimentally by Senftleben and Braun, the heat transfer from the wire is increased due to the electrostrictive forces which modify the circulation current of free convection. In analogy with the characteristic number of Grashof a new electrical characteristic number is introduced which makes it possible to represent the measurements of Senftleben and Braun in a single graph. From this graph the extra heat loss caused by an electric field of cylindrical symmetry around any horizontal wire in an arbitrary gas can be read off directly.     

Viscosity data of organic liquids

Summary Viscosities have been measured of thirty-seven organic liquids, with molecular weights ranging from 120 to 807, and the viscosity-temperature curves obtained are compared with those of n-paraffins. The influence of ring structures and polar groups on viscosity is discussed.N.V. De Bataafsche Petroleum Maatschappij, The Hague     

A new extrinsic dc model for high speed lattice matched InAlAs/InGaAs/InP HEMT with a predicted 135 GHz cut-off frequency

Extrinsic lattice matched InAlAs/InGaAs/InP HEMT model, incorporating the parasitic source and drain resistance, for very high frequency application is developed. The current voltage characteristics and the transconductance have been evaluated and the influence of carrier concentration dependent mobility on frequency has also been analyzed. A cut-off frequency of 135 GHz is obtained.