基于驱动分析的LSTM干旱预测模型研究

干旱是世界上影响面最广、造成损失最大的自然现象之一.论文利用1961-2020年黄河流域河南段的逐月气象数据,计算不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),在Copula熵的基础上根据Hampel准则选择干旱驱动因子,构建多变量长短时记忆(LSTM)神经网络预测模型.结果表明:以驱动分析选择出的水汽压、湿度、温度及降水量作为输入变量集的多变量LSTM模型预测精度较高;预测精度随着SPEI时间尺度的增大而提高,尤其对长期干旱有较好的预测效果;黄河流域河南段的东部地区有发生轻、中度干旱的风险,为相关部门制定防旱措施提供依据.     

扭曲的涡旋光束在海洋湍流中的传输因子

基于扩展惠更斯-菲涅尔原理和维格纳分布函数(Wigner distribution function,WDF)二阶矩,推导了部分相干扭曲涡旋光束(partially coherent twisted vortex beam,PCTVB)在海洋湍流中传输时的M2因子和角扩展θ(z)。通过数值模拟方法详细研究了海洋湍流对光束M2因子和角扩展θ(z)的影响,结果表明温度方差耗散率ΧT和温度盐度贡献比w越大、动能耗散率ε和各向异性因子ξ越小时对PCTVB的M2因子和角扩展θ(z)的影响越大。此外研究发现,相较于非扭曲涡旋光束(PCVB),PCTVB有更好的抗海洋湍流的能力,且增大拓扑荷数m以及扭曲因子绝对值｜μ｜后,PCTVB的M2因子和角扩展θ(z)显著减小,光束的抗海洋湍流能力增强。并且增大束腰宽度w0和波长λ,以及减小初始相干长度δηη(η=x,y)同样可以增加光束抗海洋湍流的能力。本文的数值研究结果对海洋光通信具有重要意义。     

双目视觉辅助PDR的组合导航定位方法

为提高室内定位系统精度和跟踪性能以及适应复杂环境,将行人航迹推算（Pedestrian Dead Reckoning,PDR）与双目视觉组合,提出一种双目视觉辅助PDR的组合导航定位方法 .该方法通过选取或布置地标建立了地标位置数据表;基于轻量化目标检测实现了对地标实时双目测距,保证定位的实时性;利用PDR位置信息得到检出地标类别对应坐标,基于因子图的协同定位和误差估计算法将双目视觉与PDR有效融合,提高了定位精度并抑制PDR累计误差,同时对PDR中航向和单参数模型中单位转换常数进行误差补偿,提高PDR定位精度.实验结果表明,在地标纹理清晰且分布合理情况下,该方法能有效解决室内复杂环境下单一PDR累积误差问题,此外,对航向和单位转换常数实时补偿可提高组合定位系统的定位精度和稳定性.     

140 GHz回旋管高转换效率准光模式变换器设计研究（英文）

成功实现高转换效率的140 GHz TE22,6准光模式变换器原型设计。基于周期微扰原理设计Denisov辐射器,实现低边缘绕射的初级出射波束。针对三镜面光路系统,采用全矢物理光学积分作为主要计算手段,围绕主极化场分量进行三级相位修正面迭代优化,实现高出射高斯纯度的模式场转换,其中一级镜的修正有效改善了辐射器出射的不理想性。基于全矢数值仿真确认,相比原二次曲面原型设计,相位修正后的变换器系统的出射高斯纯度从92.7%提高到99.6%,结合98.8%以上的功率传递效率,实现了性能优越的高阶回旋管准光模式变换器原型设计。     

双重JPEG压缩图像篡改区域检测与定位

对JPEG(joint photographic experts group)图像实施篡改往往会产生双重JPEG(double JPEG,DJPE) 压缩痕迹,分析该痕迹有助于揭示图像压缩历史并实现篡改区域定位。现有算法在图像尺寸较小和质量因子(quality factor,QF) 较低的时候性能不佳,对两个QF的组合情况存在限制。本文提出了一种端到端的混合QF双重JPEG压缩图像取证网络,命名为DJPEGNet。首先,使用预处理层从图像头文件中提取表征压缩历史信息的量化表 (quantization table,Qtable) 特征,将图像从空域转换至DCT(discrete cosine transform)域构造统计直方图特征。然后,将两个特征输入到由深度可分离卷积和残差结构堆叠而成的主体结构,输出二分类结果。最后,使用滑动窗口算法自动定位篡改区域并绘制概率分布图。实验结果表明,在使用不同Qtable集生成的小尺寸数据集上,DJPEGNet所有指标均优于现有最先进的算法,其中ACC提高了1.78%,TPR提升了2.00%,TNR提升了1.60%。     

孪生网络框架下融合显著性和干扰在线学习的航拍目标跟踪算法

针对一般跟踪算法不能很好地解决航拍视频下目标分辨率低、视场大、视角变化多等特殊难点,该文提出一种融合目标显著性和在线学习干扰因子的无人机(UAV)跟踪算法.通用模型预训练的深层特征无法有效地识别航拍目标,该文跟踪算法能根据反向传播梯度识别每个卷积滤波器的重要性来更好地选择目标显著性特征,以此凸显航拍目标特性.另外充分利用连续视频丰富的上下文信息,通过引导目标外观模型与当前帧尽可能相似地来在线学习动态目标的干扰因子,从而实现可靠的自适应匹配跟踪.实验证明:该算法在跟踪难点更多的UAV123数据集上跟踪成功率和准确率分别比孪生网络基准算法高5.3%和3.6%,同时速度达到平均28.7帧/s,基本满足航拍目标跟踪准确性和实时性需求.     

转轴径向运动误差干涉测量的信号处理方法

转轴径向运动误差是转轴的重要误差项之一,严重影响数控机床等转轴相关设备的精度和性能。利用激光干涉配合伺服转轴可以实现转轴径向运动误差的测量,但由于待测转轴和伺服转轴的自身转速不匀、伺服响应延迟、跟踪不稳等原因,干涉测量信号存在持续微幅相位抖动,进而造成非线性误差难以有效修正,相位解算精度不高,测量误差大。针对这一问题,提出一种零值截取-阈值判定的干涉信号处理方法,成功消除了相位抖动的影响。设计并搭建了一套转轴径向运动误差的激光干涉测量装置,针对实测信号的处理结果表明,相比于传统修正方法,文中提出的修正方法使得转轴径向运动误差干涉测量信号解算的重复性由4.8 μm减小到0.2 μm,与标准仪器的对比误差由3.5 μm降为2 μm。     

Detection of Tumor Necrosis Factor Gene by Piezoelectric Nucleic Acid Senosr

A piezoelectric nucleic acid sensor was constructed ofr detection of tumor necrosis factor gene.Two methods were employed for immobilization of nucleic acid probe on gold electrode of piezoelectric crystal.The results show that polyethyleneimine adbesion and glutaraldehyde cross-linking method has higher sensitivity,stability and selectivity than protein A method.The solid-phase nucleic acid hybridization of oligo unclecotides and tumor necrosis factor target gene sequence were monitorde using this sensor.Tumor necrosis factor gene sequence(580bp) was detected by this nucleic acid sensor for the first time.     

化学动力学中隧道效应的研究（Ⅱ）──甲醛单分子反应渠道间的相互作用研究

对甲醛单分子热反应模拟给出了分子渠道Ｅｃｋａｒｔ垒，计算了该渠道在不同温度下的隧道校正因子，研究了分子渠道与游离基渠道间的相互作用，计算了存在反应渠道间相互作用时各渠道的Ｋ＿（ｕｎｉ）（ｉ）、Ｅａ（ｉ），分子渠道考虑隧道效应，而游离基渠道无隧道效应，计算结果与实验结果一致。     

稀土及过渡金属离子对蛇毒内抗凝血因子荧光光谱的影响

研究了稀土及过渡金属离子对蛇毒内抗凝血因子(ACF,anticoagulation factor) 内源荧光光谱的影响,并根据荧光光谱的变化推测ACF与稀土及过渡金属高子作用后发生的构型变化。