应用科学学报

Select

1. 中文目录

应用科学学报 2022, 40 (1): 0-0.

摘要（15）

PDF（pc）（86KB）（73）

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

2. 英文目录

应用科学学报 2022, 40 (1): 0-0.

摘要（1756）

PDF（pc）（47KB）（149）

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

3. 基于CNN和Bi-LSTM的脑电波情感分析

朱丽, 杨青, 吴涛, 李晨, 李铭

应用科学学报 2022, 40 (1): 1-12. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.001

摘要（2631）

PDF（pc）（1792KB）（779）

针对目前大多数脑电波情感识别方法存在的依赖手动特征提取等问题，提出一种基于卷积神经网络（convolutional neural network，CNN）和双向长短时记忆（bidirectional long short-term memory，Bi-LSTM）网络的混合模型。首先将一维数据转换为二维数据，采用CNN提取空间特征；然后将一维数据输入Bi-LSTM，获取时间特征；最后将融合的空间和时间特征输入Softmax分类器，得到最终分类结果。在DEAP数据集上的实验结果表明：CNN和Bi-LSTM混合模型具有较好的分类性能，在效价度和唤醒度上的准确率分别达到88.55%和89.07%，是一种可行的脑电波情感分类模型。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

4. 具备认知能力的行为模仿机器人系统

包振山, 丁义龙, 张文博

应用科学学报 2022, 40 (1): 13-24. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.002

摘要（1981）

PDF（pc）（4503KB）（164）

行为模仿是现代机器人展现其智能化水平的重要技术之一，如何使机器人模仿出的行为动作与示教者相似且自然一直是该领域的热门研究课题。为此，基于朴素方法设计了一种改进的机器人行为模仿框架。该框架使用普通单目摄像头采集示教者动作，在朴素方法中引入行为语义识别模块与关键动作提取模块，使得机器人可以在理解示教者行为动作语义的基础上进行行为模仿。最后将该框架部署在HBE-ROBONOVA-AI Ⅱ人形机器人平台上，输入自主采集的单人动作视频数据进行实验。与目前其他主流框架的实验效果相比，该框架可以使得机器人在精确性、平衡性、相似性三方面的综合表现更加优秀，同时展现了机器人对于示教者行为动作独特的认知能力。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

5. 在线评论的静态多模态情感分析

王开心, 徐秀娟, 刘宇, 赵哲焕, 赵小薇

应用科学学报 2022, 40 (1): 25-35. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.003

摘要（2134）

PDF（pc）（1977KB）（281）

提出了一种基于Pre-LN Transformer的静态多模态情感分类模型。该模型首先利用Pre-LN Transformer结构中的编码器提取评论文本中的语义特征，其中编码器的多头自注意力机制允许模型在不同的子空间内学到相关情感信息。然后根据ResNet提取评论的图像特征，在特征水平融合的基础上通过视觉方面注意力机制来指导文本的情感分类，实现在线评论的静态多模态情感分析。最后在Yelp数据集上执行情感分类的实验结果表明：所提出的模型在准确率上相比于BiGRU-mVGG、Trans-mVGG模型分别提高了1.34%、1.10%，验证了该方法的有效性和可行性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

6. 基于注意力网络推理图的细粒度图像分类

郑智文, 甘健侯, 周菊香, 欧阳昭相, 鹿泽光

应用科学学报 2022, 40 (1): 36-46. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.004

摘要（2024）

PDF（pc）（4758KB）（226）

针对场景图像的细粒度分类任务，结合图像视觉和文本的多模态信息提出了一种基于注意力网络推理图的细粒度图像分类方法。首先提取场景图像的全局视觉特征、局部视觉特征和文本特征，把位置信息分别嵌入局部视觉特征和文本特征后拼接成新的特征，再将这个新的特征作为图结构的节点生成一个异构图；然后设计两条元路径将异构图分解成两个同构图，并将其分别放入设计有节点级注意和语义级注意的两级注意力网络推理图；最后将输出的节点特征与全局视觉特征进行多模态融合操作，获得更丰富的细粒度特征表达。所提出的模型实现了多模态融合与图注意力网络的有效结合，且在Con-Text和Drink Bottle两个场景文本细粒度图像数据集上与目前主流先进方法相比具有较强的竞争力。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

7. 街道视角的多智能体城市安全宜居度建模

潘理虎, 杨芬玉, 芦飞平, 秦世鹏

应用科学学报 2022, 40 (1): 47-60. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.005

摘要（1980）

PDF（pc）（4740KB）（197）

为解决环境及人类活动因素影响下的城市安全宜居问题，以深圳市福田区10个街道的实际数据为基础，结合Repast仿真平台和地理信息系统（geographic information system，GIS）建立基于多智能体的城市安全宜居度仿真模型；从街道视角模拟福田区未来20 a （年）城市安全发展的演变过程，用情景实例论证分析了福田区各个街道的城市安全宜居度、居民满意度和家庭搬迁行为的动态交互反馈机理。实验结果证实了多智能体模型在仿真模拟多因素影响下城市发展的有效性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

8. 深层内核钩子挖掘算法及其在软件安全中的应用

路登凯, 于永斌, 余文建, 唐倩, 梁守一

应用科学学报 2022, 40 (1): 61-68. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.006

摘要（1837）

PDF（pc）（967KB）（120）

研究了Windows操作系统中内核钩子的保护原理，并针对交互式反汇编器交叉引用功能的不足，提出了一种深层次内核钩子挖掘算法。首先用该算法挖掘出指定内核函数的内部调用以及包含钩子的内核函数的所有被调用位置，然后用Python编写基于函数调用原理的挖掘算法，最后用C++编写过保护实验的驱动程序。研究结果表明：过保护实验是成功的，证明了该挖掘算法的有效性和挖掘结果的全面性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

9. 基于代价敏感卷积神经网络的集成分类算法

周传华, 徐文倩, 朱俊杰

应用科学学报 2022, 40 (1): 69-79. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.007

摘要（2244）

PDF（pc）（623KB）（475）

针对不平衡数据集中少数类样本分类识别率较低的问题，提出一种基于代价敏感卷积神经网络（cost sensitive convolutional neural network，CSCNN）和AdaBoost的分类算法（classification algorithm based on cost sensitive convolutional neural network and AdaBoost，AdaBoost-CSCNN）。设置特定的代价敏感指标来协同卷积神经网络的交叉熵损失函数，从而构建CSCNN。在训练过程中，借助代价赋权机制降低少数类样本关键特征属性的损失度，实现单个CSCNN作为基分类器在AdaBoost中的分类效果。为验证算法的有效性，使用Accuracy、Recall、F1值和AUC这4个评价指标在9个具有不同不平衡率的数据集上开展实验。结果表明，AdaBoost-CSCNN算法处理不平衡数据集分类问题有较好的显示度。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

10. 基于NSCT与压缩感知的红外影像融合

金安安, 李祥, 张丽, 熊卿智

应用科学学报 2022, 40 (1): 80-92. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.008

摘要（1975）

PDF（pc）（11751KB）（161）

针对红外和可见光图像在融合过程中存在质量低下、信息缺失、边缘细节不突出等问题，提出一种基于非下采样轮廓波变换（non-subsampled contourlet transform，NSCT）与稀疏表示的压缩感知图像融合重构算法。首先利用NSCT进行源图像分解，得到相应的高频子带和低频子带图像；然后针对高频子带部分，利用基于压缩感知的高频融合规则进行融合，得到高频融合系数；针对低频子带部分，按照基于字典学习的低频融合规则进行融合，得到低频融合系数。最后进行NSCT逆变换得到融合影像，实现红外和可见光图像的超分辨率恢复。实验结果表明：采用该算法融合后的图像在平均梯度、边缘强度、信息熵、边缘信息保留度、空间频率等指标上均有良好的表现，体现出该融合算法在图像融合质量的提升方面颇具优势。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

11. 基于Mask-YOLO的复杂场景口罩佩戴检测

魏明军, 周太宇, 纪占林, 张鑫楠

应用科学学报 2022, 40 (1): 93-104. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.009

摘要（2446）

PDF（pc）（22008KB）（530）

针对公共场所口罩佩戴检测存在遮挡、密集和小尺度的情况而导致检测精度不高的问题，以实时目标检测算法YOLOv3为基础提出一种Mask-YOLO算法。首先在特征融合过程中引入通道注意力机制以突出重要特征，减少了融合后冗余特征的影响，有效提高了特征利用率；然后以完全交并比（complete intersection over union，CIoU）损失代替均方差损失（mean square error，MSE）作为边框回归的损失函数，提高了定位精度；最后除了检测佩戴和未佩戴口罩的情况外，还对不正确佩戴口罩的情况进行了检测。实验结果表明：与YOLOv3算法相比，Mask-YOLO算法在每秒帧率（frame per second，FPS）仅下降1%的情况下使平均精度均值（mean average precision，mAP）提高了4.78%。与其他主流的目标检测算法相比，Mask-YOLO算法在复杂场景下对口罩佩戴检测也有更好的效果和鲁棒性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

12. 基于三重注意力机制的新冠肺炎病灶分割模型

雷前慧, 潘丽丽, 邵伟志, 胡海鹏, 黄瑶

应用科学学报 2022, 40 (1): 105-115. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.010

摘要（2132）

PDF（pc）（3285KB）（195）

为了解决感染区域比正常组织对比度低的问题，提出了一种基于三重注意力机制（triple attention mechanism，TAM）的新冠肺炎（corona virus disease 2019，COVID 19）病灶分割模型--TM-Net，并将其应用于条件生成对抗网络。MultiConv模块可以自动提取肺部切片中感染区域的特征，呈现了更丰富且包含不同类型的病灶信息。TAM同时集成了空间、通道、位置注意力模块，可以更精准地定位感染区域的病灶。使用的损失函数是由3种不同的损失函数组成的复合函数，能最小化预测图和真实标签的差异，更好地优化TM-Net模型。在COVID-19数据集上进行实验和评估的结果表明：基于TM-Net的磨玻璃影（ground-glass opacities，GGO）和固结（Consolidation）两类病灶的平均dice相似系数（dice similarity coefficient，DSC）比基于Attention U-Net和R2U-Net的DSC分别提高了1.4%和0.5%，证明TM-Net提升了新冠肺炎病灶分割的准确性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

13. 基于莱维飞行扰动策略的麻雀搜索算法

马卫, 朱娴

应用科学学报 2022, 40 (1): 116-130. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.011

摘要（2465）

PDF（pc）（817KB）（388）

为了解决麻雀搜索算法存在迭代后期搜索多样性不足、容易陷入局部最优等问题，提出了一种基于莱维飞行扰动策略的改进麻雀搜索算法。首先借鉴Sin混沌搜索机制，改进种群初始化策略。然后在麻雀种群觅食搜索过程中引入莱维飞行扰动机制，牵引种群移动适当的步长，增加空间搜索的多样性。最后对14个典型高维测试函数进行实验的结果表明：所提出的算法相比于传统的麻雀搜索算法和新提出的混沌麻雀搜索算法与改进麻雀搜索算法，在保持算法全局寻优能力的基础上大幅度提高了收敛速度和求解精度，能有效避免搜索过程陷入局部最优的情况，寻优率高，收敛能力强，可用于解决多峰及高维空间优化问题。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

14. 基于MFANet和上下文特征融合的遥感影像目标检测

汪鹏, 郑文凤, 史进, 金硕, 刘子豪

应用科学学报 2022, 40 (1): 131-144. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.012

摘要（1949）

PDF（pc）（12424KB）（165）

针对遥感影像背景复杂、目标尺度变化较大、类间相似性较高等特点而导致目标检测效果欠佳的问题，提出一种基于Faster R-CNN的有效且鲁棒的遥感影像目标检测方法。首先，引入可变形卷积、调制机制和空洞卷积，构造调制的特征自适应网络，提取更准确、更完整的目标信息。其次，构造上下文特征金字塔网络，提取更丰富且更具判别性的特征表示来解决高层语义信息不足和多尺寸感受野之间缺乏有效沟通的问题。最后，在边界框回归中引入CIoU （complete IoU） LOSS，进一步提高目标检测的精度。为了验证所提方法的有效性，在公共数据集DIOR、RSOD和NWPU VHR-10上进行实验。结果表明：与Faster R-CNN with FPN方法相比，IF-RCNN在3个数据集上的平均检测精度分别获得了8.43%、7.5%和8.0%的绝对增益，证明了所提方法的有效性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

15. KNN-GWD推荐模型及其应用

季德强, 王海荣, 车淼, 王嘉鑫

应用科学学报 2022, 40 (1): 145-154. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.013

摘要（1814）

PDF（pc）（652KB）（209）

为解决传统推荐存在精准性差的问题，构建了一个融合K-最近邻算法（K-nearest neighbor，KNN）、图神经网络（graph neural network，GNN）和深度宽度（Wide&Deep）网络的推荐模型。融入KNN分类方法对数据进行噪声过滤，以提高数据质量；利用GNN提取用户会话图的节点嵌入表示，基于注意力机制加权用户全局特征以捕获用户短期兴趣；调用Wide&Deep以解决稀疏数据时的模型过度泛化问题。为了验证模型的有效性，分别在MovieLens-1M、Bing-News、Book-Crossing数据集与6种传统推荐方法进行对比实验，结果表明所提模型的各项评价指标更佳。为了进一步验证该模型在实际应用领域中的可行性，面向农业领域搭建了农业一体管理App化肥推荐系统，得到推荐结果的准确率为0.721，曲线下面积为0.784，满足了预期的应用需求。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

16. 基于TSCD模型的轨道板裂缝检测方法

李文举, 张耀星, 陈慧玲, 李培刚, 沙利业

应用科学学报 2022, 40 (1): 155-166. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.014

摘要（2030）

PDF（pc）（2650KB）（226）

为解决轨道板裂缝检测问题，提出了一种基于分支级联卷积神经网络的轨道板裂缝检测模型--TSCD。首先该模型通过注意力机制和搜索分支结构突出轨道板裂缝的位置信息，同时抑制干扰信息；然后采用检测分支结构完成裂缝的像素级检测；最后对检测结果中出现的图像细节退化问题，利用参数映射关系实现特征图的上采样。实验结果表明：所提出的方法能够准确地检测出轨道板表面图像中的裂缝，其像素准确率可达97.56%，F1-score可达86.28%，并且在跨数据集测试中表现出较强的泛化性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

17. 面向重点区域安防的无人机探测与反制技术研究

蒋冬婷, 范长军, 雍其润, 瞿崇晓, 刘硕, 张永晋

应用科学学报 2022, 40 (1): 167-178. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.01.015

摘要（2248）

PDF（pc）（630KB）（912）

分析了无人机的特点、安全隐患以及反无人机的难点；阐述了基于雷达、无线电、光电、声波等传感设备的各种无人机探测技术以及干扰阻断类、直接捕捉类、打击毁伤类、监测控制类等各种无人机反制技术的原理和特征；分析了各类技术在市场上的应用情况，并对它们的适用性和优缺点进行了比较。最后，针对各类重点区域的无人机管控提出了有效的建议。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

18. 中文目录

应用科学学报 2022, 40 (2): 1-.

摘要（1374）

PDF（pc）（97KB）（193）

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

19. 英文目录

应用科学学报 2022, 40 (2): 2-.

摘要（1367）

PDF（pc）（58KB）（45）

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

20. 基于数字全息显微技术的光聚合物折射率测量

李伟霞, 黄素娟, 闫成, 夏胜利, 尹伟豪

应用科学学报 2022, 40 (2): 179-189. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.001

摘要（1710）

PDF（pc）（10065KB）（139）

提出了一种基于数字全息显微技术（digital holographic microscopy，DHM）的光聚合物折射率测量方法。采用马赫-曾德尔离轴干涉系统记录光聚合物的数字全息图，用混合重建算法提取高精度的相位分布。结合光学轮廓仪测量的光聚合物的形貌分布，通过图像配准得到光聚合物的折射率分布。定量分析了光聚合物在紫外固化过程中的折射率变化，利用DHM获取光聚合物的动态相位分布，进而得到光聚合物的动态折射率分布，绘制了平均折射率随曝光时间的变化曲线。该方法可用于揭示微光学元件的光学性能，以设计高质量微光学系统。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

21. 微结构光纤分布式传感技术实现油井压裂监测

刘帅, 汪志, 王爱清, 李士建, 屠东升, 郑羽, 努尔买买提·吾买尔江

应用科学学报 2022, 40 (2): 190-203. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.002

摘要（1924）

PDF（pc）（11312KB）（298）

提出了一种使用聚酰亚胺涂敷、低羟基高纯石英玻璃微结构的散射增强型微结构光纤，用于监测和评估油井开采中水力压裂技术的过程与效果，该光纤对高温、高湿度、富氢环境有较好的耐受力。通过分布式传感系统测量了该光纤的散射增强效果，当光纤损耗为3 dB/km时，测量精度可以提高2~5倍，在实际油井压裂监测中，微结构光纤分布式传感系统数据结果显示，可以对压裂效果实现监测并进一步指导压裂和暂堵工作。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

22. 辐照对Bi/Er/La共掺有源光纤磁光特性的影响

叶乐, 文建湘, 曾嘉伟, 董艳华, 王廷云

应用科学学报 2022, 40 (2): 204-211. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.003

摘要（1657）

PDF（pc）（1263KB）（212）

针对标准单模石英光纤磁光特性弱的特点，利用改进化学气相沉积（modifiedchemical vapor deposition，MCVD）法结合原子层沉积（atomic layer deposition，ALD）技术制备了Bi/Er/La共掺有源光纤，并且用伽马射线辐照对该光纤进一步处理；搭建了光纤的费尔德常数测试系统，研究辐照前后Bi/Er/La共掺有源光纤的磁光特性。实验结果表明：在波长为1 310 nm处，Bi/Er/La共掺有源光纤的费尔德常数（1.02 rad/（T · m））比单模光纤（0.76 rad/（T · m））高约36.2%。经伽马射线辐照后，Bi/Er/La共掺有源光纤的费尔德常数随着辐照剂量的增加而增大，经3.0 kGy剂量处理后，其费尔德常数增加了54.90%，而单模光纤的费尔德常数仅增加了26.3%，且在1.0 kGy辐照处理已达到饱和。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

23. 直升机桨叶图像中圆形标记点圆心检测及修正方法

张育斌, 陈锋, 乐娟, 程起有

应用科学学报 2022, 40 (2): 212-223. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.004

摘要（1809）

PDF（pc）（879KB）（147）

视觉测量直升机高速旋转桨叶形变常采用基于圆形标记点的测量方法，但该方法中圆形标记点具有低曝光、小目标和投影不对称等特点，极易产生标记点漏检和圆心坐标误差的问题。为减小漏检、修正圆心坐标误差，提出了一种直升机桨叶图像中圆形标记点圆心检测及修正方法。首先，提取图像中局部极值中心的像素坐标，并依据阵列排布结构滤除干扰，获得所有圆形标记点极值中心的像素坐标；其次，以各极值中心的像素坐标为圆心，与相邻极值的最小距离为直径，建立圆形ROI （region of interest）区域，在ROI区域内并行分水岭变换和最小二乘法圆拟合得到圆心；再次，采用透视变换建立该图像与垂直相机光轴的同相位桨叶图像（正面图像）的投影映射关系，再采用LM （levenberg-marquardt）优化求解投影映射矩阵；最后，将该图像转换为正面图像进行圆心检测，再将该圆心坐标逆变换得到精确圆心坐标。实验结果表明，本文检测方法准确率和精度分别达98.89%和0.191 mm，已应用于直升机高速旋转桨叶运动轨迹和形变的高精度视觉测量。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

24. 一种基于属性加权朴素贝叶斯算法的OTSU图像分割方法

马飞虎, 曾聪, 金依辰, 孙翠羽, 陈华鹏

应用科学学报 2022, 40 (2): 224-232. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.005

摘要（1889）

PDF（pc）（961KB）（113）

为了增强图像分割技术的准确性并优化图像分割技术的细节分割效果，提出了一种基于属性加权朴素贝叶斯算法的OTSU图像分割方法。将OTSU算法中依据图像灰度特征选取的图像中的前景和背景通过属性加权朴素贝叶斯算法进行分类处理，计算图像中前景和背景的概率，训练该模型以获得最佳阈值进行图像分割处理，优化图像分割的效果。利用无人机航拍采集的图像数据进行实验，结果显示基于属性加权朴素贝叶斯算法的OTSU图像分割方法优化了图像的分割效果，较完整地展示了分割后的图像细节，具有较好的应用价值。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

25. 基于全变分正则和L_2,1范数的视频去雨张量模型

卢星含, 郑钰辉, 张建伟

应用科学学报 2022, 40 (2): 233-245. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.006

摘要（1681）

PDF（pc）（8321KB）（226）

提出了一种基于全变分正则与$L_{2，1}$范数的视频去雨张量模型用于解决雨线遮挡问题。首先，对雨线成分与视频背景先验信息进行预处理，获取相应正则化条件的构建依据以增强各部分稀疏性，便于促进雨线分离。其次，考虑到视频图像存在不规则动态对象，引入全变分正则项来抑制背景强度变化，缓解雨线的误判现象。采用交替方向乘子法（alternating direction method of multipliers，ADMM）可以有效地对所提出的张量模型进行求解，并在合成数据与真实数据集上开展大量实验。结果表明，所提方法在动态背景情况下有效去除视频图像雨线的同时，保留了更多背景细节信息。与相关先进方法相比，所提方法在峰值信噪比、结构相似性和残差三种综合性能量化指标上均具有较大的优势。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

26. 基于Lorenz混沌系统的红外图像ROI加密算法

王聪丽, 平西建, 张涛

应用科学学报 2022, 40 (2): 246-252. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.007

摘要（1864）

PDF（pc）（1397KB）（249）

为了提高重点区域的监控安全性，改善图像整体加密速度慢的缺陷，立足于图像局部加密的快速处理方法设计，提出了基于图像感兴趣区域（region of interest，ROI）加密的概念。通过OSTU算法对红外图像进行ROI提取来确定加密区域；然后对Lorenz混沌序列进行数据处理确保序列的随机性，并利用处理后的Lorenz混沌序列对红外图像的ROI进行加密；最后与传统矩阵变换加密进行了详细的加密性能比较，并与其他3种加密算法进行了运算速度比较。实验结果表明，所提加密算法属于局部加密，与整体加密相比，其加密速度大幅提高，同时具有较高的密钥敏感性和较大的密钥空间。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

27. 基于多对非对称直方图修改的可逆信息隐藏

何玉芬, 汤进, 殷赵霞

应用科学学报 2022, 40 (2): 253-265. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.008

摘要（1766）

PDF（pc）（1065KB）（118）

传统基于非对称直方图修改的图像可逆信息隐藏算法存在大量像素无效修改的问题。针对此问题，提出了一种基于多对非对称预测误差直方图修改的可逆信息隐藏方案。该方案结合了非对称直方图修改算法的优势和多直方图修改算法的特点，选择图像的平滑区域进行非对称直方图修改以嵌入信息。在达到发挥非对称直方图补偿还原效应的同时，能进一步减少像素的无效修改量，提高率失真性能。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

28. 一种基于四叉树划分的改进ORB算法

倪翠, 王朋, 孙浩, 李倩

应用科学学报 2022, 40 (2): 266-278. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.009

摘要（2026）

PDF（pc）（7068KB）（174）

原ORB （oriented FAST and rotated BRIEF）算法提取的图像特征点经常出现“扎堆重叠”现象，其分布较为密集且缺乏尺度不变性，因而容易造成图像特征点误匹配的问题。为了解决该问题，提出了一种基于四叉树划分的图像特征点提取算法。首先对图像建立尺度金字塔，然后使用四叉树划分图像并限制划分深度。用加速分段测试的特征（features fromaccelerated segment test，FAST）算法通过多个检测阈值对划分后的图像进行特征点检测。检测完毕后，根据划分出的子块总数和提取的特征点总数对划分出来的各个子块设置自适应阈值，提取ORB特征点。操作完成后通过采取非极大值抑制的方法筛选最佳特征点，并使用改良后的二元鲁棒独立基本特征（binary robust independent elementary features，BRIEF）算法计算得出特征点的描述符，最后进行特征点匹配。实验结果表明，本文算法提取的图像特征点较原ORB算法提取的效果在均匀程度上得到了明显地提升，冗余重叠的特征点数量减少，且在特征点提取速度方面较原ORB算法的提取速度提高了30%以上。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

29. 小波域内循环平移操作的图像高分辨率重建算法

阿卜杜如苏力·奥斯曼, 艾力米努·阿布力江, 祖丽哈也提·艾合买提

应用科学学报 2022, 40 (2): 279-287. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.010

摘要（1681）

PDF（pc）（1088KB）（195）

为解决传统的图像插值算法因具有全局性而不能较好地处理图像边缘细节信息，且易在细节区域产生锯齿线的问题，提出了一种图像分辨率和对比度增强算法。该算法先用小波零填充算法得到高分辨率图像，并通过纠正残差过程来弥补丢失的边缘和纹理特征，然后对其进行定向循环平移操作。考虑到图像小波分解后水平、垂直、对角方向的高频分量能够反映图像这3个方向的边缘变化情况，从而利用图像不同方向的高频分量来刻画图像像素点不同方向的突变程度。根据这个突变程度来实现循环平移操作的自适应融合过程，这样可以避免过度抑制边缘细节信息。最后对重建的高分辨率图像小波分解后的高频分量使用非线性增强函数，提高图像对比度，突出边缘和轮廓信息。实验结果表明，该算法在增强图像空间分辨率和对比度的同时，保留了原图像包含的边缘和轮廓信息，不仅有较好的视觉效果，还有一定的抗噪能力。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

30. 改进Stacking算法的光伏发电功率预测

李鹏钦, 张长胜, 李英娜, 李川

应用科学学报 2022, 40 (2): 288-301. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.011

摘要（1827）

PDF（pc）（839KB）（224）

针对Stacking算法计算时间较长和样本数据较少的问题，提出了一种基于新向量表示和交叉验证精度加权的改进Stacking算法。采用三层算法结构，第1、2层为初级层，使用随机森林、SVR、XGBoost 3个学习器；第3层为次级层，使用LightGBM对第2层输出再次学习以减弱噪声。用一种新的向量表示法来增大层级之间输入输出数据的样本规模和样本分布密度，来保证数据维度不会随着初级层学习器数目的增多而增大；根据在交叉验证下初级层不同预测模型表现出预测准确度的差异性对结果进行加权处理。利用某光伏电站的发电数据进行实际算例分析，提出的模型在MAE、MSE及$R^2$指标上，相比随机森林和Stacking等模型其预测性能有很大的提升。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

31. 基于MLP&ST模型的空气质量预测

郑红, 程云辉, 胡阳生, 黄建华

应用科学学报 2022, 40 (2): 302-315. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.012

摘要（1825）

PDF（pc）（1266KB）（308）

针对目前大多数模型均为对已监测区域的空气质量进行预测，而少有对未监测区域进行预测的问题，综合考虑气象因素、空间相关性和时间依赖性对空气质量的影响，提出了一种联合训练模型MLP&ST （MLP&spatial-temporal），模拟预测北京市未监测区域未来时刻的空气质量指数（air quality index，AQI）。通过实验结果对比确定最佳历史时间步长P值为29；然后将模型与其他空气质量预测模型进行对比。实验结果表明，MLP&ST模型在3种评价指标下（RMSE，MAE，MAPE）皆优于其他对比模型，验证了所提出模型具有良好的预测效果。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

32. DOS攻击下不确定双边遥操作系统的控制

郑凯中, 樊春霞

应用科学学报 2022, 40 (2): 316-327. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.013

摘要（1640）

PDF（pc）（645KB）（67）

研究了存在定常时延和模型参数不确定的双边遥操作系统在受到拒绝服务攻击（denial of service，DOS）时的稳定性问题。利用位置误差结构，设计了基于事件触发的控制器，并利用自适应律估计机械臂模型中的未知参数。通过Lyapunov函数理论证明了双边遥操作系统的稳定性，并证明了基于事件触发的控制器不存在Zeno行为。通过数值仿真验证了基于事件触发的自适应控制器能够使遥操作系统在DOS攻击下保持稳定。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

33. 基于强化局部特征的3D点云分类与分割网络

陈丽芳, 魏梦如

应用科学学报 2022, 40 (2): 328-337. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.014

摘要（1774）

PDF（pc）（1205KB）（276）

在点云的处理过程中，许多深度学习网络未能充分考虑局部点之间的复杂关系，导致大量空间几何信息丢失。针对该问题，提出了一个强化局部特征的网络，用于点云的目标分类和语义分割。该网络通过设计编码单元对点的多方向信息进行编码；通过注意力机制学习采样分组后形成局部点云的特征。同时提出了一种新的多维损失函数，结合使用交叉熵损失函数与中心损失函数作用于分类任务。在数据集ModelNet40和ScanNet上进行了大量实验，结果表明：该网络在点云的目标分类和语义分割任务上表现出较好的性能。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

34. 支付视角下疫情对消费经济的影响效应

潘婧, 柴洪峰, 覃正, 孙权, 高鹏飞, 郑建宾

应用科学学报 2022, 40 (2): 338-348. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.015

摘要（1562）

PDF（pc）（627KB）（116）

新冠肺炎疫情对中国经济社会发展造成了前所未有的冲击，消费经济也受到了较大的影响。支付是与消费者最息息相关的经济活动，支付数据能够精准地捕获消费经济的特点。鉴于此，本文基于银联网络交易数据，量化了疫情对消费经济的影响，并对不同省份及行业进行了对比分析。同时，通过进一步分析疫情期间消费数据与疫情进展数据，定量揭示了疫情进展显著牵动消费信心，影响消费经济发展。若疫情得不到有效控制，复工复产则难以有效推进。本研究从支付的角度对后续疫情防控和经济全面复苏政策提出了相关建议。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

35. 基于剪枝优化的多变邻域节能调度算法

仇宾, 孙曼曼, 崔素丽

应用科学学报 2022, 40 (2): 349-360. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.02.016

摘要（1443）

PDF（pc）（725KB）（191）

为了提高异构计算机系统中任务调度的节能水平，提出了融合剪枝优化的多变邻域节能调度算法。算法构建处理机约束和时间约束两个邻域结构，借助处理机约束邻域减少冗余处理机量，从而降低整体能耗；利用时间约束邻域有效缩减关键路径长度，实现了任务调度对时间的要求。提出了基于时间和能耗的剪枝优化策略，以提高局部寻优效率。通过仿真实验和实际问题求解对比可知，所提算法在不同问题规模、处理机量和通信比下，都取得了较好的节能效果。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

36. 中文目录

应用科学学报 2022, 40 (3): 1-0.

摘要（1742）

PDF（pc）（82KB）（115）

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

37. 英文目录

应用科学学报 2022, 40 (3): 2-0.

摘要（1720）

PDF（pc）（47KB）（46）

相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

38. EDFA中继长距离共驱半导体激光器混沌同步研究

董红霞, 高华, 王龙生, 杨毅彪, 王安帮

应用科学学报 2022, 40 (3): 361-371. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.03.001

摘要（2242）

PDF（pc）（2226KB）（266）

该文数值研究了基于EDFA中继和周期色散补偿的长距离共驱半导体激光器混沌同步方案。通过优化驱动光注入条件及激光器弛豫频率失配，实现了同步系数0.98的响应激光器背靠背同步，同时将驱动与响应的相关性降低至0.32，保障了共驱同步安全性。进一步，考虑光纤色散、非线性效应以及EDFA噪声等损伤因素，数值研究了入纤光功率、单跨段光纤长度的最优条件。预期在每百公里光纤链路中色散补偿偏差为5 ps/nm的情况下，可以实现700 km、同步系数0.90的高质量混沌同步。研究结果对长距离混沌激光载波通信及密钥分发具有参考意义。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

39. 高分遥感影像不同形状建筑物半自动提取与规则化

崔卫红, 李佳, 刘宇

应用科学学报 2022, 40 (3): 372-388. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.03.002

摘要（2180）

PDF（pc）（8968KB）（532）

现有的高空间分辨率遥感影像交互式建筑物提取方法需要用户在建筑物上勾画出与建筑物大小和形状相近的线，且大多方法只能提取直角建筑物。为降低交互要求并实现不同形状建筑物的精确提取，该文首先在用户少量交互的基础上采用区域生长、高斯混合模型、CannyLines线段检测算法以及基于多星形约束的最大流/最小割分割模型获得建筑物图斑，然后分别针对直角建筑物和非直角建筑物图斑进行规则化，得到与实际建筑物形状一致的提取结果。实验表明，该方法交互简单且建筑物提取精度F₁值可达到0.9，具有较强的鲁棒性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

Select

40. 无人机激光雷达点云电力杆塔倾斜状态测量

芦竹茂, 龚浩, 金秋衡, 胡庆武, 李加元

应用科学学报 2022, 40 (3): 389-399. DOI: 10.3969/j.issn.0255-8297.2022.03.003

摘要（2425）

PDF（pc）（1603KB）（448）

针对传统杆塔倾斜度测量方法难度大、强度大、效率低的问题，提出了一种基于无人机激光雷达点云的电力杆塔倾斜率精准测量方法。该方法利用无人机LiDAR电力巡线获取的散乱杆塔三维激光点云，通过拟合塔身结构来计算杆塔中心线，进而计算杆塔倾斜率。为验证方法的有效性，挑选了6种类型共18个电力杆塔，分析点云密度对倾斜检测算法的影响，并计算倾斜检测算法的精度。结果显示电力杆塔倾斜角测量的平均相对误差小于0.7°，证明了该方法的有效性和正确性。

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

2022年，第40卷