计算机科学与信息工程

  • 基于三维网格模型的加密域可逆数据隐藏方法

    胡凯;刘丽;李志宏;王安红;

    针对现有三维网格模型的加密域数据隐藏方法存在秘密信息提取有误、恢复原始载体质量差以及额外开销高等问题,提出了一种可用于三维网格模型的加密域可逆数据隐藏方法。首先,将三维模型的顶点按照一定规则进行分组,并通过对组内冗余空间的排查,将分组进一步细分为嵌入组与不可嵌入组;然后,对三维模型进行加密,并在加密模型中修改顶点的MSB(Most significant bit)以进行信息嵌入。在接收端,接受者在拥有密钥的情况下,可以正确提取秘密信息并实现模型的无损恢复。实验结果表明,与参考的两种用于三维网格模型加密域数据隐藏方法相比,平均嵌入率分别提高了331%与45%.

    2025年04期 v.46;No.210 301-306页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K]
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  • 基于局部前缀树的差分隐私关联规则挖掘

    杨荣;荀亚玲;

    传统基于差分隐私的关联规则挖掘多采用水平数据格式,同时以频繁项集生成为中心进行差分隐私保护,忽视了中低支持度的规则,且无法有效平衡隐私保护与数据可用性。对此,采用垂直数据格式和局部前缀树,提出一种可以快速挖掘中低支持度规则的差分隐私关联规则算法。该算法首先使用事务长度约束策略降低敏感度,减少项头表顺序信息的丢失;其次转换数据为垂直格式,并使用基于窗口的局部前缀树进行候选规则搜索,有效缩减了规则搜索空间并降低支持度重复计算;之后使用重新定义的质量函数,结合加权蓄水池进行指数机制抽样,对高质量规则进行分区提取;最后,经过理论分析及实验评价,验证了该算法的有效性及其效率。

    2025年04期 v.46;No.210 307-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K]
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  • 基于必然属性分析的上近似粒描述

    赵智;张素兰;苏美红;

    基于形式概念分析粒规则提取的本质是通过对决策对象粒的粒描述方式生成,然而当决策对象粒为不可定义粒时,这种粒描述往往难以有效刻画全体决策对象,造成决策信息的丢失。为此,提出一种基于必然属性的上近似粒描述方法,首先定义一种基于必然属性分析的(∨,∧)-可定义粒,其次证明了基于共性属性分析的可定义粒同样也是基于必然属性分析的可定义粒,基于必然属性的上近似粒描述方法对不可定义粒可以给出一个上近似最优描述,完整地描述了决策对象。最后通过实例说明了方法的有效性。

    2025年04期 v.46;No.210 314-320页 [查看摘要][在线阅读][下载 1102K]
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  • 基于改进YOLOv5算法的PCB缺陷检测

    岳孟帅;杨铁梅;

    针对现有印刷电路板(PCB)的缺陷检测方法在检测缺陷较小的目标时精度较低的问题,在YOLOv5的基础上提出了一种新的算法。首先,引入SPD模块到原算法的特征提取网络中,减少网络下采样过程中的信息丢失。同时通过Swin Transformer编码单元使特征提取网络能够更好地捕获全局信息和丰富的上下文信息,提升网络获取小目标缺陷信息的能力。最后引入SimAM模块为特征图分配三维注意力权重,以提高对小目标的检测精度。最终结果显示,所提算法的平均精度达到了98.6%,较原算法提高了1.5%,能够对PCB缺陷进行准确的识别和定位。

    2025年04期 v.46;No.210 321-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 2604K]
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  • 基于改进生成对抗网络的面瘫图像生成

    任鹏宙;李新华;刘鑫;

    针对目前面瘫图像公开数据集较少,患者样本分布不均衡,样本泛化性差等问题,提出一种基于改进生成对抗网络的面瘫图像生成方法。首先,构建融合自注意力模块的生成模型和判别模型,增强模型对全局输入时间相关性的学习能力;其次,使用满足Lipschitz约束条件的谱归一化来解决模型训练过程不稳定的问题;最后,使用一种基于模型、非采样和硬约束条件的梯度归一化方法约束判别模型的训练,以解决由于梯度陡峭引发的模式坍塌的问题。实验结果表明,所提算法生成了纹理清晰的高质量面瘫图像,可以有效扩充数据集样本。

    2025年04期 v.46;No.210 327-333页 [查看摘要][在线阅读][下载 1307K]
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  • 一种分采样区域偏置的RRT路径规划算法

    郑晋飞;柏艳红;

    传统RRT算法在进行移动机器人的路径规划时,存在搜索效率低、拓展导向性差、路径冗余等问题。提出了一种分采样区域偏置的改进RRT算法,从采样区域、拓展策略、冗余处理三个方面进行了改进。首先,引入起始目标拓展空间和障碍物拓展空间的概念,并根据其包含关系形成新的采样区域;其次,对新采样区域的不同分区设置相应的偏置策略;最后,使用两点直通法对搜索出的路径进行去冗余处理。在Python环境下,针对不同的地图情形进行了仿真研究,结果表明,与Bias-RRT和传统RRT算法相比,该文改进算法搜索效率提高,路径长度缩短。

    2025年04期 v.46;No.210 334-339页 [查看摘要][在线阅读][下载 1888K]
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  • 基于神经网络的DAB变压器端电流预测模型

    李小松;廖宣淋;刘佳涛;聂国强;

    由于DAB高频变压器端电流无法使用常规仪器测量,所以在实际工业的DAB变换器的控制策略中通常包含开环部分。因为开环环节的存在,使得DAB变换器会产生控制参数整定难度高、输出纹波大、调节时间长等问题,而那些使用高精度变压器端电流传感器的控制算法由于成本问题也难以应用到实际场景中。根据这些问题,提出了一种基于神经网络和数字滤波器的变压器端电流预测模型,仅使用易于测量的参数就能实现对变压器原边和副边电流的精准预测,进而使用该模型代替高成本的变压器端电流传感器,使得那些需要依赖变压器电流反馈的控制算法可以应用到实际工业中。最后在Simulink上搭建的仿真模型和DAB样机上进行验证,结果表明该方案的电流预测模型对变压器原边与副边的电流预测与实际的变压器原边和副边电流的误差小于4%,具有广阔的应用前景。

    2025年04期 v.46;No.210 340-345页 [查看摘要][在线阅读][下载 1782K]
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  • 基于改进随机森林的电机轴承故障诊断研究

    沙盟;陈高华;郭燕飞;张春美;

    根据传统随机森林算法在故障诊断中的诊断过程复杂和过拟合的现状,提出了一种改善随机森林算法的电机轴承故障诊断方法。首先,通过麻雀搜索算法(SSA)优化了随机树林中的最大树木数量以及最小叶子节点数量,建立一个基于改进随机森林算法的故障诊断模型。然后,采用聚合经验模态分解法(EEMD)提取故障特征,选取相关系数较高的前五个本征模态分量(IMF)并构建特征向量。最后,将特征向量输入故障诊断模型,并进行故障判别。结果显示,与传统随机森林算法和其他两种优化算法比较,经过改进的随机森林算法针对各种故障类型检测的精确度分别提高了8%,6%,4%,证实了所提方案的有效性。

    2025年04期 v.46;No.210 346-351页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K]
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  • 基于主动元学习的太阳能电池缺陷检测模型

    李进;张雄;上官宏;王晋晋;

    太阳能电池板晶体表面易碎,在生产和使用中容易出现各种缺陷,及时准确地检测这些缺陷,对于提高光伏组件的使用效率至关重要。传统的检测方法训练一个太阳能电池缺陷检测模型往往需要对大量数据集进行专业标注,需要耗费大量的人力成本;此外,工业环境情况复杂又会导致获取的图像包含较多背景噪声,且不同的应用环境中采集的图像有较大的域间差异。为了减小标注成本,应对域间差异检测困难,采用主动学习的策略来挑选更有价值的样本进行标注,并引入小样本目标检测的元学习思想对模型进行重加权,从而提高模型应对不同目标域的泛化能力。实验结果表明,在夜间域和曝光域数据集上使用少量的样本可以得到比传统方法更好的检测效果。

    2025年04期 v.46;No.210 352-357+364页 [查看摘要][在线阅读][下载 1924K]
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  • 基于两阶段搜索的多模态多目标优化算法

    时振涛;卢煜文;

    多模态多目标优化问题在实际工程和科研中广泛存在,该类型问题的主要特点是决策空间的多个不同的解在目标空间有相同的表现,因此,在决策空间中维持种群良好的多样性是至关重要的。基于此,提出了一种基于两阶段搜索的多模态多目标优化算法。在决策空间中,为了保持种群的多样性,提出了基于两阶段进化的搜索策略。在环境选择中,为了避免了重复搜索相近区域,提出新的环境选择策略,通过保持两阶段过程中两个种群个体之间的距离,来提高算法在决策空间上的性能。为了验证算法的有效性,选用11个多模态多目标测试问题进行验证,并与同类型算法做了对比。通过实验说明,该方法在解决多模态多目标优化问题中是有效的。

    2025年04期 v.46;No.210 358-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 507K]
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机械工程

  • 石墨烯微型零件表面组织及多项性能提升的研究

    田雅琴;刘天昕;张旭;刘文涛;

    结合光刻工艺与电沉积技术研制(石墨烯)/镍钴复合材料微型零件,利用光刻掩模板的多变性,可使微型零件的结构多样化,采用扫描电镜(SEM)对表面形貌进行表征,选用显微硬度计及电化学工作站分析了微型零件的表面硬度和抗腐蚀性能。结果表明:纯镍和镍钴零件的表面平整、光滑,镍石墨烯零件凹凸不平、有团聚现象,镍钴石墨烯零件由于钴离子的添加可以有效改善石墨烯的团聚现象,从而改善石墨烯微型零件的表面性能,当钴离子浓度为4 g/L,石墨烯浓度为0.1 g/L时,石墨烯复合材料的硬度达到最高为216.35;制备出的微型零件通过电化学工作站测得交流阻抗图和动极化曲线,经过分析得出浓度0.2 g/L的石墨烯复合材料的耐腐蚀性最高,在石墨烯含量(0.1 g/L)相同的情况下,加入钴后复合材料的耐腐蚀性得到进一步提高。

    2025年04期 v.46;No.210 365-369+376页 [查看摘要][在线阅读][下载 739K]
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  • 基于机器视觉技术和t-SNE的输送带损伤检测研究

    袁媛;高波;周利东;程青丽;

    针对输送机运行过程中输送带易出现划伤、撕裂及破损等问题,提出了一种基于机器视觉技术和t-SNE的输送带损伤检测方法,在视觉提取特征网络中引入t-SNE降维处理,解决视觉特征数据的冗杂,以便于数据的高效利用。通过故障实验模拟了输送带的各类损伤,然后利用机器视觉技术收集并提取损伤特征,对特征数据进行t-SNE分类,最后采用不同核函数的SVM支持向量机对分类结果进行处理,结果表明,基于t-SNE结合机器视觉技术的输送带损伤检测方法便于判别输送带的多类故障,为输送带故障的检测及智能化维护提供理论支撑

    2025年04期 v.46;No.210 370-376页 [查看摘要][在线阅读][下载 2508K]
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  • 矿用伺服电动缸结构设计及稳定性研究

    王万里;张宏;宋扬;杨超超;

    锚杆钻车的工作环境恶劣,巷道支护环境复杂。伺服电动缸驱动技术可为高端锚杆钻车的突破和发展提供坚实的基础,具有重要的科学意义和实用价值。基于锚杆钻架对液压系统的技术要求,采用自上而下的设计方法,设计一种适用于锚杆钻架,可以精准控制位移的大推力电动缸。在solidworks建立电动缸的三维模型,使用有限元仿真分析软件对活塞杆最大延伸工况进行了线性特征值屈曲分析。并且利用Ansoft maxwell电磁场仿真软件中的静磁场分析功能,对霍尔位移传感器所在缸筒位置附近的磁感应强度进行了仿真分析。屈曲分析仿真结果表明:一二阶屈曲变形的特征值均约为1.6.在一阶屈曲变形中,最大变形量出现在电动缸的活塞杆端部。二阶屈曲变形的最大变形量同样集中在活塞杆端部,且一二阶变形结果的特征值差异极小,所以变形量同样差异极小,二阶屈曲最大变形量同样约为1.4 mm.磁场仿真结果表明:磁感应强度随着与磁瓦之间的距离增加而降低,虽然与磁瓦之间的距离呈非线性关系,但是传感器感应头所在位置的磁场强度仍然大于传感器的Bop点,足够激活传感器工作。

    2025年04期 v.46;No.210 377-383页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K]
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  • 基于AMESim和ADAMS的径向球塞泵输出特性研究

    王多;毋嘉豪;安高成;

    针对球塞、定子及缸体在运动过程中存在的相互作用,影响径向球塞泵的输出特性,采用多体动力学与液压系统相耦合的联合仿真方法,对径向球塞泵进行仿真分析,分析了输出负载和输入电机转速对径向球塞泵输出特性的影响。仿真结果表明,在负载较大时,径向球塞泵的输出流量和压力波动平稳;在电机转速较大时,径向球塞泵的输出流量和压力波动平稳;为后续球塞泵的输出特性优化设计提供理论依据。

    2025年04期 v.46;No.210 384-389页 [查看摘要][在线阅读][下载 3083K]
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环境科学

  • 典型焦化城市秋季PM2.5组成特征及来源解析

    林站嘻;崔阳;樊洁;李亚楠;何秋生;郭利利;李宏艳;

    为了研究焦化城市秋季PM_(2.5)的污染特征和来源,利用气溶胶化学组分监测仪(Aerosol Chemical Speciation Monitor,ACSM)和大气金属监测光谱仪(Atmospheric Metal Monitoring Spectrometer,AMMS-100)在2021年11月对山西省介休市PM_(2.5)组分浓度进行了实时监测。结果显示研究期间非难熔亚微米气溶胶颗粒物(NR-PM_(2.5))中有机物气溶胶(OA)占比最高(39.77%)其次为NO_3~-(24.43%),SO_4~(2-)(16.97%),NH_4~+(17.36%)和Cl~-(1.47%).金属元素浓度均值表现为Ca(925.1 ng/m~3)>Fe(753.7 ng/m~3)>K(592.3 ng/m~3)>Zn(170.8 ng/m~3)>Cu(62.1 ng/m~3)>Pb(60.1 ng/m~3)>Mn(57.4ng/m~3)>Ti(48.3 ng/m~3)>Ba(42.3 ng/m~3)>Se(17.1 ng/m~3).之后先采用ME-2(多线性引擎分析法,Multilinear Engine)模型对OA进行来源解析,在此基础上结合金属元素采用PMF(正交矩阵因子分析法,Positive Matrix Factorization)进一步对PM_(2.5)来源解析。PMF分析结果显示PM_(2.5)来源贡献大小依次为二次硝酸盐(50.29%)、二次硫酸盐(20.89%)、燃煤(7.85%)、烹饪(6.69%)、道路尘(4.03%)、机动车(3.14%)、焦化工业(3.06%)、机械制造工业(2.42%)和二次氯(1.63%).污染期二次硝酸盐(51.4±21.5μg/m~3)和二次硫酸盐(21.5±17.2μg/m~3)平均浓度分别是非污染期的3.8和3.9倍,NO_2和SO_2通过氧化作用形成的二次污染物(二次硝酸盐和二次硫酸盐)对PM_(2.5)贡献高达到73.52%.研究结果显示,控制燃煤和焦化排放的二次污染物的前体物对于改善焦化城市空气质量具有十分重要的意义。

    2025年04期 v.46;No.210 390-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 6380K]
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