1 中国农业大学信息与电气工程学院, 北京 100083
2 现代精细农业系统研究教育部重点实验室, 北京 100083
3 农业部农业信息获取技术重点实验室, 北京 100083
乳腺炎是奶牛生产养殖中最为严重的疾病之一, 奶牛乳腺炎的早期检测可以为后续治疗提供依据, 从而提高疾病治疗效率, 降低养殖风险。 为了对自然行走的奶牛实现快速、 高精度的“一步式”乳腺炎疾病检测, 提出了一种基于热红外图像, 融合数据增强与改进ResNet34的奶牛乳腺炎疾病检测方法。 相对于现有的“多步式”奶牛红外图像乳腺炎检测方法, 该方法无需奶牛关键部分如乳房和眼睛的定位以及温度提取等, 可有效避免“多步式”造成的误差累计, 从而实现更高效的乳腺炎检测。 首先, 将包含奶牛关键部位的局部图片水平拼接成信息完整的整体图片, 结合RandAugment数据增强方法扩增训练样本; 其次, 采用ResNet34残差网络作为实验的基础网络, 并根据热红外图像特性对模型进行如下改进: (1)精简网络内部冗余层使得模型更轻量化; (2)中间层添加辅助分类器弥补由于模型精简带来的特征损失; (3)将改进的多融合池化层代替原有单一池化层, 使得特征提取内容更丰富。 随机选取3 298张热红外图像(66头奶牛)作为实验对象, 并设置多组对比实验, 结果表明: 与传统ResNet34相比改进后ResNet34模型分类准确率提高3.4%, 基于改进ResNet34并融合迁移学习和数据增强的模型验证准确率达到90.3%, 测试准确率为88.4%, 分类时间仅需3.39×10-3 s。 为了保证实验数据集的样本独立性, 进一步将奶牛个体数量按照3∶1∶1划分为训练集、 验证集和测试集, 测得模型测试准确率达到80.3%, 证明所提出模型具有很好的鲁棒性。 根据测试结果, 计算出模型查准率为91.2%、 查全率为91.6%、 F1分数为91.4%, 与前人所做实验相比准确率提高了5.1%, 特异度提升5.3%。 该研究方法可以为初期奶牛乳腺疾病筛选和医学诊断提供辅助和参考。
迁移学习 数据增强 热红外图像 奶牛乳腺炎检测 Transfer learning ResNet34 ResNet34 Data enhancement Thermal infrared image Detection of mastitis in dairy cows
在某30万吨级船坞基岩围堰爆破拆除工程中, 围堰外侧因自然地理条件无法采用大规模水下炸礁方法开挖浅点与航道, 须增加围堰爆破工程量使坞口正面一次爆破成型, 进而形成了长68 m、宽43 m、深14.6~15.6 m的“宽厚型”基岩围堰爆破拆除, 其宽度达到类似工程的2倍。为解决其钻孔精度、危害效应、爆破效果难控制等问题, 采用“平行+扇形倾斜主炮孔、垂直+预裂辅助孔”覆盖整体待爆围堰, 结合“密集布孔、增加单耗”满足开挖破碎效果; 利用“高充水位爆破”, 辅以常规安全防护, 实现对船坞内保护对象有害效应的控制; 通过“优选定制民爆器材、增设孔内起爆雷管、多支路搭接V形起爆网路”提高爆破成功可靠性、降低爆破振动影响; 总结以往经验, 优化改进形成“超深缓倾斜孔钻孔施工方法”, 其循环垫渣作业平台、钻孔精准控制措施可以有效保障爆破施工质量、进度与安全。最终爆破成功实施, 取得良好的爆破开挖效果, 加快了船坞总体投产进度约2个月, 为船厂创造经济效益近千万。该技术与应用有具有一定的实践意义与参考价值。
宽厚型基岩围堰 高充水位爆破 超深缓倾斜孔 逐孔起爆网路 wide-thick bedrock cofferdam high water level filled blasting super deep and gently inclined hole hole by hole initiation network
复杂环境城镇爆破工程逐渐增多，城市环境建设特别是在创建卫生文明城市中对降噪和防尘的要求也随之提高，基于常用降噪降尘措施，通过现场试验：爆前洒水、覆盖彩条布、单发雷管覆盖介质，探讨切实可行的降尘、降噪、减震方法，得出爆区覆盖彩条布降尘效果最佳，平均降尘率达41.2%以上; 地表雷管覆盖介质为水、沙、碎石时降噪效果最佳，平均降噪率达21.2%、减震率达35.2%。
城市控制爆破 场平工程 降尘 降噪 现场试验 urban controlled blasting site smoothing project fallen dust noise reduction field test
湖南文理学院机械工程学院, 湖南常德 415000
为满足多波段兼容伪装的需求, 采用多种材料合理匹配与多功能层组合结构的方法, 制备了一种可实现可见光、红外和雷达多波段兼容的新型复合植被伪装材料。用雷达波屏蔽效能和反射率测试实验对伪装材料的吸波性能进行了测试, 用成像法对伪装材料的可见光和热红外伪装性能进行了试验检测。结果表明, 研制的伪装材料有良好的雷达波衰减性能, 大于 5 dB的吸收频宽高达 3.9 GHz。植被伪装材料面层纹理、颜色、亮度、热图与背景较为接近, 隔热效果明显, 具有良好的可见光和红外伪装效果。
可见光 红外 雷达波 多波段兼容伪装 植被伪装 visible light, infrared, radar wave, multiband com
1 上海建桥学院珠宝学院, 上海 201306
2 上海张铁军翡翠股份有限公司, 上海 200010
3 华东理工大学分析测试中心, 上海 200237
4 华东理工大学宝石检测中心, 上海 200237
选取缅甸的白、淡粉紫和淡蓝紫3种颜色类型的翡翠样品,测试和分析了其元素和光吸收谱,并对其颜色成因进行了初步研究。结果表明,淡紫色翡翠样品含有少量的铁、锰和钛,而铬、钒、铜等元素的含量极低。除了Fe
3+的吸收峰之外,淡粉紫色翡翠光谱中还存在峰值位于566 nm处的宽吸收带,淡蓝紫色翡翠光谱中存在峰值位于534 nm处的宽吸收带及长波侧625 nm处的肩带,因此,淡粉紫色和淡蓝紫色翡翠分别由Mn
3+和Ti
3+离子致色。
光谱学 颜色成因 光吸收谱 淡紫色翡翠 缅甸 激光与光电子学进展
2019, 56(7): 073001
1 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室, 浙江 杭州 310014
2 浙江工业大学之江学院, 浙江 绍兴 312030
基于Reynolds方程和P-C(Patir and Cheng)模型,分别建立了织构表面在流体动压润滑及混合润滑状态下的理论模型。采用有限差分法并结合数值迭代,利用Matlab编程对模型进行计算,获得计算域内的压力分布和织构表面的理论摩擦系数,以此作为织构表面摩擦学性能的判断标准。采用飞秒激光加工工艺,在氧化锆(ZrO2)增强HA(Hydroxyapatite,羟基磷灰石)生物陶瓷涂层表面,加工出具有不同排布方式的椭圆形织构阵列和不同面覆率的圆形织构阵列。在往复实验平台进行摩擦磨损实验,利用三维轮廓仪表征涂层的磨损深度,并验证了数值模型。
飞秒激光加工 表面织构 HA复合陶瓷涂层 润滑模型 摩擦磨损性能
浙江外国语学院科学技术学院, 浙江 杭州 310021
通过理论计算和MATLAB模拟讨论四束右旋圆偏振干涉光干涉后的光强度分布。当四束干涉光对称分布时,可得均匀的二维周期性强度分布。理论研究发现,干涉强度的最大值出现在3条直线斜率分别为S1=+1,S2=￥,S3=-1的交点处,且在x和y方向存在一定的周期dx=dy=λ/sin θ。入射角的不同只改变周期的大小,不改变干涉强度分布的图样。研究发现,当其中一束干涉光发生偏差(θ1,α1)时,决定干涉强度的其中2条直线的斜率Sl(l=1,2)以及x和y方向的周期dxl,dyl(l=1,2,3)均受影响。
激光光学 干涉 干涉偏差 斜率 强度调制 激光与光电子学进展
2018, 55(6): 061405
1 上海建桥学院珠宝学院, 上海 201306
2 华东理工大学宝石检测中心, 上海 200237
蓝色的针状蓝线石是水晶中较为少见的矿物内含物。利用宝石显微镜、显微X射线荧光光谱仪、傅里叶变换显微红外光谱仪和显微共焦拉曼光谱仪等仪器对水晶中的针状蓝线石和染色水晶内部蓝色包裹体的形态和颜色分布进行测试和分析,得到的相应的谱学和形态特征可用于水晶及内部蓝线石包裹体的分析和鉴别。
拉曼光谱 谱学特征 傅里叶变换显微红外光谱仪 蓝线石 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 013008
Author Affiliations
Abstract
1 Gemstone Testing Center, East China University of Science & Technology, Shanghai 200237, China
2 Jewelry College, Shanghai Jian Qiao University, Shanghai 201306, China
3 Research Center of Analysis and Test, East China University of Science & Technology, Shanghai 200237, China
A light purplish red sapphire is heat treated in an airtight crucible. The sample changes little in color after receiving heat treatment at 1100°C, but turns to light blue and blue after being treated at 1200°C and 1300°C, respectively. Before heating, the UV-VIS absorption spectra of the sample are dominated by the 551 nm broad absorption band contributed by the d-electron transition A24→T24 of Cr3+. After heating, the UV-VIS absorption spectra are dominated by the 563 nm broad absorption band contributed by the intervalence charge transfer of Fe2+ Ti4+. The x ray photoelectron spectroscopy test reveals that the Fe2+ and Ti4+ ion contents increase with increasing temperature. The sapphire changing from light purplish red to blue in the heating process is owing to the fact that the Fe2+ and Ti4+ contents grow and the intervalence charge transfer of Fe2+ Ti4+ selectively absorbs UV-VIS light.
300.6550 Spectroscopy, visible 300.1030 Absorption 300.6170 Spectra Chinese Optics Letters
2016, 14(5): 053001
1 解放军理工大学气象海洋学院，江苏 南京 211101
2 北京应用气象研究所，北京 100029
红外大气探测干涉分光仪(Infrared Atmospheric Sounding Interferometer, IASI)能够获取平流层的大气温度廓线，而且由其 提取的大气温度扰动信息可用于平流层的重力波特征分析。基于神经网络方法，利用典型 大气廓线库和大气辐射传输模式建立了由IASI反演25 ～ 60 km高度范围内的平流层大气温度廓 线的算式，并结合再分析资料对反演结果进行了检验。模拟试验结果表明，平流层大气 温度反演的偏差主要在0 K附近且不超过1 K，均方根误差处在2 ～ 6 K之间，且50 ～ 5 hPa之间的均方 根误差在3 K以内。对比验证结果表明，本文的平流层大气温度反演与欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-range Weather Forecasts, ECMWF)的再分析资料在总体上具有 可比性，而且反演速度更快，覆盖的区域更完整。
平流层 温度反演 stratosphere temperature retrieval IASI IASI
