江南大学 轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122
声音作为物体固有属性之一能为目标检测提供有价值的信息，当前仅通过监测环境声进行目标定位的方法鲁棒性较低，为解决这一问题提出了跨级特征知识转移下的多模态自监督目标检测网络。首先，针对教师网络和学生网络同级特征间学习能力有限的问题，设计了基于注意力融合的多教师跨级特征知识转移损失，通过注意力融合的方式融合学生的深层和浅层特征，更高效地学习对应的教师中间层特征，以提取更多的知识，同时结合KL散度，实现教师和学生网络中间层特征的对齐。此外，为了解决定位信息的缺失的问题，加入定位蒸馏损失，通过让学生的包围盒分布去拟合教师的包围盒分布的方式，来获取更多的定位信息。在多模态视听检测MAVD数据集中对网络进行训练，该网络的mAP值在IOU值为0.5，0.75和平均的情况下较基线网络分别有6.71%，14.36%和10.32%的提升。实验结果证明了该检测网络的优越性。
多模态 知识蒸馏 目标检测 自监督 深度学习 multimodal knowledge distillation object detection self-supervised deep learning
江南大学物联网工程学院轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏 无锡 214122
目前基于图像级注释信息的主流弱监督目标检测算法常常出现局部定位问题，仅仅关注图像中局部高辨别性的区域，却忽略了完整的目标。为了解决这种问题，提出了一种端对端的基于特征自蒸馏的弱监督目标检测网络（FSD-Net），其中可拆卸的特征自蒸馏模块充分利用不同层级特征表示中的细节信息和语义信息，并通过特征自蒸馏损失约束网络训练，在未增加测试期计算代价的前提下增强了检测器综合性能；同时构造回归分支简单却有效地提取并利用特征中隐性位置信息，并通过改善监督信息生成算法、平衡优化损失等策略进一步改善了弱监督目标检测器的局部定位问题。在Pascal VOC 2007、VOC 2012、MS-COCO等大规模公开数据集上的实验结果表明，FSD-Net拥有比Baseline及近年主流方法更好的检测性能，有效地缓解了局部定位问题。
图像处理 目标检测 深度学习 弱监督学习 特征自蒸馏 激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0410009
吴海燕 1,2,3,*孟宇航 4易涵 1,2,3陈莹 1,2,3杨华明 1,2,3,4
1 中国地质大学(武汉)纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心, 武汉 430074
2 中国地质大学(武汉)材料与化学学院, 武汉 430074
3 中国非金属矿行业矿物功能材料重点实验室, 武汉 430074
4 中南大学资源加工与生物工程学院, 长沙 410083
为获得抗菌性能优良的材料, 选用江西广丰黑滑石作为基体材料制备了Ag-ZnO/Talc三元复合材料, 并采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱等分析手段对复合材料进行表征, 以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为实验菌株采用平板计数法、抑菌圈法对复合材料抗菌性能进行试验。结果表明: 黑滑石的片层状结构促进纳米颗粒分散, 增大复合材料与细菌的接触面积; Ag-ZnO/Talc三元复合材料具有高的抗菌活性, 对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率可达到99%以上。
黑滑石 复合材料 抗菌性能 black talc ternary composite antibacterial property 翟婧 1,2,3廖娟 4陈莹 1,2,3唐爱东 1,2,3,5杨华明 1,2,3,4
1 中国地质大学(武汉)纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心, 武汉430074
2 中国地质大学(武汉)材料与化学学院, 武汉430074
3 中国非金属矿行业矿物功能材料重点实验室, 武汉430074
4 中南大学资源加工与生物工程学院, 长沙410083
5 中南大学化学化工学院, 长沙410083
针对口服给药体系如何保护药物分子免受人体内环境影响这一挑战, 采用乳化凝胶法设计合成了一种pH值敏感性的海藻酸钠(SA)-蒙脱石(MMT)复合微球MMT/SA, 用以负载抗癌药物盐酸阿霉素(DOX), 在保护药物分子的同时克服了胃肠道的生物化学屏障。探索了MMT处理工艺和合成配比的不同对微球形貌的影响, 最终控制微球尺寸在20 μm以内, 且分布均一。复合载药微球DOX/MMT/SA的载药率为14.7%, 在模拟人工胃液和人工肠液环境中表现出不同的药物缓释效果, 在模拟人工肠液中的累计释放率(31.7%)明显高于在人工胃液中的释放率(15.8%), 且对人结肠癌细胞有明显的杀伤效果。
蒙脱石 口服载药体系 化疗 pH值敏感性 montmorillonite oral delivery system chemotherapy pH value sensitivity
1 1.华东理工大学 机械与动力工程学院, 石化行业动力电池系统与安全重点实验室, 教育部承压系统与安全重点实验室,上海 200237
2 2.思克莱德大学 机械与航空工程系, 格拉斯哥 G11XJ
锂离子电池已广泛应用于动力和储能领域, 电池寿命是影响其进一步发展的关键因素。循环充放电过程中的电化学-力学多场耦合作用会导致正极材料发生机械损伤累积, 降低电极材料的结构稳定性并形成多尺度损伤, 从而缩短电池循环充放电寿命。本文通过总结团队在三元正极材料多尺度失效行为方面的研究成果, 系统介绍了不同尺度下实验与模拟相结合的电极材料损伤分析方法, 旨在为不同尺度下选取损伤分析方法提供参考。基于电化学循环实验表征、扩展有限元分析法(XFEM)、线性匹配法(LMM)等研究手段, 深入分析了电极材料在多尺度下的力学损伤机理。研究工作为电极材料的多尺度失效行为分析及结构改性提供了重要指导。
锂离子电池 正极 应力场 多尺度失效 寿命衰减 lithium-ion battery cathode stress field multi-scale failure life degradation
1 江南大学机械工程学院，江苏 无锡 214122
2 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏 无锡 214122
3 江南大学物联网工程学院，江苏 无锡 214122
针对自然环境下绿色柑橘与背景具有相似的颜色特征导致柑橘难以识别的问题，提出一种改进流形排序算法的显著性检测方法。首先，为了避免绿色柑橘图像亮度不均匀导致识别难度增加，利用基于模糊集理论的亮度增强方法对柑橘图像进行预处理。其次，为了解决传统的基于图的流形排序显著性检测算法依赖边界背景先验获取前景种子，导致显著图效果不理想的问题，使用相对总变差和局部复杂度结合的方法提取更准确的前景种子。最后，将提取到的前景种子与去除前景种子的边界背景先验显著图相结合进行流形排序，得到最后的显著图。实验结果表明，所提算法能更有效地识别出绿色柑橘区域，分割准确率、假阳性率和假阴性率达94%、3.19%和1.64%。
图像处理 显著性检测 流形排序 绿色柑橘 激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1815007
1 长春理工大学理学院，吉林 长春 130022
2 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院化学激光重点实验室，辽宁 大连 116023
3 无锡中科光电技术有限公司，江苏 无锡 214115
采用1064 nm脉冲激光作为泵浦光，通过高压氘气的受激拉曼散射变频实现1.56 μm拉曼激光输出，并建立了计算受激拉曼散射与聚焦特征之间关系的模型，实现了对实验工作的指导。采用两次聚焦的设计，通过氘气气压以及聚焦参数等变量的优化，实现最高82.4%的光子转换率。为了提高1.56 μm拉曼激光的单脉冲能量，采用降低气压、提高泵浦光脉冲能量等方式，实现了最高245 mJ的脉冲能量，并通过倍频实现了780 nm激光输出，从而获得一种产生780 nm波长高峰值功率脉冲激光的方法。
激光物理 脉冲激光 受激拉曼散射 氘气 转换率 中国激光
2022, 49(11): 1101001
