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期刊信息/Journal information
北方工业大学学报
北方工业大学学报

王晓纯

季刊

1001-5477

ncutxb3374@ncut.edu.cn

010-88803374

100144

北京石景山晋元庄5号

北方工业大学学报/Journal Journal of North China University of Technology
查看更多>>本刊是由北方工业大学主办、国内外公开发行的学术性季刊。刊登自然科学、工程科学和社会科学领域中的理论研究、应用研究和教学研究等方面学术文章。本学报坚持基础理论研究与技术应用的研究相结合、理论与实践相结合、普及与提高相结合、理论与实践相结合的原则，力争达到科研成果尽快转化为科研社会财富，实现为经济建设服务之目的。
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    面向数据湖存取性能优化的数据并行处理技术研究

    赵卓峰陈元梅宇生
    1-10页
    查看更多>>摘要：本文围绕数据湖应用背景下海量数据的高性能存取需求,以新型数据存储模型和分布式存储及缓存机制为目标,通过对数据湖存储结构、数据访问模式和数据处理方法进行分析,开展数据湖存取性能优化问题研究.首先,结合数据湖系统中的文件系统存储方式,设计了一种基于列式存储的数据存储结构,并通过索引优化技术提高数据访问速度.其次,针对数据湖中常用的批处理和流处理这两种访问模式,提出了一种基于数据分区和缓存机制的访问优化方案,以提高数据访问的效率和稳定性.最后,针对数据湖在大规模数据情况下更新和增量计算出现的计算时间长问题,提出了一种基于Spark并行计算和分布式文件系统(Hadoop Distributed File System,HDFS)的数据处理方案,以提高数据处理的速度和可靠性.实验结果表明,本文提出的数据湖存储性能优化技术相对于现有方法能够有效地提高数据的存储、访问和处理效率.

    数据湖存取性能数据分区并行计算索引优化

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    基于原型矫正和自适应增量蒸馏的小样本增量事件检测

    刘垚王昊姚博文
    11-20页
    查看更多>>摘要：小样本增量事件检测是在样本数量有限的情况下,从类增量数据流中持续学习新事件类型,其中不同事件类型的样本在不同时间到达,同时最大程度地保留检测旧类的能力.然而,现有的工作仍不能解决灾难性遗忘问题.针对灾难性遗忘问题,本文提出了融合知识的原型矫正方法和自适应增量蒸馏.具体来说,本文对外部知识和训练样本分别进行编码和融合,绘制每个原型样本,以减小计算原型与实际原型之间的误差,对原型进行矫正.自适应增量蒸馏引用了元学习的思想,在蒸馏过程中通过增量数据,使学生模型提供教学反馈,更新教师模型的教学方式,使旧知识更好地传递到学生模型中.本文使用上述方法解决了灾难性遗忘问题.在小样本增量事件检测数据集(Few-Shot Incremental Event Detection Task based on the Few Event Dataset,IFSED)上的实验结果表明,本文的方法在新类上的表现,F1分数提高1.98％,在所有训练轮次可见的旧类上的表现,F1分数平均提高4.24％,在小样本增量事件检测任务上达了最佳性能.

    小样本学习增量学习事件检测元学习知识蒸馏

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    基于线性规划的光谱响应函数反演方法初探

    葛馨乐高磊孙凌
    21-29页
    查看更多>>摘要：光谱响应函数是卫星遥感器中各个光学元件的反射和透射特性的体现.由于遥感器发射前在地面实验室通过光谱校准获得的光谱响应函数是不准确的,而且在太空中运行的过程中,光谱响应函数可能会以未知的方式发生退化.这两种现象都会对卫星辐射定标工作的精确性产生严重影响.本文针对可见光波段,提出了一种基于线性规划的光谱响应函数反演方法,该方法具有良好的全局收敛性,不依赖于光谱响应函数初值.通过模拟的大气顶高光谱反射率数据和对应通道的卫星反射率数据可以反演得到真实状态下的光谱响应函数.在光谱响应函数的反演过程中具有有效的定性和定量性能,反演得到的光谱响应函数满足应用需求.

    光谱响应函数可见光波段线性规划反演高光谱反射率

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    基于改进MobileNet V2的多视图三维人脸重建

    童立靖张豪杰
    30-38页
    查看更多>>摘要：针对多视图三维人脸重建时,由于图像特征提取能力有限而导致三维人脸模型重建效果不佳的问题,本文提出了一种基于改进MobileNet V2网络的三维人脸重建方法.首先在MobileNet V2网络中引入多路径结构,使不同子路径的特征能够进行交互,从而增强网络的表达能力;然后在通道维度上加入压缩激励(Squeeze and Excitation,SE)模块,在空间维度上加入空间分组增强(Spatial Group-wise Enhance,SGE)模块,从而有效提取人脸形状参数和表情参数;最后使用三维可形变模型(3D Morphable Model,3DMM),并根据形状参数和表情参数完成三维人脸重建.在300W-LP数据集上,与基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的重建方法以及基于Visual Geometry Group Batch Normalization(VGG-BN)改进网络的重建方法进行对比实验,实验结果表明平均重建精度分别提升约0.46％和0.31％.

    三维人脸重建MobileNetV2多路径结构压缩激励模块空间分组增强模块三维可形变模型

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    基于三种混沌序列的量子彩色图像加密方案

    张朝李亚睛李祯祯
    39-45页
    查看更多>>摘要：混沌序列是在非线性系统中由混沌映射生成的确定性的伪随机序列,这种序列既无周期性又不收敛,混沌序列可以用于数据加密和解密,由于表现出不可预测性和高度随机性,可以提供更强大的安全性,比传统的伪随机数生成器更难以破解.本文利用三种混沌序列提出了低复杂度的量子图像加密方案.首先,完成数字图像的量子图像转换;其次,利用混沌序列实现位置置乱和像素值置乱;最后,通过不同类型分析的结果表明,该方法具有较高的灵敏度和安全性.

    图像加密混沌混沌序列量子彩色图像表示

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    基于UVM的SDIO接口的验证平台搭建

    张静张力元苗佳旺闫江...
    46-53页
    查看更多>>摘要：如今芯片的功能日渐增多且愈发难以理解,运用仿真器的波形去验证设计变得越来越困难,为了缩短简化验证时间,需要提供一个标准化的验证平台.因为电阻晶体管逻辑(Resistor Transistor Logic,RTL)的代码使用的是Verilog语言,但是验证没有标准化,不能够重复利用,而UVM正好可以提供验证平台的标准化,因此目前更多选择统一验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)作为验证平台.安全数字输入输出卡(Secure Digital Input and Output Card,SDIO)接口在消费电子产品中的应用极为广泛,特别是在为各类移动设备提供低能耗与高速度的数据存储及应用功能方面.本研究利用UVM验证平台,专注于系统芯片(System on Chip,SoC)芯片内SDIO接口的特定功能,开发并构建了一套适配被测设备(Device Under Test,DUT)的验证平台.该平台能够生成受限制的随机测试激励,并采用覆盖率作为衡量验证进展的标准.

    UVMSDIO接口SV语言

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    一种用于微能量收集的升压电荷泵设计

    魏淑华韩庆
    54-61页
    查看更多>>摘要：开关电容直流-直流(Direct Current-Direct Current,DC-DC)变换器是电源管理系统中极其重要的一部分,升压电荷泵是其中的一个分支.在微能量收集的应用场景中,升压电荷泵的研究热点是实现低的泄漏电流和低的阈值电压损耗.多数升压电荷泵设计为了减少阈值电压损耗和电荷共享等非理想效应,使泄漏电流增大,或结构变得复杂,导致面积增大,不适用于微能量收集场景.Dickson电荷泵是早期的电荷泵结构,其结构简单实用,但较大的阈值电压损耗是其最大的缺点.为此,本文基于Dickson电荷泵进行分析,采用TSMC 250 nm工艺,使用中等阈值电压(Medium Threshold Voltage,MVT)型金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOS)代替二极管,降低阈值电压损耗,再利用体源二极管偏置技术,进一步降低阈值电压损耗.本文利用Positive MOS(PMOS)管与Negative MOS(NMOS)管级联的形式,减少泄漏电流,且NMOS管采用深N阱工艺,避免加入辅助电路.仿真结果表明,本文的升压电荷泵结构设计具有较好的性能表现,达到了设计要求.

    微能量收集升压电荷泵低泄漏电流低阈值电压损耗

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    对称反向CW型倍压整流电路性能分析

    毛鹏左玉阳张晓强张卫平...
    62-66页
    查看更多>>摘要：为了降低高压变压器中匝数比过大带来的影响,业界普遍采用变压器加倍压整流电路的多级升压方式实现高电压输出.本文通过研究对称反向高压倍加器(Cockcroft-Walton accelerator,CW)型倍压整流电路的工作原理,分析了输入电压频率、负载和电容值对对称反向CW型倍压整流电路输出电压压降和输出电压纹波的影响.研究发现该电路适用于高频率输入电压、轻负载、大容值电容的工作场景,可以根据确定的输入电压、输出电压、以及负载大小等参数,来选择合适的电压频率和电容,使得输出电压压降和输出电压纹波达到最小.

    倍压整流电路电压压降电压纹波轻负载大容值电容

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    电磁损耗介质对谐振腔TM0模谐振频率和品质因数的影响研究

    崔健余愉宋韵哲王趁心...
    67-74页
    查看更多>>摘要：微波谐振腔作为现代工业微波器件的基本组成部分,在决定器件性能方面起着重要作用.在实际应用中,通常在谐振腔壁涂敷电磁损耗介质以满足设计需求,因此分析这类谐振腔的电磁特性具有一定的理论意义和应用价值.本文基于一个加载电磁损耗介质谐振腔的基本模型,依据模式匹配方法在介质不连续处建立起的匹配关系,得到了计算TM0模谐振频率和品质因数的一般表达式,通过计算第一个谐振模式TM01模分析了损耗介质厚度、种类对其电磁特性的影响规律.计算结果与电磁场仿真软件微波工作室(Computer Simulation Technology Microwave Studio,CST-MWS)仿真结果吻合良好,证明了该算法对于电磁损耗介质加载的谐振腔特性计算与分析是有效的.

    损耗介质谐振腔谐振频率品质因数模式匹配

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    面向肠系膜上动脉栓塞的自动识别算法

    王月海郭玉晨杜明华王华峰...
    75-83页
    查看更多>>摘要：急性肠系膜上动脉栓塞是一种死亡率高的疾病,通过计算机断层扫描血管造影可以提供明确的诊断.目前主要靠临床医生的观察诊断,没有计算机辅助诊断肠系膜上动脉栓塞自动识别.因此本文提出"腹部动脉分割—分支标注—栓塞识别"方法,首先采用改进的区域生长法对腹部动脉自动分割,实现腹部血管的精确分割.然后采用图匹配算法,结合图像位置信息和几何特征实现分支标注,实现从腹部动脉说中准确提取肠系膜上动脉分支.最后建立灰度共生矩阵等提取图像的一阶,二阶纹理特征,通过极致梯度提升树(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)算法分类器实现栓塞识别.实验结果表明在血管分割阶段本实验血管脉络和细节特征更加清晰,栓塞识别平均精确度可达0.939,在不同类型的肠系膜上动脉栓塞样本中均有较好的识别效果.

    血管分割深度学习分支标注纹理识别

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