山东大学学报 (工学版)

Camera Link在Virtex5系列FPGA上的实现

王钢1,2, 王世刚3, 刘财1*,高凯3

2013, 43(2): 1-5.

摘要 ( 894 )

PDF (1874KB) ( 2473 )

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针对当前工业相机和图像采集卡Camera Link标准接口需要使用专用集成电路才能实现的问题,提出采用最新Xilink的Virtex5系列现场可编程门阵列 (field programmable gate array, FPGA),使用甚高速集成电路硬件描述语言(very high speed integrated circuits hardware description language, VHDL)编程实现Camera Link的信道链路解串器和帧获取器的逻辑时序和信号控制电路。通过Camera Link接口信号的误码率测试和采集信号的完整性实验,验证了系统设计原理的正确性和在高误码率条件下,正常采集图像的可靠性。因此本系统设计可以在相同系列FPGA之间进行有效的系统资源移植,简化硬件电路设计,节约一半以上的开发时间,提高大约75％的系统集成度。

基于数学形态学和HSI颜色空间的人头检测

赵军伟1,侯清涛2,李金屏3,彭勃4

2013, 43(2): 6-10.

摘要 ( 881 )

PDF (1630KB) ( 3698 )

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为提高视频监控中人数统计的实时性,提出一种人头检测算法。该方法在HSI(hue, saturation intensity)颜色空间建立人头颜色模型,并结合头发的灰度范围进行二值化。采用数学形态学的膨胀腐蚀算法进行预处理,并在边缘检测之后再次进行膨胀腐蚀,从而得到若干个候选区域。利用轮廓的几何特征综合判断这些区域是否为人头。实际监控的实验结果表明:该方法能够快速有效地检测出人头,很好地满足了视频监控中人数统计的实时性要求。

标准模型下基于无证书密钥封装的口令认证密钥交换协议

杨珺涵1,曹天杰1,2

2013, 43(2): 11-17.

摘要 ( 745 )

PDF (1401KB) ( 1245 )

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为确保协议的安全性,提出了一种标准模型下可证安全的口令认证密钥交换协议。利用无证书密钥封装机制来传递口令等用户身份验证信息;基于DDH(decision Diffie-Hellman)假设,在标准模型下证明了新协议的安全性。结果显示,该协议是前向安全的,可实现用户间的双向认证,能够有效地抵抗多种攻击。

一种新的基于半监督的多标记学习算法

李雅林1,2,张化祥1,2*,冯新营1,2

2013, 43(2): 18-22.

摘要 ( 650 )

PDF (831KB) ( 1555 )

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多标记学习中通常存在大量未标记示例,本研究结合协同训练(Co-training)方法充分利用数据集中的未标记示例,在数据集上选取局部kNN(k nearest neighbor)和全局kNN进行训练得到两个分类器,分类器分别标记未标记示例并相互更新训练集。协同训练过程不断迭代进行,直至训练完成。试验结果表明,该方法性能均优于其他多标记学习算法。

基于卷积神经网络的木材缺陷识别

徐姗姗,刘应安*,徐昇

2013, 43(2): 23-28.

摘要 ( 1281 )

PDF (2379KB) ( 5674 )

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为提高木材缺陷识别率,提出一种基于卷积神经网络算法的识别方法。采用渐近式学习方法来确定训练样本数目,给出了对应的网络结构,降低了算法消耗的时间。试验结果表明,该方法无需对图像进行复杂的预处理,能识别多种木材缺陷,精度较高且复杂度较小,具有很好的鲁棒性,也克服传统算法的诸多固有缺点。

基于独立成分分析和协同训练的垃圾网页检测

高爽1,2,张化祥1,2*,房晓南1,2

2013, 43(2): 29-34.

摘要 ( 843 )

PDF (1728KB) ( 1883 )

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垃圾网页检测具有重要意义,由于只有少量标记网页,所以可使用半监督协同训练方法检测垃圾网页。将网页特征分为两个视图,即内容视图与链接视图。首先使用独立成分分析分别提取两视图特征的独立成分,然后进行协同训练。实验结果表明,该方法可有效提高垃圾网页检测精度,同时验证了对两个视图分别进行独立成分分析相比于其他方法更为有效。

谱聚类中特征向量的Bagging选取方法

王兴良,王立宏*,李海军

2013, 43(2): 35-41.

摘要 ( 908 )

PDF (1485KB) ( 2195 )

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谱聚类算法中用亲和矩阵特征值最大的k个特征向量并不总是能有效地发现数据集的结构。为了选取较好特征向量,提出了一种特征向量的Bagging选取算法。以成对约束计分方法为评价标准,对特征向量进行评价并选出较好的特征向量,将多次选择的特征向量进行Bagging集成(Bootstrap aggregating),得出k个特征向量的组合。该算法能够较好地选取出特征向量,根据UCI实验数据集的测试,证实该算法对测试数据集可以得出较好的预测结果。

基于点云数据的立木树干局部曲面拟合及拓扑结构

叶雯,云挺*,业宁

2013, 43(2): 42-47.

摘要 ( 938 )

PDF (2383KB) ( 1641 )

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基于海量测量点云数据加工处理的关键是通过获得点云的局部特征拓扑结构来精简数据,而其算法的效率尤为重要。本研究首先对缺乏足够几何拓扑信息的点云,建立每个数据点邻近点的几何拓扑信息,同时综合运用重构管道曲面和随机霍夫变换算法,对立木树干进行拟合。实验结果表明,其效果明显优于双三次Bezier曲面插值拟合法。然后改进求取K近邻获取拓扑信息的算法,也得到了良好的精简效果。

复杂动力学网络的有限时间外部同步

李望1,2,石咏2,马继伟2

2013, 43(2): 48-53.

摘要 ( 648 )

PDF (1265KB) ( 1398 )

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研究了两个耦合复杂动力学网络的有限时间外部同步问题。设计了连续的有限时间控制器,使两个网络能在有限时间内实现外部同步。利用微分方程的有限时间稳定性理论,得到了复杂动力学网络实现有限时间外部同步的充分条件。最后,数值模拟验证了理论结果的正确性,并通过数值模拟分析了控制参数对网络同步时间的影响。

光滑节点域有限元法

王建明,樊现行,裴信超,曹雁超

2013, 43(2): 54-61.

摘要 ( 665 )

PDF (2758KB) ( 1754 )

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本研究采用与有限元法(finite element method, FEM)相对照的方式,论述了光滑节点域有限元法(node-based smoothed finite element method, NSFEM)节点域的形成方式,光滑应变矩阵的求解步骤以及光滑有限元形函数的计算方法。利用matlab对典型算例进行编程分析,结果表明NSFEM计算刚度矩阵偏软,位移和应变能为解的上限,应力、应变和应变能具有良好的计算精度且不会产生体积锁定现象等。

西安永宁门箭楼结构及抗震性能分析

高大峰,祝松涛,丁新建

2013, 43(2): 62-69.

摘要 ( 876 )

PDF (3527KB) ( 1634 )

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为获取中国木结构古建筑保护和修缮中的技术参考依据,以西安城墙永宁门箭楼为研究对象,采用SAP2000有限元软件中摩擦摆隔振单元模拟柱脚平摆浮搁式连接、橡胶隔振单元模拟斗栱层及虚拟弹簧单元模拟榫卯连接,建立了结构空间有限元模型,并进行动力分析。通过3个模型(柱脚刚接、铰接和平摆浮搁连接)的模态对比分析,发现平摆浮搁连接方式能够延长结构的周期,其中前三阶周期变化较明显,分别比柱脚刚接、铰接时延长了约72％和24％;通过反应谱和动力时程分析,得到各个层面的动力放大系数,结果表明,木结构古建筑的隔震性能主要体现在柱脚、梁柱榫卯连接和铺作层部位;耗能分析结果表明,输入的地震能量大部分被结构自身的振型阻尼(平均74.32％)和结构的连接(11.89％)所消耗。

石灰岩与玄武岩集料SMA高温蠕变特性试验研究

曹卫东,冯志刚,刘树堂,任鹏

2013, 43(2): 70-75.

摘要 ( 820 )

PDF (1293KB) ( 1567 )

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为对比石灰岩与玄武岩两种岩性集料对SMA(stone mastic asphalt)混合料高温性能的影响,采用玄武岩、石灰岩两种岩性集料配制了3种组合SMA混合料:(1)玄武岩集料SMA,粗、细集料全部采用玄武岩;(2)石灰岩集料SMA,粗、细集料全部采用石灰岩;(3)玄武岩与石灰岩混合集料SMA,即粗集料为玄武岩,细集料为石灰岩。通过弯曲蠕变试验评价了3种SMA混合料的高温稳定性,建立了相应的Burgers模型,并分析了不同集料组合对其高温性能的影响。结果表明,玄武岩集料SMA的高温性能最优,其次为玄武岩与石灰岩混合集料SMA,最后为石灰岩集料SMA。以弯曲蠕变速率为指标进行的方差分析表明,玄武岩集料SMA与石灰岩集料SMA二者的高温性能有显著性差异,而玄武岩集料SMA与玄武岩石灰岩混合集料SMA的高温性能无显著性差异。

降雨条件下土体坡度及含水率对边坡稳定性影响的试验研究

赵吉坤1,2,陈佳虹1

2013, 43(2): 76-83.

摘要 ( 768 )

PDF (2256KB) ( 2499 )

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通过对坡度分别为30°、38°、45°的3种土坡进行人工降雨试验,对沿坡面的5个等分观测点进行土坡滑动位移及含水率的观测,并在各土坡靠近坡面的相同位置选取土样进行UU三轴试验,测算出相应的粘聚强度,并对试验过程中采集到的数据进行分析处理,探究土坡滑动的影响因素之间的内在机理。试验结果表明,在试验研究的坡度及含水率范围内,土坡稳定性的影响因素间存在以下规律:坡度较小的土坡沿坡面各分观测点竖向位移变化较小,而坡度较大的土坡竖向位移变化较大,且在上中部位置下滑更为明显;坡体的泥流率与坡度之间存在线性关系,坡度越大,泥流率越大;坡面各分观测点的含水率整体水平与坡度有关,坡度越小,则降雨后含水率越大,且在坡面中下部位置处的含水率变化更大;同等含水率的情况下,随着坡度的增加,土体粘聚强度有增长的趋势。而对于同坡度的土坡而言,含水率越小,则粘聚强度越大。针对试验中发现的规律,通过数值模拟提出了试验降雨条件下“坡度-泥流率”、“坡面位置-含水率”和“含水率-粘聚强度”的关系式。

非饱和粉土回弹模量的应力依赖性与水敏感性耦合分析

弋晓明1,2,李术才1,王松根2,刘振清2

2013, 43(2): 84-88.

摘要 ( 622 )

PDF (1559KB) ( 1039 )

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为了研究路基内部应力状态和含水率变化对回弹模量的影响,建立了路基土回弹模量的预估模型。根据室内三轴重复加载试验结果,研究了应力依赖性控制指标的选择,结果表明:体应力变化时,回弹模量不具有单调变化的规律,所以不宜作为应力依赖性的控制指标;而利用围压和偏应力作为控制指标时则能全面的反映回弹模量的变化规律。根据土水特征曲线,利用基质吸力表征含水率的影响,构建应力依赖性和水敏感性的耦合模型,并通过试验结果的拟合验证,发现该模型能够较好地反映回弹模量随应力水平和含水率变化的规律。

成型压力对铁-晶-砂混合相似材料性质的影响

张绪涛1,2,张强勇1,曹冠华1,许孝滨1

2013, 43(2): 89-95.

摘要 ( 567 )

PDF (1983KB) ( 1461 )

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地质力学模型试验中常用的相似材料多以散粒体为主,相似材料的成型压力对其性质会有显著的影响,而目前的研究中均忽略了这一重要影响因素,基于此对成型压力对铁-晶-砂混合相似材料性质的影响进行了研究。在严格控制试件成型压力的条件下,定量测试了材料的物理力学参数。结果表明:成型压力对相似材料的性质有非常明显的影响,随着成型压力的增大,相似材料的密度、抗压强度、弹性模量、抗拉强度和粘聚力提高明显,而内摩擦角变化不大。相似材料能否满足相似比是地质力学模型试验的前提和关键,开展高地应力条件下的地质力学模型试验时,相似材料在试制阶段试件的成型压力应与模型试验阶段的试验压力保持一致,否则会导致模型试验失真甚至失败。利用铁-晶-砂混合相似材料,在严格控制压力的基础上取得了良好的试验效果,已多次模拟出深部巷道的分区破裂现象。

基于区间值相似度集合的区间值近似推理

曾文艺1, 赵宜宾1,2

2013, 43(2): 96-100.

摘要 ( 773 )

PDF (1167KB) ( 1313 )

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在引入区间值相似度集合概念的基础上，给出基于区间值相似度集合的区间值近似推理的数学模型，并研究了其相关性质和推理算法，最后通过实例验证其推理算法的可行性与有效性。

二值命题逻辑系统的不可靠度及F度累积定理

惠小静,郑凤仙,任潘龙,高青青

2013, 43(2): 101-104.

摘要 ( 623 )

PDF (856KB) ( 1319 )

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本研究在二值命题逻辑系统中提出了与随机真度相对应的F度,根据演绎定理证明了F度累积定理,即有效推理结论的F度不超过其各前提的F度之和,从而通过F度累积定理给出了推理前提与结论的真度关系。最后把F度累积定理与概率逻辑学不可靠度累积定理作比较,说明了F度累积定理与不可靠度累积定理是两种不同的表现形式。

两级反射线性菲涅尔中高温集热系统热性能

吕明新1,2,宋固1,董震1,魏露露1, 赖艳华1*

2013, 43(2): 105-110.

摘要 ( 564 )

PDF (2019KB) ( 1500 )

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针对复合抛物面集热器(compound parabolic collector, CPC)作为二级反射器和单层玻璃盖板的反射式线性菲涅尔中高温集热系统(linear Fresnel reflector concentrator, LFRC)的集热性能,基于稳态传热平衡原理,建立了集热系统稳态传热模型。系统地研究了风速、温度、太阳辐照度、聚光比、传热工质流速和流体进口温度等参数对接收器集热性能的影响,并给出了沿接收器管长的温度和能量分布情况。数值模拟结果表明:对于该集热系统,太阳辐照度、聚光比和工质进口温度是影响集热性能的关键影响因素,最高可达到72％,风速和环境温度对集热效率影响较小。因此增加接收器的长度能够很好地提高集热温度。

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