2015, 4(6):1-14. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201506001
摘要:文章介绍了光纤激光水听器的基本原理,国内外光纤激光水听器的研究进展以及发展趋势,同时,详细介绍了 2005 年以来中国科学院半导体研究所在光纤激光水听器技术方面的研究工作,包含了标量水听器技术、矢量水听器技术、水听器阵列技术、外场实验及行业应用等。目前,课题组光纤激光水听器声压灵敏度优于-140 dB re 1 pm/μPa,频响区间 20~2000 Hz,拖曳阵列外径小于 30 mm,阵元数目 64。我国的光纤激光水听器阵列技术正处于从实验室走向应用的重要阶段,开展好实用化研究是当务之急。
2015, 4(6):15-25. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201506002
摘要:2003 年夏和 2004 年夏对中国长江中下游地区的 30 个浅水湖泊的浮游植物类群进行调查。为了研究不同氮磷比(TN/TP)对浮游植物组成的影响,将浮游2003 年夏和 2004 年夏对中国长江中下游地区的 30 个浅水湖泊的浮游植物类群进行调查。为了研究不同氮磷比(TN/TP)对浮游植物组成的影响,将浮游植物的六个门,分别在 TN/TP>30、12<TN/TP<30、TN/TP<12 三个区间随总磷的变化规律进行研究。当 TN/TP 从高水平(>30)降到中等水平(12~30)时,除蓝藻门外的其他五个浮游植物门的斜率均随总磷的升高而增加。但是当 TN/TP从中等水平(12~30)降到低水平(<12)时,除绿藻和隐藻门外,其他浮游植物门的斜率均随总磷的升高呈下降趋势。当 TN/TP 从高水平(>30)降到降至低水平(<12)时,蓝藻门的斜率不断降低,说明蓝藻在较高 TN/TP 有更好的生长潜力。同样发现,绿藻和隐藻门则随 TN/TP 的降低有更好的生长潜力。当 TN/TP 在高水平(>30)和低水平(<12)时,硅藻、甲藻和裸藻门的斜率均发生下降,说明这三个门的藻类在 TN/TP 为中等水平(12~30)的环境中有更好的生长潜力。
2015, 4(6):26-36. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201506003
摘要:众所周知中文普通话被众多的地区口音强烈地影响着,然而带不同口音的普通话语音数据却十分缺乏。因此,普通话语音识别的一个重要目标是恰当地模拟口音带来的声学变化。文章给出了隐式和显式地使用口音信息的一系列基于深度神经网络的声学模型技术的研究。与此同时,包括混合条件训练,多口音决策树状态绑定,深度神经网络级联和多级自适应网络级联隐马尔可夫模型建模等的多口音建模方法在本文中被组合和比较。一个能显式地利用口音信息的改进多级自适应网络级联隐马尔可夫模型系统被提出,并应用于一个由四个地区口音组成的、数据缺乏的带口音普通话语音识别任务中。在经过序列区分性训练和自适应后,通过绝对上 0.8% 到 1.5%(相对上 6% 到 9%)的字错误率下降,该系统显著地优于基线的口音独立深度神经网络级联系统。
2015, 4(6):37-45. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201506004
摘要:针对三维扫描时不同扫描仪坐标系下三维点云配准困难且耗时过多的难题,提出一种利用机器人转换扫描仪坐标来进行点云配准的算法。该算法主要有两步:第一步为粗配准,将三维扫描仪固定在服务机器人的机械臂末端,在三维扫描过程中实时记录扫描仪的姿势,并利用此信息将不同扫描仪坐标系的点云转换到机器人基底坐标系;第二步为精细配准,以第一步的结果作为改进的迭代最近点算法的初始值,再利用加权的稀疏迭代最近点算法对机器人基底坐标系下不同帧的点云进行精细配准。实验证明,相比其他基于仪器的配准方法和直接利用迭代最近点算法进行配准的方法,该方法能有效提高配准成功率、减少配准时间、提高配准精度。
2015, 4(6):46-52. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201506005
摘要:为了从目标系统有效提取构件,达到软件复用的目的,文章提出了一种基于设计文档的组件提取技术。该方法通过借助计算机辅助软件工程工具设计目标系统,针对该设计文档提取概念组件及系统的体系结构,并使用可扩展标记语言元素和特征元匹配度验证提取结果的准确性,为软件复用提供了依据。实验通过两个实例:产品资源管理平台和转专业系统,说明该方法的应用,其中文件上传概念组件和数据转储概念组件得到提取和验证,并成功复用实现系统功能。结果表明,该方法不仅提供可重用的构件框架,而且提高了软件复用的成功率。
2015, 4(6):53-64. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201506006
摘要:物联网技术实现了物与物、人与物的全面互联,其中信息传感设备与人的交互需要对人体行为活动进行感知。目前广泛使用的有基于视觉和利用穿戴式传感器的识别方法,但这些方法在很多场景下应用有所限制。文章提出一种基于无线信号识别人类行为的方法,通过对通信中传输数据包状态的统计和分析,能够利用少量通信节点达到感知非携带设备的目标在室内检测区域行为活动的目的。对于不同的行为活动特征,采用序列最小优化算法、 K-最近邻算法等不同算法进行分类研究。相对于传统基于无线信号接收信号强度指标的免携带设备行为识别方法,文章提出的方法对不同运动速度等级的识别精度平均提高了 25.1%。
2015, 4(6):65-73. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201506007
摘要:光遗传技术已被广泛用于神经环路的精确解析,帮助人们深入理解神经精神疾病的发病机制。然而在活体水平实现多脑区的光遗传调控和电生理记录仍然极具挑战。文章介绍了一种制备多脑区光电极阵列的方法。这种光电极阵列包含微电极支架和步进装置,可以同时对小鼠 4 个脑区的自发电生理信号(包括神经元放电和场电位)和光遗传调控后诱发的电生理变化进行记录。此外,还采用电化学修饰技术,显著降低了电极界面阻抗,提高了电生理记录信号的质量和稳定性。文章利用该光电极阵列对光遗传调控前后不同脑区之间神经元的同步化关系进行了分析,通过 4', 6-二脒基-2-苯基吲哚染色确定了光电极的植入位点。实验结果表明,这种多脑区光电极阵列适用于多脑区水平的研究,并且容易与其他在体研究方法结合,实现对特定神经环路的精确解析。
2015, 4(6):74-84. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201506008
摘要:三维场景的虚拟导航需要同时保证相机视角的光滑性和智能性,在算法设计上极具挑战。文章研发了一套实时自动生成光滑连续且高效的相机路径导航系统。首先通过线下模型几何分析和语义分析,包含分析场景中建筑物模型、道路模型以及非建筑的重要模型等,求得模型重要性值;其次是自适应地获取路线采样点以及高效存储采样点的视角图片;最后是利用动态规划的方式求出每个采样点的最佳视角并光滑地连接这些采样点形成相机运行轨迹。4 个不同三维场景的实验结果表明了所提算法的高效性和智能性,同时文章所进行的用户调查也充分反映了所提方法具有的明显优势。
2015, 4(6):85-91. DOI: 10.12146/j.issn.2095-3135.201506009
摘要:基于线圈组合变换后的电感与电阻对时间常数与电流的影响,文章对载流线圈组采用新型线圈分割及组合变换方法,进而对电-机械转换器的线圈组的电压加载响应时间、输出电磁力及加速度进行研究。结果表明,相对于单线圈组串联,多个线圈组并联后,电-机械转换器的的频率约为 500 Hz,线圈长度和电流都得到提高,电磁力的峰值达到 276.4 N,增大到原来的 16 倍多,加速度达到 27.64 g。由此可知,该技术能够实现高响应特性和大推力控制效果。
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