南京师范大学学报(自然科学版) /oa 数值求解二维Sine-Gordon方程的C<sup>0</sup>P<sub>1</sub>时间递进方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701001 提出了基于局部线性化的连续分片线性(以下简称C<sup>0</sup>P<sub>1</sub>)时间递进方法<sup>[1]</sup>求解二维sine-Gordon方程的数值方法. 首先在时间方向采用连续分片线性有限元离散,通过对sine-Gordon方程中各项分别采用显式或隐式线性化插值,导出时间半离散格式. 再在空间方向利用有限元方法<sup>[2]</sup>离散得到全离散格式. 若干数值试验证明了该方法的有效性. 2017年03月31 00:00 2017年01期 1 1180580 盛华山 一类半正定变分不等式的随机下降算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701002 校正投影收缩算法的下降量证明中多次使用了放大不等式,因此本文利用满足固定均值的随机数适当扩张步长,得到了一类半正定变分不等式问题的随机下降算法. 在适当的假设条件下,利用马尔可夫不等式和依概率收敛的性质,给出了随机下降算法的依概率收敛性证明. 通过一系列的数值试验验证了随机下降算法的有效性,并且表明了合理选择随机数的均值和方差可以提高随机下降算法的计算效率. 2017年03月31 00:00 2017年01期 6 951755 徐海文<sup>1</sup>,孙黎明<sup>2</sup> 基于混合特征空间MRF(Markov Random Filed)模型的高分辨率遥感影像水体提取 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701003 水体信息提取是遥感图像在水资源调查与利用、水生态监测等应用中的关键技术之一. 针对现有的水体指数法或影像分类法在水体边界处理效果不够精确、易产生误提取和漏提取等问题,提出一种基于混合特征空间与MRF模型图像分割算法的水体提取新算法. 结合遥感图像颜色特征与归一化差异水体指数NDWI创建混合特征空间,将遥感图像中的像素作为MRF模型中的随机变量,构建基于混合特征的能量函数,使用迭代的图割算法(Graph Cut)最小化能量函数确定水体边界,然后根据已提取的水体主体的水体指数及颜色特征等信息对水体边界进行自适应精细化处理. 对石梁河水库水体提取的实验表明,该方法能够自动对周边环境复杂的水库水体信息进行提取,并且水体边界的提取效果良好,达到较高的水体提取精度. 2017年03月31 00:00 2017年01期 13 1273951 李士进,王声特 基于深度学习MPCANet的年龄估计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701004 提出了一种基于多层PCA网络(MPCANet)的深度学习模型来进行年龄估计. 它是基于卷积神经网的结构来设计的,并且用来提取年龄特征. MPCANet是主成分分析网络(PCANet)的一种改进,它是最近提出的一种深度学习算法,MPCANet模型结构组成的成分:(1)卷积滤波层是采用多层级联主成分分析(PCA),(2)非线性层则采用二进制哈希,(3)特征抽取层使用直方图统计方法. 使用核支持向量回归(K-SVR)进行估计年龄值. 实验分别在两个数据库(FG-NET and MORPH)上进行,实验结果表明该方法比目前最新的方法表现得更好. 2017年03月31 00:00 2017年01期 20 1418022 郑德鹏,杜吉祥,翟传敏 基于Contourlet变换和T混合模型的医学图像融合算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701005 医学图像融合已经成为医学图像处理领域的热门研究之一. 针对基于高斯混合模型的期望最大值融合算法容易导致局部细节丢失的问题,提出了一种基于Contourlet变换的T混合分布图像融合方法. 首先通过GIHS(Generalized Intensity-Hue-Saturation)变换将彩色医学图像从RGB颜色空间变换到GIHS 空间,进而通过轮廓波变换(Contourlet)获得高频和低频两个部分; 然后采用系数绝对值选大法和基于T分布混合模型期望最大法分别对高频部分和低频部分进行融合; 最后利用Contourlet反变换获得新强度,将其和PET图像的其他分量通过GIHS反变换得到融合结果. 该方法相比于其他的融合方法,具有信息量丰富、清晰度高等优点. 2017年03月31 00:00 2017年01期 27 1175120 徐春艳,宋余庆,刘 哲,包 翔 融合增量主成分分析与粒子滤波的车辆表观模型跟踪 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701006 针对车辆运动方向持续变化、目标车辆距离远近变化、光照强度变化等场景下,稳定且实时性地跟踪车辆的难点问题,融合自相关矩阵增量主成分分析(Incremental Principal Component Analysis,IPCA)增量学习与粒子滤波算法的基础上,提出一种新的基于表观模型(Appearance Model,AM)的车辆跟踪方法,从跟踪初始利用自相关矩阵与特征值分解构建车辆的子空间图像,通过IPCA增量学习后的子空间均值、特征向量基共同参与似然概率密度的计算,提高粒子滤波算法粒子权值计算的精度. 标准视频的跟踪实验表明:对比P.Hall-IPCA与D.Ross-IPCA表观模型跟踪方法,所提AM-IPCA车辆跟踪方法将跟踪成功率分别由82.7%~92.3%、92.1%~95.2%提升至95.1%~96.4%. 2017年03月31 00:00 2017年01期 33 1941372 吴 刚<sup>1,2,3</sup>,曾晓勤<sup>3</sup>,苏守宝<sup>1</sup>,王池社<sup>1,2</sup> 多尺度压缩感知框架下的遥感图像超分辨率重建 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701007 传统的基于压缩感知的超分辨率重建算法将图像看作单尺度,并没有考虑不同尺度的图像块可能包含不同的判别信息. 为了有效利用遥感图像的尺度特性,提出了一种多尺度压缩感知框架下的遥感图像超分辨率重建算法. 首先通过图像块聚类构建多尺度训练样本集,接着运用Fisher判别准则学习包含遥感图像类别信息的判别字典,然后根据压缩感知中测量矩阵的构造方式估计低分辨率图像的获取过程,最后结合判别字典依次重建多尺度模式下的各子区域图像. 实验结果证明了将多尺度压缩感知引入图像超分辨率重建的有效性,提出的算法在视觉效果和评价指标上均优于现有的几种算法. 2017年03月31 00:00 2017年01期 39 1824494 陈伟业,孙权森 柔性多粒化决策理论粗糙集模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701008 为了解决乐观多粒化决策要求宽松和悲观多粒化决策要求过于严格的不足,本文提出了一种新型的多粒化决策粗糙集模型,即柔性多粒化决策粗糙集模型,该模型引入阈值用以调节满足条件的信息粒个数,使得模型更具灵活性. 同时本文分析了该模型的相关性质并与经典模型进行了对比分析. 理论分析和实验结果同时表明,本文提出的模型是传统多粒化决策粗糙集模型在应用背景下的有力扩展. 2017年03月31 00:00 2017年01期 48 944796 张 静<sup>1</sup>,鞠恒荣<sup>1,2</sup>,杨习贝<sup>1</sup>,郭庆军<sup>3</sup> 一种基于改进EMD的风机振动信号异常检测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701009 针对基于Empirical Mode Decomposition(EMD)的风机振动信号异常检测中噪声污染、CSI拟合包络线导致的过冲问题,端点效应引发的端点飞翼现象三点问题,提出了一种改进的EMD算法. 该算法首先引进小波方法对原始数据进行降噪处理,再用边界特征尺度匹配方法对原始信号两端进行端点延拓处理,降低端点效应,同时结合3次Hermite插值拟合法的良好柔性来拟合包络线,以获得均值曲线. 实验表明,利用该改进的EMD方法得到矿井风机振动边际谱,能清晰地得出风机振动信号特性,消除了过冲的影响,对端点效应也有了明显改善,提高了风机异常检测的准确率. 2017年03月31 00:00 2017年01期 55 2173589 马宏陆,葛琳琳,牛 强,夏士雄 基于姿态的判别属性学习及在细粒度识别中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701010 姿态变化造成同一对象或同类对象的视觉信息差异巨大,成为计算机视觉中对象识别的一大挑战因素. 属性表示重在刻画较高的抽象语义特性,具有应对包括姿态变化的复杂环境变化的鲁棒性,但也给属性学习自身带来了较大难度. 如何降低属性学习的难度同时提高属性表示的判别力,成为基于属性表示的识别模型的关键,尤其面临对判别属性要求较高的细粒度识别任务. 显式地对姿态建模,在不同姿态下学习能够最大化类别间隔的视觉判别属性,最终作为中间表示用于类别识别. 最后,在细粒度公开数据集CUB上验证了所提出的基于姿态的判别属性在细粒度识别任务中的有效性. 2017年03月31 00:00 2017年01期 65 1232092 宋凤义,张守东,杨 明 SSIM框架下基于SVD的灰度图像质量评价算法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701011 图像质量评价算法是图像处理研究中的基本问题. 深入讨论图像奇异值分解的性质及基于结构相似性的图像质量评价框架,从理论和实验两方面指出两类算法存在错误评价的问题,并从结构相似的观点出发解释了基于奇异值分解的图像质量评价算法,提出了改进算法的思路. 2017年03月31 00:00 2017年01期 73 1399249 刘大瑾,叶建兵,刘家骏 典型室内场景显著性稀疏识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701012 随着信息技术和智能机器人的发展与普及,场景识别作为重要的研究内容,已成为计算机视觉和模式识别领域的重要研究问题. 解决室内场景分类精度低的问题,将有助于室内场景分类在场景图片检索、视频检索及机器人等领域中的应用. 针对常规场景识别方法在室内环境中性能显著下降的问题,提出一种基于显著性检测的稀疏表示室内场景识别方法. 该方法利用显著性区域检测算法提取出场景图像中人眼感兴趣的区域,并与稀疏表示结合进行场景识别. 实验结果表明,将本方法应用在典型家庭室内场景(如卧室、厨房、衣帽间等),在识别正确率方面有一定的优势. 2017年03月31 00:00 2017年01期 79 1297459 严 晗<sup>1</sup>,刘佶鑫<sup>2</sup>,龚建荣<sup>2</sup> 江苏南部沿海鸻鹬类迁徙停息地潮间带表层沉积物重金属分布及污染评价 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701013 对江苏南部沿海鸻鹬类迁徙停息地潮间带18个样点的36份表层沉积物中重金属的分布特征、污染状况及可能来源进行了分析. 分析结果表明:春、秋两季7种重金属平均含量的大小顺序均为Zn&gt;Pb&gt;As&gt;Cu&gt;Cr&gt;Cd&gt;Hg,其中As、Hg的含量在两季间存在显著性差异,Cu、Zn的含量在各潮带间存在显著性差异,Cd在各断面之间存在显著差异. 基于地质累积指数法评价各重金属污染程度从强到弱为:春季Cd&gt;Pb&gt;As&gt;Cu&gt;Zn&gt;Cr&gt;Hg,秋季Cd&gt;As&gt;Pb&gt;Cu&gt;Zn&gt;Hg&gt;Cr; 潜在生态危害指数法评价分析表明:As、Pb、Cu、Hg、Zn、Cr均处于低生态危害等级,Cd整体上处于较重生态危害等级. 主成分分析(principal component analysis,PCA)表明:研究区重金属污染主要来源于经济开发区企业的工业排污、周边地区机动车尾气及当地渔港船舶污染的排放. 2017年03月31 00:00 2017年01期 86 1579541 葛晓辉<sup>1</sup>,胡东方<sup>1</sup>,陈建琴<sup>2</sup>,刘 威<sup>1</sup>,张 怡<sup>1</sup>,胡超超<sup>1</sup>,常 青<sup>1</sup> 一株产CGTase环糊精葡萄糖基转移酶的细菌改性甜菊苷的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701014 本文对筛选的一株产CGTase环糊精葡萄糖基转移酶的细菌(<i>Bacillus</i> sp. CGT7)转化并改性甜菊苷进行了研究,探讨了影响酶活性和转化效果的因素. 实验结果表明,在CGT7菌的培养过程中,碳源、氮源、温度和初始pH等因素对菌株产酶活性均有不同程度的影响,适宜的碳源为马铃薯淀粉,氮源为豆粕粉,培养温度为30 ℃,初始pH值为8.5. 适宜条件下培养的CGT7菌的酶活性可达544 U/mL,以甜菊糖苷为底物、环糊精为糖基供体时,转糖苷产物Stv-Glu浓度为0.61 mg/mL. 2017年03月31 00:00 2017年01期 95 1035825 宋婷婷<sup>1</sup>,尹慧慧<sup>1</sup>,杨 帆<sup>2</sup>,闫 莽<sup>1</sup>,陈育如<sup>1,2</sup> 味觉敏感性与结肠疾病的相关性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701015 以常熟市各大医院肠镜检查者中的志愿者为受试对象,通过蘸涂法检测其甜味、苦味阈值,结合肠镜检查报告和饮食问卷调查,探讨味觉敏感性与结肠疾病的关系. 结果显示,甜味、苦味敏感性均随年龄增长而下降. 对所有受试对象进行分析,结肠炎症组与息肉组的苦味阈值较正常组显著增高,而甜味阈值无显著差异; 但是炎症组和息肉组的年龄显著大于正常组. 进一步分析45~64岁年龄段(组间无年龄差异),结肠炎或息肉患者的甜味阈值显著低于正常组,而苦味阈值没有变化. 该研究提示,甜味敏感性高的人群,膳食纤维摄入较少,罹患结肠疾病的风险较高. 此外,甜味阈值测试对及早诊治结肠炎或结肠息肉、预防结肠癌的发生以及保护人类健康具有重要价值. 2017年03月31 00:00 2017年01期 99 1163627 陈梦玲<sup>1</sup>,朱 胜<sup>2</sup>,朱 熙<sup>1</sup>,朱文杰<sup>1</sup>,鞠钰蕊<sup>1</sup>,周心怡<sup>1</sup>,张根华<sup>1</sup> 基于物元模型的江苏省县域综合发展水平评价与区域差异研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701016 以物元分析理论为基础,建立指标评价体系,通过物元模型对江苏省各县(市)的综合发展水平进行测度,从3个层次对影响县域综合发展水平的因素进行评价,并应用地理加权回归模型对影响综合发展水平及其空间分布的因素进行分析. 结果表明:江苏省大部分县域处于低水平及中低发展水平,且空间分布不均衡. 整体上呈现“东南-西北”走势,由苏南、苏中到苏北地区,县域综合发展评价等级呈现出递减的状况. 4类子系统均对区域综合发展水平有较为明显的作用,对区域综合发展水平空间分异的贡献度大体上呈现出南高北低的格局. 2017年03月31 00:00 2017年01期 104 2038937 姚云霞,管卫华,王 馨,胡廷禄 基于ESDA的我国耕地后备资源集聚特征的比较研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701017 本文通过基尼系数、空间数据探索分析(ESDA)等统计方法,探索我国耕地后备资源各地类空间集聚特征及影响因素,为耕地后备资源的开发利用奠定理论基础. 结果显示:①我国耕地后备资源各地类集聚程度差异较大,呈现出可开垦沿海滩涂&gt;可开垦沼泽地&gt;可开垦沙地、可复垦采矿用地&gt;可开垦内陆滩涂、可开垦盐碱地&gt;可开垦裸地&gt;可开垦其他草地的特征. ②可开垦沿海滩涂主要聚集在东部中纬度沿海地区,可开垦沼泽地和可复垦采矿用地主要集中在东部偏北部地区,可开垦沙地为西北地区. ③自然因素奠定了各地类空间分布的基本格局,人口因素对各地类集聚效应具有重要影响,经济因素属于辅助因素,但对耕地后备资源可持续开发利用的影响效力正在突显. 通过实证分析,得出研究结论:基尼系数和ESDA中的趋势分析等方法从地统计的视角揭示并量化了耕地后备资源结构的空间分布特征,可为解译耕地后备资源的集聚效应、制定开发利用对策提供科学依据. 2017年03月31 00:00 2017年01期 112 1858836 阚博颖<sup>1</sup>,方 斌<sup>1,2,3</sup>,许 实<sup>4</sup> 江苏省耕地后备资源空间分布特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701018 利用面板数据和空间数据,借助空间基尼系数、集中化指数、组合系数等方法,探讨了江苏省耕地后备资源空间分布特征. 结果显示:(1)江苏省耕地后备资源总量由南向北依次递增,整体分布不均匀,呈现出苏北&gt;苏南&gt;苏中的趋势,内陆滩涂为省内后备资源的主要来源,且耕地后备资源集中分布于沿海沿湖及古黄河故道沿岸地区.(2)境内各地类空间集聚性强,各县耕地后备资源集中化程度高,70%左右的县域为单一地类组合类型,利用结构相对单一.(3)江苏省未来开发应以滩涂资源为主,并辅之异地占补,从而实现省内资源可持续开发利用. 通过实证分析,得出研究结论:基尼系数、集中化指数和组合系数等方法相辅相成,揭示并量化了各县域耕地后备资源地类集聚程度及分布特征,可为挖掘后备资源分布特征、解译耕地后备资源集聚效应、制定开发利用对策提供科学依据. 2017年03月31 00:00 2017年01期 120 2252801 任 亚<sup>1</sup>,方 斌<sup>2,3,4</sup> 南京市休闲旅游资源空间特征及其影响因素 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701019 以南京市615个休闲旅游点为例,按资源性质与休闲方式将其分为自然游憩类、文化休闲类、康娱游憩类和专项休闲类,运用GIS空间分析技术研究了南京市休闲旅游资源的空间特征及其影响因素. 研究发现:(1)南京市休闲旅游资源总体呈主城区密集周边城区稀疏的特点,空间分布上呈显著集聚,4类休闲旅游资源空间集聚程度差异明显;(2)全市休闲旅游资源整体呈大聚集、小分散的空间分布特征,其中康娱游憩类主要沿传统商圈布局,文化休闲类在空间上分布较为稀疏,自然游憩类总体集聚度不高,专项休闲类具有小聚集、大分散的空间分布特征;(3)休闲旅游资源的空间分布表现出明显的空间尺度依赖性,且各类休闲旅游资源在不同空间尺度下的分布格局不同;(4)交通条件、资源禀赋和空间集聚等因素对南京市休闲旅游资源的空间分布特征产生不同程度的影响. 2017年03月31 00:00 2017年01期 127 1610722 徐冬冬,黄震方,孙黄平,施雪莹,刘 欢,谭林胶 新仙女木事件内部百年尺度弱季风事件的龙腑宫洞石笋记录 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701020 基于湖北省神农架龙腑宫洞一支石笋(LFG21)7个U/Th年龄和461组氧、碳同位素数据,建立了末次冰消期12.42~10.53 ka B.P.平均分辨率达3 a的亚洲夏季风强度演化序列. LFG21石笋δ<sup>18</sup>O详细记录了新仙女木事件(YD)期间的季风突变细节,揭示了YD事件内部的不稳定性. 在YD事件结构特征和转型模式上,石笋记录与格陵兰冰芯δ<sup>18</sup>O记录具有良好的一致性,支持北高纬驱动机制以及高低纬之间的气候联系. 其中,在~11.71 ka B.P.氧、碳同位素明显正偏,δ<sup>18</sup>O从-8.6‰快速正偏至-7.9‰,δ<sup>13</sup>C从-7.4‰快速正偏至-6.0‰,指示YD内部存在百年尺度的弱季风事件,持续时间为~200 a. 这些特征与南京葫芦洞石笋δ<sup>18</sup>O记录H1事件的内部结构和转型特征十分相似,暗示两者很可能受到同一驱动机制的影响. 通过高、低纬地质资料的对比研究和波谱分析,本文认为YD内部百年尺度季风突变事件可能与热带大洋水汽输送变化导致的亚洲季风区水文循环异常以及太阳活动密切相关. 2017年03月31 00:00 2017年01期 134 1602894 王璐瑶<sup>1,2</sup>,赵 侃<sup>1,2</sup>,黄 伟<sup>1,2</sup>,张伟宏<sup>3</sup>,邵庆丰<sup>1</sup>,汪永进<sup>1,2</sup> HIFU焦域的温度分布模拟及其疗效分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701021 高强度聚焦超声(HIFU)是一种非侵入性、对正常组织无损伤且不易引起癌细胞转移的肿瘤治疗手段,对其治疗过程中的疗效以及肿瘤周围正常组织破坏情况的监测是实现HIFU治疗剂量精准控制的关键. 本文首先从HIFU局部组织加热出发,建立了HIFU治疗系统模型,利用有限元数值模拟了HIFU焦域的声场以及温度场分布,并研究了换能器参数、超声功率、治疗时间对焦域温度分布的影响. 结果表明,随着治疗时间的增长,焦点温度上升,逐渐形成椭球状的焦域; 在达到治疗疗效时,即焦域径向±0.4 mm椭球范围内的组织温度达到了343 K(70 ℃)时,随着换能器结构系数(半径/焦距)的减小,所需要的治疗时间增长,所形成的焦域不断扩大,其轴向宽度与径向宽度比值增大,焦域变得细长,焦点处的温度逐渐降低. 本研究对已知结构系数的聚焦换能器的焦域温度场仿真,可以为HIFU治疗中的温度估计和监控提供新方法,也可为疗效评估和剂量控制提供新技术. 2017年03月31 00:00 2017年01期 144 1607545 宿慧丹<sup>1</sup>,戴思捷<sup>2</sup>,郭各朴<sup>1</sup>,马青玉<sup>1</sup> 碳纳米管场发射器件放气特性分析及其对场发射性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201701022 为了研究场发射冷阴极电流跌落机制,采用四极质谱仪实时分析的方法研究了碳纳米管阴极场发射器件的放气特性及工作状态下器件内残余气体对阴极场发射性能的影响. 结果表明:碳纳米管阴极场发射器件工作时,放出气体的主要成份是H<sub>2</sub>,CO<sub>2</sub>,CO; 随着阴极发射电流密度的增加,气体成份的分压也随着增加. 碳纳米管阴极的场发射性能,例如开启场强、阈值场强和场发射电流密度都与放出气体压强密切相关. 碳纳米管阴极在压强为2.1×10<sup>-3</sup> Pa的残余气体环境下工作1.5 h后,开启场强和阈值场强相应增加了29.4%和50.0%. 阴极受残余气体影响,一方面阴极发射材料表面功函数增加; 另一方面阴极发射体场增强因子减小. 增大的功函数和减小的场增强因子降低了阴极的场发射性能. 因此,场发射器件放气是阴极电流跌落的重要原因. 2017年03月31 00:00 2017年01期 151 1529010 崔云康<sup>1</sup>,狄云松<sup>2</sup>,陈 静<sup>3</sup>,唐春红<sup>1</sup>