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变换群的性质研究论文

发布时间:2024-07-02 03:56:59

变换群的性质研究论文

1872年德国数学家克莱因在埃尔朗根大学的教授就职演讲中,作了题为《关于近代几何研究的比较考察》的论文演讲,论述了变换群在几何中的主导作用,把到当时为止已发现的所有几何统一在变换群论观点之下,明确地给出了几何的一种新定义,把几何定义为一个变换群之下的不变性质。这种观点突出了变换群在研讨几何中的地位,后来简称为《埃尔朗根纲领》。

对称群好像就是变换群,就是群G自身的一个对应称为变换群。置换群是变换群的子群。

微分几何学是运用数学分析的理论研究曲线或曲面在它一点邻域的性质,换句话说,微分几何是研究一般的曲线和曲面在“小范围”上的性质的数学分支学科。 微分几何学的产生和发展是和数学分析密切相连的。在这方面第一个做出贡献的是瑞士数学家欧拉。1736年他首先引进了平面曲线的内在坐标这一概念,即以曲线弧长这以几何量作为曲线上点的坐标,从而开始了曲线的内在几何的研究。 十八世纪初,法国数学家蒙日首先把微积分应用到曲线和曲面的研究中去,并于1807年出版了它的《分析在几何学上的应用》一书,这是微分几何最早的一本著作。在这些研究中,可以看到力学、物理学与工业的日益增长的要求是促进微分几何发展的因素。 1827年,高斯发表了《关于曲面的一般研究》的著作,这在微分几何的历史上有重大的意义,它的理论奠定了现代形式曲面论的基础。微分几何发展经历了150年之后,高斯抓住了微分几何中最重要的概念和带根本性的内容,建立了曲面的内在几何学。其主要思想是强调了曲面上只依赖于第一基本形式的一些性质,例如曲面上曲面的长度、两条曲线的夹角、曲面上的一区域的面积、测地线、测地线曲率和总曲率等等。他的理论奠定了近代形式曲面论的基础。 1872年克莱因在德国埃尔朗根大学作就职演讲时,阐述了《埃尔朗根纲领》,用变换群对已有的几何学进行了分类。在《埃尔朗根纲领》发表后的半个世纪内,它成了几何学的指导原理,推动了几何学的发展,导致了射影微分几何、仿射微分几何、共形微分几何的建立。特别是射影微分几何起始于1878年阿尔方的学位论文,后来1906年起经以威尔辛斯基为代表的美国学派所发展,1916年起又经以富比尼为首的意大利学派所发展。 随后,由于黎曼几何的发展和爱因斯坦广义相对论的建立,微分几何在黎曼几何学和广义相对论中的得到了广泛的应用,逐渐在数学中成为独具特色、应用广泛的独立学科。 微分几何学以光滑曲线(曲面)作为研究对象,所以整个微分几何学是由曲线的弧线长、曲线上一点的切线等概念展开的。既然微分几何是研究一般曲线和一般曲面的有关性质,则平面曲线在一点的曲率和空间的曲线在一点的曲率等,就是微分几何中重要的讨论内容,而要计算曲线或曲面上每一点的曲率就要用到微分的方法。 在曲面上有两条重要概念,就是曲面上的距离和角。比如,在曲面上由一点到另一点的路径是无数的,但这两点间最短的路径只有一条,叫做从一点到另一点的测地线。在微分几何里,要讨论怎样判定曲面上一条曲线是这个曲面的一条测地线,还要讨论测地线的性质等。另外,讨论曲面在每一点的曲率也是微分几何的重要内容。 在微分几何中,为了讨论任意曲线上每一点邻域的性质,常常用所谓“活动标形的方法”。对任意曲线的“小范围”性质的研究,还可以用拓扑变换把这条曲线“转化”成初等曲线进行研究。 在微分几何中,由于运用数学分析的理论,就可以在无限小的范围内略去高阶无穷小,一些复杂的依赖关系可以变成线性的,不均匀的过程也可以变成均匀的,这些都是微分几何特有的研究方法。 近代由于对高维空间的微分几何和对曲线、曲面整体性质的研究,使微分几何学同黎曼几何、拓扑学、变分学、李群代数等有了密切的关系,这些数学部门和微分几何互相渗透,已成为现代数学的中心问题之一。 微分几何在力学和一些工程技术问题方面有广泛的应用,比如,在弹性薄壳结构方面,在机械的齿轮啮合理论应用方面,都充分应用了微分几何学的理论。

苏步青的研究方向主要是微分几何。1872年,德国数学家F.克莱因(Klein)提出了著名的“爱尔兰根计 划书”,在其中总结了当时几何学发展的情况,认为每一种几何学都联系一种变换群,每种几何学所研究的内容就是在这些变换群下的不变性质。除了欧氏空间运动群之外,最为人们所熟悉的有仿射变换群和射影变换群。因而,在19世纪末期和本世纪的最初三四十年中,仿射微分几何学和射影微分几何学都得到很迅速的发展。苏步青的大部分研究工作是属于这个方向的。此外,他还致力于一般空间微分几何学和计算几何学的研究。一共发表了156篇学术论文,并有专著和教材十多部。他的不少成果已被许多国家的数学家大量引用或作为重要的内容被写进他们的专著。仿射微分几何 对仿射微分几何学的研究仿射群是比欧几里德群大一些的变换群,它能够保持“直线”和“平行性”,但没有线段长度和正交性等概念。苏步青在20年代后期,就致力于微分几何学这一分支的研究, 苏步青当时在国际上处于热门。他的成就之一就是引进和决定了仿射铸曲面和仿射旋转曲面,他决定了所有仿射铸曲面并讨论了它们的性质,仿射旋转曲面是仿射铸曲面的一种特殊情形,它的特征是这种曲面的仿射法线必和一条定直线相交,因而它们是普通的旋转曲面非常自然的推广。 苏步青对仿射微分几何的另一极其美妙的发现是:他对一般的曲面,构作出一个仿射不变的4次(3阶)的代数锥面。在仿射的曲面理论中为人们注目的许多协变几何对象,包括2条主切曲线,3条达布(Dfarboux)切线,3条塞格雷(Segre)切线和仿射法线等等,都可以由这个锥面和它的3根尖点直线以美妙的方式体现出来,形成一个十分引人入胜的构图,这锥面被命名为苏锥面。苏步青的关于仿射微分几何学的成果,使他在30年代初就成为世界上著名的微分几何学家,后来据此写成了《仿射微分几何》(1981年出版)一书,评论者(美国《数学评论》 )认为,许多内容是“绝对杰出的”,还说,“这本漂亮的、现代化的书是任何学术图书馆所必备的”。射影曲线论 对射影曲线论的研究射影群比仿射群更大,它能保持直线的概念,但“平行性”的概念已不复出现。在18、19世纪中,射影几何曾长期吸引数学家们的注意。例如,通过子群,它可以把欧氏几何和另外两类非欧几何学统一在同一理论体系中。由于既无度量,又无平行性,其微分几何的研究更为困难。即使是曲线论,虽经著名几何学家e.邦皮亚尼(Bompiani)、蟹谷乘养等人的多年研究,甚至在三维情况,结果也并不理想,更不用说高维情况了。苏步青发现平面曲线在其奇点的一些协变的性质,运用几何结构,以非常清楚的方法,定出了曲线在正常点的相应的射影标架(随曲线而变动的基本多面体),从而为射影曲线论奠定了完美的基础,得到国际上高度的重视。搞局部微分几何的学者,往往把奇点扔掉,而苏步青恰恰是从奇点发掘出隐藏着的特性,陈省身教授对此十分欣赏。在这项研究中,苏步青和他的学生也同时推进了代数曲线奇点的研究,有关的工作完成于三四十年代,抗战期间就已写成专著,但始终不得出版,到1954年,才作为他所写的第一本专著,由中国科学院出版。后来又出了英译本,《数学评论》的评阅者说:“现在射影几何被应用于数学物理和广义相对论中的各种问题,这本书已成为更重要了。”射影曲面论 对射影曲面论的研究射影曲面论比曲线论要复杂得多,在30年代到40年代中,苏步青对它作了非常深入的,内容丰富的研究,在这里我们仅仅指出以下几项:对于一个曲面上一般的点p,S.李(Lie)得到一个协变的二次曲面,被命名为李二次曲面。作为李二次曲面的包络,除原曲面外,还有4张曲面,于是,对于每点P就有4个对应点,它们形成了点p的德穆林(DemouLin)变换。这时,所构成的空间四边形称为德穆林四边形。苏步青从这种四边形出发,构作出一个有重要性质的协变的二次曲面,后来这二次曲面被称为苏二次曲面。 他还研究了一种特殊的曲面,称为S曲面,它们的特点是,其上每点的苏二次曲面都相同,这类曲面有许多有趣的性质。他完全地决定了它们,并作出了分类。苏步青还研究了射影极小曲面,他的定义和g.汤姆森(ThomSen)用变分方法而引进的定义是相等价的。苏步青得到了有关射影极小曲面的戈尔多(godeaux)序列的“交扭定理”,显示出很优美的几何性质。苏步青又研究了一类周期为4的拉普拉斯(LapLace)序列,它和另一周期为4的拉普拉斯序列有共同的对角线汇,他把这种序列的决定归结为求解现在应用上很感兴趣的正弦-戈登(gordon)方程或双曲正弦-戈登方程,指出了这种序列的许多特性。这种研究在国际上很受重视,例如苏联的菲尼科夫学派就十分赞赏它。后来被g.博尔命名为苏链。专著理论 苏步青的专著《射影曲面概论》全面总结了他在这一方面的成果。对高维空间共轭网理 苏步青论的研究本世纪的大数学家e.嘉当(cartan)建立了外微分形式的理论,他和e.凯勒(KahLer)的关于一般外微分形式方程组解的存在性和自由度的研究,是现代数学的重要成就之一。嘉当本人以及后来的几何学家们如苏联菲尼科夫学派,都用此工具,得到许多微分几何方面的重要成果。在50年代中,苏步青也运用这一工具来研究高维射影空间中的共轭网理论,构作了高维射影空间中不少的具有优美几何性质的拉普拉斯序列,分别讨论了它们的存在性,自由度和有关的几何性质。他的专著《射影共轭网概论》(1977年出版)总结了这一方面的成果。对一般空间微分几何学的研究在19世纪,已经出现了黎曼几何学,它是以定义空间两无限邻近点的距离平方的二次微分形式为基础而建立起来的。20世纪以来,因受到广义相对论的刺激,黎曼几何发展很快,并产生了更一般的以曲线长度积分为基础的芬斯勒(FinSler)空间,以超曲面面积积分为基础的嘉当空间,以二阶微分方程组为基础的道路空间和K展空间等,通称一般空间。苏步青从30年代后期开始,对于一般空间的微分几何学的发展,作出了许多重要贡献。 对于嘉当几何学,他着重研究了极值离差理论,即研究能保持测地线的无穷小变形的方程,这是黎曼几何中十分重要的雅可比(Jacobi)方程的一种推广。K展空间是由完全可积的偏微分方程组所定义的,由J.道格拉斯(DougLaS)最早提出。苏步青得到了射影形式的可积条件,他又研究了仿射同构、射影同构及其推广,在讨论这种空间的几何结构时,他推广了嘉当有关平面公理的研究。1958年,包括上述结果的专著《一般空间微分几何学》由科学出版社出版。他在一般空间几何学的成果,获得了中国第一届自然科学奖。船体放样 对计算几何的研究70年代初期,由于造船、汽车工业的需要和计算机在工业中的应用日趋广泛,在国际上形成了计算几何这一学科。苏步青出于对经济建设的关心,在逆境中仍然坚持科学研究。他了解到用旧方法作船体放样的困难后,毅然投入了这项密切联系工业生产的研究,把曲线论中的仿射不变量方法首创性地引入计算几何学科,使过去凭经验直观的一些方法有了可靠的理论基础,使得有广泛应用的3次参数曲线、贝泽(Bézier)曲线等等的研究都取得了很大的进展。这些工作的一部分,已经在中国造船工业中的船体放样、航空工业中的涡轮叶片空间造型以及有关的外型设计等方面获得了成功的应用,因而获得了两项国家科技进步奖。有关工作的理论部分,已写入《计算几何》(和刘鼎元合著)一书。该书英译本的出版在国际上引起了重视。 总之,苏步青在微分几何领域中做了大量的杰出的研究,在各个时期中处于国际的先进行列,并为几何学今后的发展,提供了宝贵的财富。由于数学研究的重大成就,他于1948年被选为当时在南京的中央研究院院士兼学术委员会常委。1955年被选为中国科学院学部委员(今称中国科学院院士)。 除了从事研究之外,他还做过大量的组织和交流工作。1935年,他是中国数学学会的发起人之一,并当选为理事。他被任命为我国最早的数学研究期刊《中国数学会学报》的总编辑。中华人民共和国成立后,他又致力于中国数学会的复会工作,曾担任中国数学会副理事长和上海数学会的理事长。他还积极参加过中国科学工作者协会杭州分会的活动,主持过浙江省科学团体联合会的筹备工作。后来他又担任过上海科学技术协会主席。他还曾主持过中国科学院数学研究所的筹备工作,任数学所筹备处主任直至正式建所时为止。在复旦大学,他除了创建数学研究所外,还创办了全国性的、高质量杂志《数学年刊》。此刊在国际上享有声誉。

傅里叶变换性质毕业论文

傅立叶变换表示能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。

傅里叶变换可以将原来难以处理的时域信号转换成了易于分析的频域信号(信号的频谱),可以利用一些工具对这些频域信号进行处理、加工。最后还可以利用傅里叶反变换将这些频域信号转换成时域信号。

正是由于拥有良好的性质,傅里叶变换在物理学、数论、组合数学、信号处理、概率、统计、密码学、声学、光学等领域都有着广泛的应用。

扩展资料:

在数学领域,尽管最初傅里叶分析是作为热过程的解析分析的工具,但是其思想方法仍然具有典型的还原论和分析主义的特征。

"任意"的函数通过一定的分解,都能够表示为正弦函数的线性组合的形式,而正弦函数在物理上是被充分研究而相对简单的函数类:

1、傅里叶变换是线性算子,若赋予适当的范数,它还是酉算子。

2、傅里叶变换的逆变换容易求出,而且形式与正变换非常类似。

3、正弦基函数是微分运算的本征函数,从而使得线性微分方。

参考资料来源:百度百科—傅立叶变换

傅里叶变换的本质,就是用各种频率不同的周期函数(频域)线性表示原始函数(时域),必然具有线性性。这与积分的线性性是一致的。

线性性质可用图1来概括。先变换再求和,与先求和再变换,结果是一致的。

一般情况下,N点的傅里叶变换对为:

其中,WN=exp(-2pi/N)。X(k)和x(n)都为复数。与之相对的快速傅里叶变换有很多种,如DIT(时域抽取法)、DIF(频域抽取法)、Cooley-Tukey和Winograd等。对于2n傅里叶变换,Cooley-Tukey算法可导出DIT和DIF算法。本文运用的基本思想是Cooley-Tukey算法,即将高点数的傅里叶变换通过多重低点数傅里叶变换来实现。

虽然DIT与DIF有差别,但由于它们在本质上都是一种基于标号分解的算法,故在运算量和算法复杂性等方面完全一样,而没有性能上的优劣之分,所以可以根据需要任取其中一种,本文主要以DIT方法为对象来讨论。

N=8192点DFT的运算表达式为:

式中,m=(4n1+n2)(2048k1+k2)(n=4n1+n2,k=2048k1+k2)其中n1和k2可取0,1,...,2047,k1和n2可取0,1,2,3。

今天的现代通信网课上讲到傅立叶变换,老师翻出了一些以前信号系统和通信原理课本里的概念和公式,突然感到既熟悉又陌生。也难怪,原本读研之前一直以为今后就会和这些东西说再见,而彻底地投入计算机和网络的世界中,以至于开学来苏州这边的时候,本科的教材一本都没带过来。如今突然再次用到,多少感慨涌入心头,又怀念起以前大二时盯着一本书的公式发呆的日子,呵呵。 毋庸置疑,信号与系统(Signals and Systems)这门课绝对是信息类专业的核心课程(没有之一。。。)有些同学可能会提通信原理,但是如果没有信号系统这门课作为支撑,那么通信原理就好像盖楼只用混凝土不用钢筋一样,空有内容,搭不起一个知识体系。而傅立叶变换自然就是其核心内容了。 由于手头没有书,这里只是凭借记忆和网上搜到的内容,写下我对傅立叶变换的一些学习体会,具体的内容以后还会陆续补充。希望能给没有学习过信号系统这门课的同学一些小小的帮助。(其实我也搞不懂现代通信网这门课怎么给这老师讲成了通信原理,所以写这些东西,主要是方便大家加深对这些概念的理解吧。。。) 记得当年的任课老师有一句口头禅:信号系统改变了我们的世界观。。。当然这有些夸张,但是从某些角度来说,并非毫无道理。我们平常接触的世界是一个可感知的世界,很多事物都可以由包含时间这一维度的某个函数来表示。如股票价格的涨跌,就是一个普通的函数f(t),其中t表示时间。同理,声音也可以用这个函数反映出其强度随时间的变化;另外,在离散信号中,如一幅图像,是一个二维信号f(x,y),这里的自变量x,y类似于上文的t,只不过由一维扩展到二维,由一个连续的时间变成了一串离散的序列。总而言之,现实世界中我们直观上看到信号,都可以称为“时域”信号。 信号系统这门课的贡献就是,它为我们展现了一种新的观察世界的角度,即“频域”。频域的度量称为频谱,频谱的横坐标为频率w(对应于上文的t),纵坐标就是频谱值。那么怎样实现从时域到频域的变换?大名鼎鼎的傅立叶变换(Fourier Transform)就是一种方法。 傅立叶变换公式如下:(*) 其中,w为频率,函数F(w)为频谱。傅立叶变换建立了从时域到频域的映射。 这里暂时不详细介绍公式,先看它的由来。 傅立叶,法国人,数学家,物理学家。1807年向巴黎科学院呈交《热的传播》论文,推导出著名的热传导方程,并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的形式表示,从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数傅立叶级数(即三角级数)、傅立叶分析等理论均由此创始。 在分析傅立叶变换之前,先引出复信号的概念。大家都知道复数包括实数和虚数,一个复数总可以表示成x=a+bj(j为虚单位)。同理,信号也分实虚,实信号即是平常看得见摸得着的信号,引入虚的概念后,就可以将复信号解释清楚了。 回到刚才的问题,实际上傅立叶变换建立的是“复”频域与时域的联系。上文说过,傅立叶发现任何一个函数f(t)都可以用很多个三角函数的和(**) 表示,其中w是三角函数的角频率。另外,这个表示方法是一定的,即总能找到,并且能严格逼近。 为什么说傅立叶变换建立了复频域和时域的联系?频域有和上面的三角函数又有什么联系?难道只是因为cos(wt)中的w名字叫做频率吗?显然不是。 根据欧拉公式,其中,w是角频率,j是虚数单位。 带入上文公式(**),于是傅立叶的这个发现就可以解释通了:任何一个时域的函数f(t),都可以表示成很多个复指数 、的和的形式,w恰好就是频谱中的频率。这样,傅立叶变换便建立了时域和复频域的联系。 将coswt和sinwt的公式带入傅立叶变换的定义式(*),即可得到cos(Wt)的频谱为F(w)=pi*[sigma(w-W)+sigma(w+W)];即是频谱两边对称的两个冲击信号。 这也是为什么原信号乘以正弦信号之后就可以被调制成高频信号。 上文(*)公式给出的傅立叶变换是连续时间傅立叶变换,而严格意义上的傅立叶变换分为几种形式(CFS,CTFT,DFS,DTFT),每一种对应的情况都不相同,公式也不一样,这里不再一一介绍。再说说为什么要进行傅立叶变换。举个例子,比如压缩电影、压缩照片,利用的就是人眼对某些频带以外的信号频谱反应不敏感的原理。将数据进行傅立叶变换,用滤波器过滤掉相对来说对人眼无用的高频和低频部分,就可以保证在不影响整体效果的情况下,最大程度地压缩图像数据。 不难想象,如果在时域上裁剪出这些数据的一部分,那数据的完整性将根本无法保证,比如将照片减去一半或是将影片头尾剪辑掉之类。然而在频域上的裁剪却可以大体上保证数据的质量,这正是频域的奇妙之处,它给我们提供了从另一个角度看世界的方法。

这个就相当于一个展开问题,从一个域转化成为另一个域,而人看待问题时总喜欢在有限的范围内看到规律,于是就出现各种变换,例如在空域中我们不容易观察出图像的整体结构,那么将其转化到频域后可以看到轮廓和细节所占的比重

群众性质量活动研究与实践论文

大学生的社会实践活动,伴随着我国社会主义高等教育的发展,经历了曲折的历程。下面是我为大家整理的社会实践论文,供大家参考。

我国大学生社会实践活动起自20世纪80年代,至今已有三十余年历史,特别是1987年以来,大学生社会实践活动处在一个持续深化阶段,在这个阶段,社会实践活动在组织形式“活动规模”活动内容和制度建设上都有较大发展。1997年开始明确了科技、文化、卫生、“三下乡”为大学生社会实践活动的主要内容,建立完善了从中央到各省完整的推优评优制度。

一、大学生社会实践的现状分析

社会实践活动已经开展多年,形式日益多元丰富,大量资料调查结果显示,大学生社会实践基本型别包括“课外家教”“社会调查”“社团活动”“志愿服务”“三下乡”“竞赛活动”“岗位见习”“创业活动”等。这些活动都从不同方面锻炼了学生的能力和素质,在让学生体验生活的同时积累了经验,提升能力的同时服务了社会。这些活动为象牙塔里的大学生走出校园,走进社会和生活提供了平台和机会。但尽管种类较多,但从参与人数比例和实际情况来看,仍然存在形式单一、内容单调的问题。而且个别学生还存在着应付心理,只当成是完成任务,而未从根本上认识到社会实践对个人成长的意义。提升社会实践的整体质量,应该具有更高的目标指向性,也应该接受到更多专业化、个性化的指导。目前来看,能缓解就业压力的创业活动,所引起的重视还有待提升,这表明高校组织大学生进行社会实践活动更多地是一种示范行为,把当代大学生的社会实践内容与培养普通大学生的职业能力素养有机结合的程度还不够。社会实践活动形式要真正与“专业锻炼”“就业储备”紧密联络,还需要相关部门包括学校团委、学生工作部等学生服务管理部门为普通大学生的社会实践提供更多的指导和机会。

二、医学生开展特色社会实践活动

中医学是研究人体生理病理、疾病诊断与防治以及摄生康复的一门传统科学,她不仅因其简、便、验、廉的特点为中华民族的繁衍保驾护航,也因其独特的文化魅力成为中华民族的瑰宝。作为当代中医学子在复兴中医,发展中医的道路上更是任重而道远。应该高度重视实践的意义,积极把握实践机会,锻炼自我、服务他人。中医药院校学生应该重视自身专业的特色,不使社会实践活动流于形式,而是真正为自己成为合格的医生做准备。比较适合中医学生开展的社会实践大致分为以下几类:第一,特色治疗,为义诊型志愿服务提供途径。针灸、推拿是中国传统医学的重要组成部分。一根针、一缕艾条、一双手便可轻松治疗多种疾病,因其操作简单、装置简便、见效快、效果好等特点非常便于中医外治疗法作为一种社会实践的型别走进社群、走进群众。中医学子利用社会实践的机会,将知识学以致用,锻炼自己的医术技能,服务千家万户,是非常具有代表性和实用性的社会实践方式。第二,寻师问道,寻找遗落民间的高手。数千年的历史造就了无数彪炳史册的苍生大医,但仍有沧海遗珠之痛,在民间存在着大量医道高手,他们或有祖传的一技之长,或对中医理论有独到见解,或在自己民族传承千年而不现于历史,这对立志于要传承和发扬祖国传统医学的当代医学生是一笔宝贵的财富,所以大量的中医学生,借助社会实践的机会,寻访自己身边或者少数民族中隐藏在民间的医道高手。这既是开阔眼界、提升能力的方式,更能让遗落在民间随时可能失传的中医秘方为现代医学所用。第三,亲近自然,体会中医博大精深的奥妙。中医大夫看病,离不开理法方药,而支撑著中医学大厦的阴阳五行理论离不开象数理三位一体的理论,从取象于天地,到类比于人身,可以说,大自然是人类最好的老师,而大自然的中药也是当代医学生所必修的一门课程,所以利用社会实践的机会,来到产药的山区,来到大自然,随药农们一起,走进原生态的中医中药也是拓宽视野,掌握知识的有效途径,在理论联络实际的过程中,夯实自己的知识。

三、着力提高中医学生社会实践能力

虽然,当前大学生社会实践活动存在一定的缺陷和问题,但从教育部门的重视程度、实践教育发展趋势和广大学生的参与积极性来看,大学生社会实践活动人具有无限的潜力与重大的发展前景。所以,加强和改进大学生社会实践活动,使之更好地服务于大学生的成长成才具有重大理论和现实意义。中医学子因其专业的特殊性,更应该大力挖掘社会实践对自身成长的意义和价值,在这一过程中应该坚持价值取向上以服务社会为目标,内容和形式上以提高技能为重点,实施体系上以机制建设为突破口,评估环节上以就业储备为核心,各个环节配合到位,才能够提升社会实践活动在教育体系中的地位和影响力。学生是社会实践的主体,但在开展社会实践过程中仍然需要学校的大力支援,要坚持努力把社会实践活动与学生的成长成才结合起来,努力探索和建立社会实践与专业学习相结合,与社会服务相结合,与勤工助学相结合,与择业就业相结合,与创新创业相结合的机制,以增强社会实践活动的效果,使广大学生真正从内心接受社会实践,喜欢社会实践。

1课堂理论教学与社会实践教学

如何厘清课堂教学与社会实践教学位置关系,现实中还是有不同处理方式。过去传统普遍方式是重课堂理论教学轻社会实践教学,甚至于部分高校在思政理论课的教学计划中根本就没有社会实践教学环节设计和安排,课堂理论教学实效性往往因授课教师理论素养和授课风格不同而有较大差异,但总体上难改实效性不强的事实。近来年,随着上级有关主管部门高度重视,颁布了系列加强高校思政理论课社会实践教学的指导性政策档案,强化和拓展社会实践教学地位和作用正成为高校思政理论课教学改革的重中之重,有关领导和教务管理部门对此高度重视,在此背景之下,有些人认为要想切实提升思政理论课的实效性,唯有加强社会实践教学环节,开展形式多样的社会实践活动,才能有效确保思政理论课教学效果的提升,因此,需要大大加强社会实践教学在思政理论课教学环节体系中的地位,让其与课堂理论教学环节“平起平坐”,甚至“取而代之”。对此,笔者认为在这两者的关系的思考中,我们不能从一个极端走向另一个极端,走原来那种教师满堂灌输的教学方式为主导的“老路”肯定是不行,过度依赖社会实践教学以提升教学效果的做法也不可取,还是要基于课程概念的角度考虑,将课堂理论教学与社会实践教学进行主次层面的有机结合。作为课程而言,其基本的推进过程应是从理论到实践,再由实践到理论。不可否认,理论传授部分主要是通过课堂理论教学完成的,课堂理论教学由于其能保证传授知识的连贯性,并且对于重要的基本概念的讲述系统、准确,对于提高学生理论水平有益处,为开展社会实践教学提供重要理论基础。所有社会实践教学活动都是以课堂理论教学为指导而展开的,因此在开展社会实践教学过程中,不能忽视课堂理论教学的重要意义和基础作用,更不能以社会实践教学来代替课堂理论教学。课堂理论教学在思政理论课教学体系之中还应该是主线,发挥基础性本位作用。当然,对理论的接受和理解又必须通过社会实践教学中的体验和感受来印证,在理解中接受,在体验中学习,因此社会实践教学环节非常重要,是课堂理论教学的深化、延展和完善,对于促进大学生了解社会、了解国情,增长才干、奉献社会,锻炼毅力、培养品格,增强社会责任感具有不可替代的作用。但这种重要性还不足以让其越位代主,舍弃或削弱课堂理论教学的社会实践教学只能是无源之水。

2教师与学生

任何教学活动都是师生互动的过程,需要教师与学生积极参与,应充分发挥教师的主导性作用和学生的主体性作用,思政理论课社会实践教学也不例外。思政理论课社会实践教学是有目标、有计划、有组织的教学活动,必须在思政理论课教师主导和组织下进行。但由于社会实践教学组织难度较大,部分教师对社会实践教学基本上是放任自流,学生也敷衍了事,结果是导致社会实践教学效果较差。因此,必须充分调动教师有效开展社会实践教学的积极性和学生的参与热情。课堂理论教学中教师是“主角”,到了社会实践教学环节,规模庞大的学生群体“新主角”上位,教师则由台前走到“幕后”,这一过程中,如果教师只是把社会实践任务布置下去,完全由学生“自主”进行,少作过问,则社会实践教学效果自然大打折扣。因此,在社会实践教学中,必须充分发挥教师的主导作用。这种主导作用主要体现在几个方面:一是教师要对社会实践环节的主题确定、提纲拟定、报告撰写、优秀报告选定成册等各个环节进行具体安排和明确要求,尽可能避免学生随便应付走过场,甚至不同专业、不同年级的学生相互“借用”以应付的现象;二是在实践过程中教师要全程跟踪,及时指导。学生的整个社会实践过程都与教师密切联络,教师始终在幕后引导启发、传道解惑。在定题阶段,教师要与同学保持联络,在尊重学生自主选题的基础上依据社会实践要求和学生实际能力等因素帮助他们选题。学生实施社会实践过程中,教师必须掌握学生的社会实践程序,及时予以指导,协助他们解决遇到的问题。撰写社会实践报告前,教师要求学生先写一份比较详细的提纲,这份提纲必须得到教师认识或按照教师提出的修改意见修改后,学生方可着手拟定实践报告。在成绩评定和优秀报告选定成册过程中,教师不仅是评分细则的制定者,而且是评优成册的评委和编辑组重要成员,自始至终参与、协调和监督。社会实践教学过程中学生是“主角”,发挥主体性功能,社会实践教学实效如何最终还是取决于“主角”如何“唱戏”。社会实践教学是学生充分参与践行的过程,他们的主体性功能体现在社会实践过程中的各个环节,从主题确定、拟订计划、组织实施到成绩评定等,都是以学生为主体的前提下进行。虽然社会实践主题是由教师主导的,但学生在具体选题时并不是完全被动接受。教师给出总的要求或范围,只要在教师要求的范围之内学生即可自行拟题,这完全是他们自己的事。这样学生选择范围比较广,自主性较强,积极性也较高。组织实施过程中,教师给予学生充分自由度,全过程均由学生自行掌控,当然期间教师要学生保持联络,在他们需要帮助或有疑惑时及时提供支援。在成绩评定、选优成册时,教师要充分发挥学生的积极性,让他们充分参与其中,成立教师主导下的学生为主体的成绩评定组,评定过程保持公开与公正,这样能极大地激发他们的兴趣和热情。总之,只有充分尊重学生的主体地位,才能让学生最大限度地发挥自己潜能,取得理想的社会实践教学效果。

3内容与形式

思政理论课社会实践教学的内容与形式是影响其实效性的重要因素。思政理论课社会实践教学的内容既包括教师根据教师根据教学大纲制定的教学准备、实施和总结活动,又包括学生在教师指导下按照自身实际情况的各种具体活动。社会实践教学的形式是指与教学内容相匹配的能够理论联络实际的各种方式或手段。社会实践教学的内容与形式要相互配合,在内容中突出形式,在形式中反映内容,从而使学生的社会实践内容丰富多彩,组织和实施要环环相扣,结果务实而不空泛。如何完善和创新思政理论课社会实践教学的内容和形式,这是高校思政理论课社会实践教学中需要共同探讨和解决的问题。科学规划社会实践教学内容,坚持理论与实践相结合原则。为此,要面向社会现实,在紧密关注社会的热点、难点问题上下功夫;要与学生专业学习和生活实际情况相结合,便于他们开展实施社会实践活动;要明确体现思政理论课课堂理论教学内容,让学生将所学应用于社会实践。社会实践教学环节的开放性和多层次性决定了仅仅靠教师是很难达到要求的,还必须有其直观性、实践性、便于学生参与的社会实践活动配合,如实地参观、社会调研、访谈等。在社会实践教学的形式上,应坚持小型多样、灵活方便,在可行性上下气力,要突出重点,注重实效。要因时、因事、因地地选择灵活多样的实践形式,切勿千篇一律,宜集体活动的则统一组织,宜小组调研的则分组进行,宜个体活动的则单独进行。同时充分结合课内和课外、校内和校外两个时间和空间维度,系统规划实施。在处理思政理论课社会实践教学环节的内容和形式之间的关系,要树立如下几个方面认识:首先,实践不是实验。思政理论课社会实践教学不同于一般的实验教学,它具有时间上的持续性和空间上的广泛性,要从实际出发探索思政理论课社会实践教学整体推进的模式;其次,务实不是务虚。思政理论课社会实践教学的学生主体不是被动地务虚性简单完成任务,而是要主动务实性地参与其中,真正在社会实践中提升自身的综合素质;最后,形散不是神散。思政理论课社会实践教学开启的不是有形的教室之门、校园之门,而是学生的思想之门、心灵之门。要充分运用师生交流、课内与课外的联结、校园与社会的接触,达到形散而神不散的效果。

QC是英文QUALITY CONTROL的缩写,中文“质量控制”。下面是我为大家精心推荐的qc论文范本,希望能够对您有所帮助。

全面质量管理之QC

摘要:通过全面质量管理,使全体职工及有关部门同心协力,把专业技术、施工管理、数理统计和思想教育结合起来,建立起产品的规划、勘察、设计、施工、竣工、服务等全过程的质量体系,从而有效地利用人力、物力、财务、信息等资源,提供出符合规定要求和用户期望的产品或服务。

关键字:QC 质量管理 全面质量管理

随着我国经济建设的快速发展,工程建设已成为我国的一大支柱产业,而工程质量也越来越受到人们的重视!

质量管理是能适应现阶段建筑行业生产发展水平,提高工程质量的现代化质量管理,而全面质量管理不仅意味着使用技术技巧和方法及系统,更强调能为公司为本建设项目提供更有效的富于哲理实际可行的管理思想.通过全面质量管理,使全体职工及有关部门同心协力,把专业技术、施工管理、工程质量和思想教育结合起来,建立起满足与人们日常生活和生产活动中对本建设项目本建筑物的各种需求的全过程的质量体系,从而有效地利用人力、物力、财务、信息等资源,提供出符合规定要求和用户期望的产品和服务.这对我们在将建筑物推向市场、加强建筑竞争机制的大气候条件下金融危机下寻求自身发展,加强自身实力,提高职工队伍整体素质,使我公司我建设项目服务于社会服务于群众尤为重要!

全面质量管理理论始于20世纪60年代,在现阶段仍在不断完善和发展,全面质量管理的主要特点是:

1、执行质量职能是全体员工的责任,应该使全体职工都有质量的概念和参与质量管理的要求;

2、全面质量管理不排除检验质量管理和统计质量管理的方法;

3、进一步采用现代生产技术,对一切与建设工程有关的因素进行系统管理,在此基础上保证建立一个有效的,确保质量提高的质量体系.

全面质量管理就是全企业各个职能部门的全体人员同心协力,综合应用管理技术,专业技术和科学方法,经济合理地开发、研究、生产和销售用户满意的产品的管理活动.其其本观点是:

1、全面管理的观点;

2、为用户服务的观点;

3、预防为主的观点;

4、一切用数据说话的观点;

5、文明施工的观点.

质量控制的主要对策为:

1、以人的工作质量确保工程质量;

2、 严格控制投入品的质量;

3、全面控制施工过程,重点控制工序质量;

4、严把分项工程质量检验评定关;

5、贯切“预防为主”的方针

在建筑市场这个竞争强专业行强的行业中,全面质量管理应以“质量”为中心,依靠的对象是建设项目系统中各个层次和所有部门的人员即全体职工;强调人的作用,全员参与,建立有效的质量体系并不断改进,以搞好企业内部各项管理为基础,以提高人的素质,调动人的积级性,做好本职工作为核心,实现企业自身发展,不断提高经济效益和社会效益,既要达到产品和服务的质量标准、规范,实现符合满足人们日常生活和生产活动中对本建设项目的各种需求,又要不断地改进质量提高服务,提高全职工的生活生产环境,也只有这样,才能更好地挖掘职工潜力,提高起素质,促进建筑行业我公司的发展.

QC小组(质量管理小组)是实行全面质量管理的组织形式,在我国建筑企业项目中QC小组是指在施工生产或工作岗位上从事各种劳动的建筑职工,围绕建筑企业的方针目标和现场存在的问题,以改进质量降低消耗提高经济效益和人的素质为目的组织起来,运用质量管理的理论和方法,开展活动的小组.其性质是群众性质的质量管理活动的一种有效的组织形式,是建设项目职工参加民主管理的经验同科学管理方法相结合的产物,是建设项目职工参加民主管理的新发展.质量管理的首要是明确工程质量目标项目。经理部要根据公司确定的质量目标,制定相应的质量验收标准,而且要使企业质量验收标准高于国家验收标准。严把材料质量关。甲方采购的材料和乙方采购的材料都要符合国家规范标准(含环保标准)和设计要求,严格执行材料验收制度。确保主体结构质量。主体结构质量关系到整体工程质量和安全,关系到每个职工生命安全,因此,必须确保主体结构质量。重视装饰质量。在施工装饰阶段,一定要克服质量通病,搞好细部处理,在装饰水准上要高人一筹,要有创新和特色。

抓好关键部位施工。例如地下室、一层、顶层、屋面、卫生间以及楼梯走道都是关键部位,越是人们不常去的地方,或者容易发生质量问题的部位,既是施工的难点,又是检查的重点,更应引起项目部的高度重视。积极推广应用新技术新材料。随着科技进步,新材料、新技术不断涌现,施工企业要及时掌握这些信息、积极应用到工程中来。

样板引路。对每一个工程都要按照设计要求做好样板间,经甲方和监理单位认可后,大面积推广,确保工程质量。加强培训,提高员工素质。施工企业对施工管理人员要进行定期培训,开展继续教育,不断提高管理水平和业务素质。严格执行“三检”制度。班组自检,项目部抽检,监理验收,实行“三检”制度,其目的在于把质量问题消灭在施工过程中。

搞好技术交底。班前对工人进行技术交底,使工人心中明白所进行工作必须达到的质量要求,以及必须把握好的技术难点根据本工程点及实际情况、编制技术先进、科学合理的施工方案。使资源合理配置和工期最短、安全最可靠、质量最佳、成本最低,实现想技术求效益的方针。在开工前,组织技术和施工人员熟悉图纸,同时搞好图纸会审工作,理该工程的设计构想和设计意图,对图纸存在的疑问及实施设计意图的困难提前解决。在开工前,由分公司总工程师想项目工程技术人员进行施工组织设计交底、使项目尽力部各级对工程的技术要求做到心中有数,由工长做好分项工程技术交底,特殊部位由项目内业技术员做专项技术交底,使作业班组明确技术要求。对工程施工文件和资料及时作好受控或作作废标识,设计变更通知单及施工技术核定单应及时在施工图上标识,以免施工中误用作废的文件资料。加强施工过程中的计量管理,保证量值传递的正确性,并保证施工过程计量准确性。施工中各类有关人员应做好各种施工技术资料办理、签证和收集整理工作、保证资料与工程同步。项目技术负责人应对施工技术资料样饿把关,未经审核的资料不得向外和向下传递。对特殊工程人员必须持证上岗。

严把材料质量关,对进场按有关规定进行试验,对试验不合格的材料严禁使用,不合格的原材料应有进退记录。施工过程中应积极发挥“三检”作用,把好质量关,防患于然,对某些预测可能发生的质量问题作好预防措施,对已发生的质量问题,由项目技术负责人负责组织分析其原因,及时进行修改纠正。施工过程中加强成品、半成品、预埋件的保护。开展QC活动,克服质量通病,不断改进工序质量。

本建设项目的QC小组,在活动中强调运用全面质量管理的理论和方法以及其他一些可使用的科学方法,还要强调活动程序的科学化,要PDCA循环的科学程序,具有明显的自主性--实行自主管理,自我教育,自我提高,相互发展,充分发挥职工的主观能动性和积极性;明确的目的性--提高素质,共同进步,为社会和企业创造更多的财富;严密的科学性--采用科学的技术方法;广泛的群众性--人人参与,献技献策,充分发挥群众优势的有效政治形式,是职工群众在活动实践中学习专业知识,提高工作能力的大学校;高度的民主性--各抒己见,集思广义,各显其能,实现共同的目标.以提高企业公司整体职工素质,激发职工的积极性和创造性,改进质量,降低消耗,提高经济效益,建立心情舒畅的施工生产,服务工作环境为宗旨.

在建设项目中实现全面质量管理,成立QC小组,其作用为:

1、有利于开发智力资源,提高人的素质;

2、有利于预防质量问题和改进质量;

3、有利于产品建筑服务上等级;

4、有利于创造更多的社会效益和经济效益;

5、有利于全员参加管理;

6、有利于改善人与人之间的关系;

7、有利于管理工作的加强;

8、有利于实现项目的方针目标;

9、有利于促进物质文明和精神文明建设;

10、职工岗位成材.

QC小组的活动过程即是质量教育过程,其质量教育的目的是通过教育QC小组人员的质量意识、问题意识、改进意识;掌握全面质量管理的理论和方法,掌握QC小组活动的有关知识和要求,增强参与意识和参与职能!

QC小组与节能减排

【摘 要】 卷烟行业作为高能耗的企业,应做好节能管理工作,运用各种节能技术和进行技能改造,提高企业的经济效益,确保完成国家烟草总局确定的“十二五”期间节能减排的主要目标。QC小组活动作为企业降低消耗,提高经济效益的重要工具,是保证企业节能减排工作顺利进行的助推器,具有极大的意义。本文就QC活动小组对节能减排的作用进行研究和分析。

【关键词】 QC活动小组 节能减排

在我国的能源消耗结构中,工业是能源消耗的大户,其能源消耗量占全国能源消耗总量的70%左右。因此,加强企业节能管理,开展企业节能降耗行动,对提高企业经济效益,完成“十二五”规划目标有着重要的作用。为了缓解这些矛盾,我国将节能减排列为重点工作。根据国家统计局数据,我国制造业在2013年的能源消耗就占了当年全国总能源消耗量的。制造业每年还会排放大约7亿吨的有害废物和大约55亿吨的无害废物,占全国环境污染排放物的70%左右,数字惊人。烟草行业在制造业中能源消耗较显著,无论是节能还是减排,都会是最受关注的对象之一。如何让工厂在保持利润增长的同时并降低资源的消耗,就成了政府和企业的关注焦点。QC活动小组在这方面起到了巨大的作用。

1 烟草企业节能减排的重要意义

国家“十二五”规划中明确指出了近五年的资源节约和环境保护目标:单位工业增加值用水量下降30%,单位国内生产总值能源消耗下降16%,单位生产总值二氧化碳排放量下降17%。主要污染物排放总量显著减少,化学需氧量、二氧化硫排放分别减少8%,氨氮、氮氧化物排放分别减少10%。党的提出把环境保护、节约优先、保护优先、自然发展、低碳发展等作为以后工作重点。

随着卷烟生产质量要求的不断提高,卷烟生产的精细化程度越来越高,卷烟生产过程中对环境及各种能源供应的指标(如环境温湿度、蒸汽压力、压缩空气压力、管道真空度等指标)的要求也日益提高。为在生产过程中确保满足工艺指标的要求,相应的设备规模不断增加,因此产生了生产能耗不断增加的趋势;而生产能耗的增加趋势与企业节能降耗指标之间的矛盾越来越突出。

河南中烟黄金叶生产制造中心作为烟草工业企业,更应围绕国家局确定的“十二五”期间节能减排的主要目标,针对节能减排的重点环节,从技术改造、工艺流程再造、产品设计、清洁能源应用等源头抓起,强化管理措施,充分挖掘潜力,有效降低能耗、减少污染,促进资源节约型、环境友好型行业建设,使企业经济增长切实建立在节约资源和保护环境的基础上。切实践行国家利益、消费者利益至上的行业价值观,树立“责任烟草”及“和谐烟草”的企业形象。

2 QC小组活动在烟厂节能减排工作中的作用

为了提升企业的核心竞争力,响应国家节能减排政策,近年来QC小组活动已成为烟草企业节能减排工作的重要手段。通过QC小组活动,进行科技创新和技术攻关,达到节能降耗,发展循环经济的目的,从而使企业降低消耗,节约能源。

QC活动小组提高员工节能减排的意识

QC小组是在生产或工作岗位上从事各种劳动的员工,围绕企业的经营战略、方针目标和现场存在的问题,以改进质量,降低消耗,提高人员素质和经济效益为目的组织起来运用质量管理理论和方法开展活动的组织。其目标是及时发现在企业最基层的班组在执行过程中存在的突出问题,充分调动员工的主观能动性,发挥员工集体聪明才智,提高分析和解决问题能力,进一步技术革新,改进质量,提升效率,节约资源,促进管理,提高效益等管理创新,为客户提供优质高效服务。QC小组活动遵循科学管理的规则,具有广泛的群众性、组织的灵活性、明显的自主性和明确的目的性,与节能减排的措施有异曲同工的作用。

通过QC小组活动营造人人关心节能环保的良好氛围,使大家真正认识到节能减排是企业的每个职工都必须承担的责任和义务。吸引广大员工参与到节能减排的工作中来,不断强化员工的节能减排意识,增强员工参与节能减排工作的自觉性和责任心。

QC活动小组激发高员工节能减排的积极性和创造性

QC活动小组注重以人为本和自主创新,通过鼓励员工解决企业生产管理中的实际难题,有效增强了员工的创新意识,激发了员工钻研技术、创新求变的积极性和主动性,各项科学、创新和实用的QC成果呈现逐年递增的良好态势。通过QC小组活动,每个成员都可以发挥自己的特长,畅所欲言,集思广益,从而提高员工工作和学习的积极性。此外,合理利用各种QC工具能够更加科学有效的分析问题,找出症结所在,从中准确挖掘切入点和创新点,提高工作效率,研制出节能减排的新方法、新技术,减少无谓浪费,充分发挥集体的智慧,全方位做好节能减排工作。

3 QC活动小组的节能减排工作潜力无限

本企业自2002年以来每年均举行QC成果发布会,并每年推荐10项目成果分别参加中质协、河南省质协、中国烟草QC成果发布会,其中70%为节能减排课题。2007年、2008年“动力无限”QC小组的燃气燃油锅炉变频节能改造和约克制冷机变频技能改造项目取得了良好的经济成果,每年可为企业节约500余万元;2009年 “冷水”QC小组,自行研发锅炉烟气余热回收利用系统,使原先进入锅炉的14℃左右的常温软化水的水温升到了80℃,充分进行余热回收,经使用,每年为企业节约天然气35万~40万立方米,在全国烟厂进行推广。此外,“小水滴”QC小组、“磐石”QC小组、“阳光”QC小组以能源管理工作作为突破点,通过QC活动整理制定出了详尽的能源管理制度及考核办法,并上报企业形成了正式管理制度。以上各个QC小组均获得中国质量协会优秀QC小组的荣誉称号,申请十项目国家发明新型专利,一项河南省科学技术进步一等奖。

4 结语

近年来,烟草企业不断围绕节能减排工作开展QC小组活动,从管理节能和技术节能两方面入手,取得了良好的经济和社会效益。在新技术的应用、节能管理组织、节能计量管理、节能管理体系、员工节能意识等方面找到了广阔的改进和优化空间。但是近年来,随着烟草企业生产规模的逐步扩大和国际能源局势的日益紧张,烟草企业节能减排工作依然任重而道远。因此,只有进一步深化开展QC小组活动,注重技术创新,加强精益管理,提升管理水平,才能在节能减排中取得成效,增加企业的财富,提升企业形象,不断推动烟草企业健康和谐发展。

参考文献

[1]谢继东.节能管理现状与发展趋势[J].工业经济技术,2010.

[2]赵旭东,朱辉.工业企业能源管理体系[M].北京:中国标准出版社,2010.

[3]中央政府门户网站.“十二五”节能减排综合性工作方案[EB/OL].

随着经济全球化和科技的迅猛发展,市场竞争越来越激烈,顾客对产品质量的要求越来越高,qc管理成为了企业的核心管理任务。这是我为大家整理的qc质量管理论文,仅供参考!

QC小组活动与质量管理提升

摘要:QC小组活动在我国开展已经有30多年的历史,经过不断的参与和不断的总结,已经成为企业中群众性质量管理活动的一种有效的组织形式,是企业提高质量管理的有效途径。本文结合中国水利水电第三工程局阳曲制梁场开展QC小组活动的收获、经验,重点阐述开展QC小组活动对于夯实质量管理基础、促进质量管理创新的作用及如何深入推进QC小组活动的有效措施。

关键词:QC小组,质量管理,推进措施

中图分类号: 文献标识码:A

一、概述

小组概述

QC小组是在生产或工作岗位上从事各种劳动的职工,围绕企业的经营战略、方针目标和现场存在的问题,以改进质量、降低消耗、提高人的素质和经济效益为目的组织起来,运用质量管理的理论和方法开展活动的小组。QC小组是企业中群众性质量管理活动的一种有效的组织形式,是职工参加企业民主管理的经验与现代科学管理方法相结合的产物。 在竞争日益激励的建筑施工领域,以质量取胜已经成为企业生存 、发展、增强综合实力和竞争力的必然要求。

2.企业开展QC小组活动的作用

开展QC小组活动,是营造项目文化价值观,增强项目凝聚力的有效途径之一。

开展QC小组活动,可以对项目的技术创新发展起到积极的推动作用。

开展QC小组活动,有利于不断改进和加强质量管理工作,提高质量管理水平。

开展QC小组活动,有利于提高员工素质,发挥员工的创造性和积极性。

二、阳曲制梁场开展QC小组活动的收获与经验

1.工程概况

中国水利水电第三工程局有限公司阳曲制梁位于山西省太原市阳曲县录古咀村,占地面积约亩,承担新建大同至西安客运专线站前工程2标北白跨北同蒲铁路特大桥至皇后园村跨原太高速公路特大桥段22座桥梁共651榀双线整孔箱梁的预制、运输及架设任务。

2.梁场开展QC小组活动的收获

自2010年入场以来,大西客运专线站前二标阳曲制梁场对质量管理工作非常重视,通过积极开展QC小组活动,在挖掘潜力、降本增效、强化质量管理等方面,不断创新质量管理方法,提升质量管理水平。

1).深入开展QC小组活动,夯实质量管理基础

针对质量通病,动员全场职工深入开展QC小组活动,克服和预防质量通病,不断提高质量管理水平,夯实质量管理基础。例如:

2011年3月,阳曲制梁场质检人员在日常质量检查中发现,有部分箱梁翼缘板泄水孔出现尿梁现象,致使梁面严重污染,影响梁体外观质量,由安质部牵头成立“翼缘板泄水孔尿梁QC小组”, QC小组成员从进场原材料、现场施工等各方面逐次检查排除,找出致使梁体产生尿梁现象的主要因素,针对要因制定相应对策,并分别采购堵漏胶、门窗密专卖店胶、PVC专用胶等胶液进行了施工试验。从质量、施工及经济性三方面进行对比、分析、小组讨论,获得最佳施工方案应用于现场施工。杜绝了箱梁翼板泄水孔尿梁现象,改善了梁体质量外观。

同年7月,梁场技术人员又针对箱梁梁面龟裂、混凝土养护、预应力张拉过程中张拉力不够、超张拉等箱梁预制过程中的质量通病成立相应QC小组,解决箱梁预制过程中的质量通病,改善质量管理措施,应用QC活动PDCA循环,不断提升质量管理水平。

2).通过QC小组活动促进梁场质量管理创新

求实创新是QC小组活动持续健康发展的源泉,梁场通过开展QC小组活动,围绕施工生产中的实际问题运用科学的理论和方法开展活动,不断解决了施工现场的质量问题,夯实了质量管理基础,同时也为质量管理创新起到了铺垫作用。例如:

梁场成立了“信息化管理QC小组”,改变传统粗放式管理模式,借助网络建立箱梁预制质量管理信息化系统平台,自主开发了“阳曲制梁场箱梁预制质量管理信息化”软件系统,创新质量管理模式,借助网络实现各质量管理环节之间的信息通讯和传输,实现数据集成管理,提高工作效率,降低生产经营成本。

梁面拉毛QC小组,小组成员针对梁面拉毛不到位的问题,分别从拉毛工装、过程控制、拉毛时间及改进成本等方面进行了现场分析、讨论、对比,确定了梁面拉毛最佳操作方法,并制作改进了拉毛工具,经检验使用自制的拉毛工具,拉毛效果非常明显。

梁场通过开展创新型的QC小组活动,创新施工作业程序、工艺操作规范、技术措施及施工工具、管理方法等,丰富了质量管理形式,促进了梁场质量管理创新。并通过总结QC小组活动成果,将QC成果中有独到管理经验的纳入梁场管理标准中;将属于作业程序、技术指引类的纳入到施工作业指导书中,属于独到工艺操作规范的纳入施工工法中,将QC小组活动中的小发明、小创造纳入科技创新,通过QC小组活动创新管理。

阳曲制梁场2010年进场组织施工,QC小组活动起步于2011年3月,两年多以来,梁场共有100余人次参与QC小组活动,QC小组活动成果共计9个。其中4个QC小组活动成果获得“中电建协2012年度优秀QC成果奖”三等奖,2个QC小组活动成果获得“中电建协2013年度优秀QC成果奖”二等奖。现在QC小组工作已纳入制梁场重要的议事日程,并摆到重要地位,确定活动创建目标,并成立专门领导机构和组织部门,强化活动组织领导。

三、阳曲制梁场深入推进QC小组活动的有效措施

质量管理创新,意味着质量管理体系的健全,质量标准的不断提高,质量管理形式的丰富多彩,梁场通过开展群众性的QC小组活动,发挥广大员工的聪明才智,集思广益,滚动推行PDCA循环,不断解决梁场施工中的实际问题,提高箱梁产品质量,同时形成各种质量管理创新成果,对质量创新意义重大,从长远意义上来看,应纳入梁场的战略管理提升范畴,综上,梁场结合现有质量管理体系,在此基础上推进,制定QC小组活动管理制度,将QC小组活动制度化,制订可行的QC小组活动注册制度、QC 小组活动计划制度、QC小组活动过程考核制度、QC小组活动激励制度,同时梁场安全质量部还设专人指导和协助梁场各QC小组开展活动,保证QC小组活动的工作渠道畅通和制度的实施。形成梁场QC小组活动的长效机制。

通过梁场QC小组活动的经验中,梁场归纳出开展好QC小组活动成功之处关键点是:重在推进,贵在参与,精在务实。

1.重在推进

QC小组活动要想取得预期成效,并不断向广度、深度发展,不同层次的推进工作至关重要,梁场的QC小组活动推进工作分3层:决策层、管理层、执行层。

决策层:领导带头参与和重视是非常重要的,决策层的推进主要是建立健全全场全面质量管理网络体系,制定质量方针目标,确实工作计划并组织实施,积极参与QC小组成果发布和关键课题攻关活动。领导的关心、支持和参与,极大地鼓舞了广大职工开展QC小组活动的积极性和主动性。

管理层:组织发动,专业培训,负责小组和课题的注册登记,定期召开交流会。组织发表QC小组活动成果。目前,梁场的主要领导、大部分中层管理干部均是QC小组活动的管理骨干,他们活跃在不同的岗位上,推动QC小组活动,向着标准化、规范化、程序化目标迈进。

执行层:在生产和管理活动中,选择课题、开展实践活动、总结活动成果的全过程QC小组活动中,发挥QC小组成员的积极性、创造性,达到出成果、出效益、出人才的目的。执行层是QC小组活动广泛深入开展的保证,也是QC小组活动的基本层面。梁场在开展QC小组活动中,为企业培养了一批全面质量管理的人才。

2.贵在参与

推进QC小组活动,每个人的直接参与是最可贵的,参与方式主要有以下3种:

参与QC小组知识培训:从梁场领导班子成员到普通职工,每个层次都要进行QC管理培训,掌握QC小组活动相关知识。

参与QC小组活动:梁场3个层次的人员根据各自工作性质,有针对性地参与到现场型、管理型、创新型、攻关型等不同类型的QC小组活动中。

参与成果发布会:参与QC成果的各级发布会,对QC小组活动的推行具有很重要的作用。通过成果发布会,可以起到相互交流、相互启发、共同探讨、取长补短、集思广益、共同提高的作用;通过成果发布会可以让QC小组成员在大庭广众下发表自己活动所取得的成果,并获得领导、专家的认可,必然会增强QC小组成员的荣誉感和自信心,激励和鼓舞士气,为今后的小组活动增加动力。

3.精在务实

开展QC小组活动,必须体现有效管理的原则,贯彻方针目标要务实,开展活动要扎实,活动成果要求实,在选题过程中,要尊重事实,切实结合施工情况,力求小、实、活、新,成果效果用事实说话,用数据说话,开展活动中,要正确处理质量、安全与经济效益的关系;强调过程的系统管理,从选题理由,现状调查,原因分析,确定主因,对策措施,组织实施,效果检查,巩固措施,遗留问题和下步打算,都应从实际出发,注重活动实效。

四、结语

持续的质量改进是质量管理的基本特点,也是ISO9000标准中质量管理的八项基本原则之一。质量改进与通常所说的质量控制不同,质量控制是使产品质量维持在一定的水平,而质量改进的目的是通过不断采取纠正和预防措施来增强企业的质量管理水平,使产品的质量不断提高,从而不断提高顾客满意度。现在企业要发展,仅仅是靠加强过程控制是不够的,必须对现有的质量水平在控制的基础上加以提高,才能使质量达到一个新的水平、新的高度。所有质量改进的活动都要遵循PDCA循环的原则,按照‘四阶段’的模式逐步开展。四阶段是;策划、实施、检查、处置。质量改进有很多种组织形式,其中的一个主要方式就是“QC小组”。QC小组是企业中群众性质量管理活动的一种有效的组织形式,是职工参加企业民主管理的经验与现代科学管理方法相结合的产物。QC小组是体现ISO9000标准中质量管理的八项基本原则中“全员参与”的一个重要的表现,具有广泛的群众性,有利于实现全员参加质量管理。通过QC小组活动,小组成员在工作中共同探讨,团结协作,还能在工作中改善人与人之间的关系,有利于增强员工的团结协作精神。是吸引广大群众积极参与质量管理的有效形式,是促进产品及工程质量和经济效益提升的重要举措。

参考文献

中国质量协会《QC小组基础教材》 中国社会出版社

《质量管理与企业文化》 天津财经学院学报

邢文英 《QC小组活动指南》 中国社会出版社

全面质量管理之QC

摘要:通过全面质量管理,使全体职工及有关部门同心协力,把专业技术、施工管理、数理统计和思想教育结合起来,建立起产品的规划、勘察、设计、施工、竣工、服务等全过程的质量体系,从而有效地利用人力、物力、财务、信息等资源,提供出符合规定要求和用户期望的产品或服务。

关键字:QC 质量管理 全面质量管理

随着我国经济建设的快速发展,工程建设已成为我国的一大支柱产业,而工程质量也越来越受到人们的重视!

质量管理是能适应现阶段建筑行业生产发展水平,提高工程质量的现代化质量管理,而全面质量管理不仅意味着使用技术技巧和方法及系统,更强调能为公司为本建设项目提供更有效的富于哲理实际可行的管理思想.通过全面质量管理,使全体职工及有关部门同心协力,把专业技术、施工管理、工程质量和思想教育结合起来,建立起满足与人们日常生活和生产活动中对本建设项目本建筑物的各种需求的全过程的质量体系,从而有效地利用人力、物力、财务、信息等资源,提供出符合规定要求和用户期望的产品和服务.这对我们在将建筑物推向市场、加强建筑竞争机制的大气候条件下金融危机下寻求自身发展,加强自身实力,提高职工队伍整体素质,使我公司我建设项目服务于社会服务于群众尤为重要!

全面质量管理理论始于20世纪60年代,在现阶段仍在不断完善和发展,全面质量管理的主要特点是:

1、执行质量职能是全体员工的责任,应该使全体职工都有质量的概念和参与质量管理的要求;

2、全面质量管理不排除检验质量管理和统计质量管理的方法;

3、进一步采用现代生产技术,对一切与建设工程有关的因素进行系统管理,在此基础上保证建立一个有效的,确保质量提高的质量体系.

全面质量管理就是全企业各个职能部门的全体人员同心协力,综合应用管理技术,专业技术和科学方法,经济合理地开发、研究、生产和销售用户满意的产品的管理活动.其其本观点是:

1、全面管理的观点;

2、为用户服务的观点;

3、预防为主的观点;

4、一切用数据说话的观点;

5、文明施工的观点.

质量控制的主要对策为:

1、以人的工作质量确保工程质量;

2、 严格控制投入品的质量;

3、全面控制施工过程,重点控制工序质量;

4、严把分项工程质量检验评定关;

5、贯切“预防为主”的方针

在建筑市场这个竞争强专业行强的行业中,全面质量管理应以“质量”为中心,依靠的对象是建设项目系统中各个层次和所有部门的人员即全体职工;强调人的作用,全员参与,建立有效的质量体系并不断改进,以搞好企业内部各项管理为基础,以提高人的素质,调动人的积级性,做好本职工作为核心,实现企业自身发展,不断提高经济效益和社会效益,既要达到产品和服务的质量标准、规范,实现符合满足人们日常生活和生产活动中对本建设项目的各种需求,又要不断地改进质量提高服务,提高全职工的生活生产环境,也只有这样,才能更好地挖掘职工潜力,提高起素质,促进建筑行业我公司的发展.

QC小组(质量管理小组)是实行全面质量管理的组织形式,在我国建筑企业项目中QC小组是指在施工生产或工作岗位上从事各种劳动的建筑职工,围绕建筑企业的方针目标和现场存在的问题,以改进质量降低消耗提高经济效益和人的素质为目的组织起来,运用质量管理的理论和方法,开展活动的小组.其性质是群众性质的质量管理活动的一种有效的组织形式,是建设项目职工参加民主管理的经验同科学管理方法相结合的产物,是建设项目职工参加民主管理的新发展.质量管理的首要是明确工程质量目标项目。经理部要根据公司确定的质量目标,制定相应的质量验收标准,而且要使企业质量验收标准高于国家验收标准。严把材料质量关。甲方采购的材料和乙方采购的材料都要符合国家规范标准(含环保标准)和设计要求,严格执行材料验收制度。确保主体结构质量。主体结构质量关系到整体工程质量和安全,关系到每个职工生命安全,因此,必须确保主体结构质量。重视装饰质量。在施工装饰阶段,一定要克服质量通病,搞好细部处理,在装饰水准上要高人一筹,要有创新和特色。

抓好关键部位施工。例如地下室、一层、顶层、屋面、卫生间以及楼梯走道都是关键部位,越是人们不常去的地方,或者容易发生质量问题的部位,既是施工的难点,又是检查的重点,更应引起项目部的高度重视。积极推广应用新技术新材料。随着科技进步,新材料、新技术不断涌现,施工企业要及时掌握这些信息、积极应用到工程中来。

样板引路。对每一个工程都要按照设计要求做好样板间,经甲方和监理单位认可后,大面积推广,确保工程质量。加强培训,提高员工素质。施工企业对施工管理人员要进行定期培训,开展继续教育,不断提高管理水平和业务素质。严格执行“三检”制度。班组自检,项目部抽检,监理验收,实行“三检”制度,其目的在于把质量问题消灭在施工过程中。

搞好技术交底。班前对工人进行技术交底,使工人心中明白所进行工作必须达到的质量要求,以及必须把握好的技术难点根据本工程点及实际情况、编制技术先进、科学合理的施工方案。使资源合理配置和工期最短、安全最可靠、质量最佳、成本最低,实现想技术求效益的方针。在开工前,组织技术和施工人员熟悉图纸,同时搞好图纸会审工作,理该工程的设计构想和设计意图,对图纸存在的疑问及实施设计意图的困难提前解决。在开工前,由分公司总工程师想项目工程技术人员进行施工组织设计交底、使项目尽力部各级对工程的技术要求做到心中有数,由工长做好分项工程技术交底,特殊部位由项目内业技术员做专项技术交底,使作业班组明确技术要求。对工程施工文件和资料及时作好受控或作作废标识,设计变更通知单及施工技术核定单应及时在施工图上标识,以免施工中误用作废的文件资料。加强施工过程中的计量管理,保证量值传递的正确性,并保证施工过程计量准确性。施工中各类有关人员应做好各种施工技术资料办理、签证和收集整理工作、保证资料与工程同步。项目技术负责人应对施工技术资料样饿把关,未经审核的资料不得向外和向下传递。对特殊工程人员必须持证上岗。

严把材料质量关,对进场按有关规定进行试验,对试验不合格的材料严禁使用,不合格的原材料应有进退记录。施工过程中应积极发挥“三检”作用,把好质量关,防患于然,对某些预测可能发生的质量问题作好预防措施,对已发生的质量问题,由项目技术负责人负责组织分析其原因,及时进行修改纠正。施工过程中加强成品、半成品、预埋件的保护。开展QC活动,克服质量通病,不断改进工序质量。

本建设项目的QC小组,在活动中强调运用全面质量管理的理论和方法以及其他一些可使用的科学方法,还要强调活动程序的科学化,要PDCA循环的科学程序,具有明显的自主性--实行自主管理,自我教育,自我提高,相互发展,充分发挥职工的主观能动性和积极性;明确的目的性--提高素质,共同进步,为社会和企业创造更多的财富;严密的科学性--采用科学的技术方法;广泛的群众性--人人参与,献技献策,充分发挥群众优势的有效政治形式,是职工群众在活动实践中学习专业知识,提高工作能力的大学校;高度的民主性--各抒己见,集思广义,各显其能,实现共同的目标.以提高企业公司整体职工素质,激发职工的积极性和创造性,改进质量,降低消耗,提高经济效益,建立心情舒畅的施工生产,服务工作环境为宗旨.

在建设项目中实现全面质量管理,成立QC小组,其作用为:

1、有利于开发智力资源,提高人的素质;

2、有利于预防质量问题和改进质量;

3、有利于产品建筑服务上等级;

4、有利于创造更多的社会效益和经济效益;

5、有利于全员参加管理;

6、有利于改善人与人之间的关系;

7、有利于管理工作的加强;

8、有利于实现项目的方针目标;

9、有利于促进物质文明和精神文明建设;

10、职工岗位成材.

QC小组的活动过程即是质量教育过程,其质量教育的目的是通过教育QC小组人员的质量意识、问题意识、改进意识;掌握全面质量管理的理论和方法,掌握QC小组活动的有关知识和要求,增强参与意识和参与职能!

变性蛋白质最新研究进展论文

蛋白质(protein)是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。因此,它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。被食入的蛋白质在体内经过消化分解成氨基酸,吸收后在体内主要用于重新按一定比例组合成人体蛋白质,同时新的蛋白质又在不断代谢与分解,时刻处于动态平衡中。因此,食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例,关系到人体蛋白质合成的量,尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿,都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系[编辑本段]蛋白质的生理功能1、构造人的身体:蛋白质是一切生命的物质基础,是肌体细胞的重要组成部分,是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织:毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成,所以说饮食造就人本身。蛋白质对人的生长发育非常重要。比如大脑发育的特点是一次性完成细胞增殖,人的大脑细胞的增长有二个高峰期。第一个是胎儿三个月的时候;第二个是出生后到一岁,特别是0---6个月的婴儿是大脑细胞猛烈增长的时期。到一岁大脑细胞增殖基本完成,其数量已达成人的9/10。所以0到1岁儿童对蛋白质的摄入要求很有特色,对儿童的智力发展尤关重要。2、修补人体组织:人的身体由百兆亿个细胞组成,细胞可以说是生命的最小单位,它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次,而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好,那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之,人则经常处于亚健康状态。组织受损后,包括外伤,不能得到及时和高质量的修补,便会加速机体衰退。3、维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送。载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白—输送氧(红血球更新速率250万/秒)、脂蛋白—输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。4、白蛋白:维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。5、维持体液的酸碱平衡。6、免疫细胞和免疫蛋白:有白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体(免疫球蛋白)、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时,这个部队就很强,在需要时,数小时内可以增加100倍。7、构成人体必需的催化和调节功能的各种酶。我们身体有数千种酶,每一种只能参与一种生化反应。人体细胞里每分钟要进行一百多次生化反应。酶有促进食物的消化、吸收、利用的作用。相应的酶充足,反应就会顺利、快捷的进行,我们就会精力充沛,不易生病。否则,反应就变慢或者被阻断。8、激素的主要原料。具有调节体内各器官的生理活性。胰岛素是由51个氨基酸分子合成。生长素是由191个氨基酸分子合成。7、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能:味觉、视觉和记忆。8、胶原蛋白:占身体蛋白质的1/3,生成结缔组织,构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等,决定了皮肤的弹性,保护大脑(在大脑脑细胞中,很大一部分是胶原细胞,并且形成血脑屏障保护大脑)9、提供热能。[编辑本段]蛋白质的作用蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中,起着十分重要的作用。生物的结构和性状都与蛋白质有关。蛋白质还参与基因表达的调节,以及细胞中氧化还原、电子传递、神经传递乃至学习和记忆等多种生命活动过程。在细胞和生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶主要也是蛋白质。许多重要的激素,如胰岛素和胸腺激素等也都是蛋白质。此外,多种蛋白质,如植物种子(豆、花生、小麦等)中的蛋白质和动物蛋白、奶酪等都是供生物营养生长之用的蛋白质。有些蛋白质如蛇毒、蜂毒等是动物攻防的武器。蛋白质和健康蛋白质是荷兰科学家格里特在1838年发现的。他观察到有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。蛋白质是生物体内一种极重要的高分子有机物,占人体干重的54%。蛋白质主要由氨基酸组成,因氨基酸的组合排列不同而组成各种类型的蛋白质。人体中估计有10万种以上的蛋白质。生命是物质运动的高级形式,这种运动方式是通过蛋白质来实现的,所以蛋白质有极其重要的生物学意义。人体的生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动都离不开蛋白质。生命运动需要蛋白质,也离不开蛋白质。球状蛋白质(三级结构)人体内的一些生理活性物质如胺类、神经递质、多肽类激素、抗体、酶、核蛋白以及细胞膜上、血液中起“载体”作用的蛋白都离不开蛋白质,它对调节生理功能,维持新陈代谢起着极其重要的作用。人体运动系统中肌肉的成分以及肌肉在收缩、作功、完成动作过程中的代谢无不与蛋白质有关,离开了蛋白质,体育锻炼就无从谈起。在生物学中,蛋白质被解释为是由氨基酸借肽键联接起来形成的多肽,然后由多肽连接起来形成的物质。通俗易懂些说,它就是构成人体组织器官的支架和主要物质,在人体生命活动中,起着重要作用,可以说没有蛋白质就没有生命活动的存在。每天的饮食中蛋白质主要存在于瘦肉、蛋类、豆类及鱼类中。蛋白质缺乏:成年人:肌肉消瘦、肌体免疫力下降、贫血,严重者将产生水肿。未成年人:生长发育停滞、贫血、智力发育差,视觉差。蛋白质过量:蛋白质在体内不能贮存,多了肌体无法吸收,过量摄入蛋白质,将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至于死亡。[编辑本段]必需氨基酸和非必需氨基酸纤维状蛋白质(二级结构)食物中的蛋白质必须经过肠胃道消化,分解成氨基酸才能被人体吸收利用,人体对蛋白质的需要实际就是对氨基酸的需要。吸收后的氨基酸只有在数量和种类上都能满足人体需要身体才能利用它们合成自身的蛋白质。营养学上将氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要,必须从食物中摄取的氨基酸。对成人来说,这类氨基酸有8种,包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸。对婴儿来说,组氨酸和精氨酸也是必需氨基酸。非必需氨基酸并不是说人体不需要这些氨基酸,而是说人体可以自身合成或由其它氨基酸转化而得到,不一定非从食物直接摄取不可。这类氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸等。有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供给充裕还可以节省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。

蛋白质工程的研究进展及前景展望 1 蛋白质工程的由来和目标蛋白质工程是在基因工程冲击下应运而生的。基因工程的研究与开发是以遗传基因,即脱氧核糖核酸为内容的。这种生物大分子的研究与开发诱发了另一个生物大分子蛋白质的研究与开发。这就是蛋白质工程的由来。它是以蛋白质的结构及其功能为基础,通过基因修饰和基因合成对现存蛋白质加以改造,组建成新型蛋白质的现代生物技术。这种新型蛋白质必须是更符合人类的需要。因此,有学者称,蛋白质工程是第二代基因工程。其基本实施目标是运用基因工程的DNA重组技术,将克隆后的基因编码加以改造,或者人工组装成新的基因,再将上述基因通过载体引入挑选的宿主系统内进行表达,从而产生符合人类设计需要的“突变型”蛋白质分子。这种蛋白质分子只有表达了人类需要的性状,才算是实现了蛋白质工程的目标。2 蛋白质工程原理和基本操作2.1 分子设计由于基因工程的发展,人们已经可以运用基因重组等理论和方法去设计并制造出预想的各种性能的蛋白质。这种改变蛋白质的操作可以在蛋白质水平上,也可以在基因水平上。如基因水平的改变,是在功能基因开发的基础上,对编码蛋白质的基因进行改造,小到可改变一个核苷酸,大到可以加入或消除某一结构的编码序列。蛋白质水平的改变则主要是对制造出的蛋白质进行加工、修饰,如磷酸化、糖基化等。蛋白质的化学修饰条件剧烈,无专一性,而基因操作则比较方便,在实施基因操作时,必须预先知道是哪个氨基酸或哪几个氨基酸影响着蛋白质的性状。就现代生物技术发展水平看,大量新蛋白质通过检测,来确定改变的蛋白质是否具有预期的性状,技术上已是可行的。2.2 定点突变技术目前,在蛋白质工程中最常采用的技术是定点诱变技术,即在特定的位点改变基因上核苷酸的种类,从而达到改变蛋白质性状的目的。蛋白质工程发展至当代,利用专一改变基因中某个或某些特定核苷酸的技术,可以产生具有工业上和医药上所需性状的蛋白质。一般来讲对蛋白质所作的改造包括增强酶蛋白的催化能力、稳定性、专一性以及改善酶蛋白质的反应条件等几个方面,已为其大规模的应用创造了条件。3 蛋白质工程应用研究进展当前,蛋白质工程修饰、改造的蛋白质为数不算多,但进展较快。随着基因组测序的国际联合行动的快速进展,也带来并已出现了蛋白质高速发展的新阶段。3.1 在医药方面许多蛋白质工程的目标是设法提高蛋白质的稳定性。在酶反应器中可延长酶的半衰期或增强其热稳定性,也可以延长治疗用蛋白质的贮存寿命或重要氨基酸抗氧化失活的能力。在这个领域已取得了一些重要研究成果。用蛋白质工程来改造特殊蛋白质为制造特效抗癌药物开辟了新途径。如人的β-干扰素和白细胞-2是两种抗癌作用的蛋白质。但在它们的分子结构中,有一个不成对的基因,是游离的,因而很不稳定,会使蛋白质失去活性。当通过蛋白质工程修饰这种不稳定的结构就可以提高这两种抗癌物质的生物活性。美国的Cetus公司成功地修饰了这两种治疗癌瘤的蛋白质,大大提高了它们的稳定性,已用于临床试验并取得了良好的效果。具有抗癌作用的蛋白质工程产品免疫球蛋白质是一种高效治癌药物,它能成为征服癌症的“生物导弹”,即具有对准目标杀死特定癌细胞而不伤害正常细胞的特效。近年来,澳大利亚医学科学研究所的一个微生物研究课题组经过多年的研究后发现了激发基因开始或停止产生癌细胞的蛋白质。这种蛋白质在癌细胞生长过程中对癌基因起着开通或关闭的作用。这个发现,对于通过蛋白质工程研制鉴别与控制多种类型的血液癌、固体癌的蛋白质有很好的作用,并为诊断和治疗癌症提供了新的方法。目前,应用蛋白质工程研究开发抗癌及抗艾滋病等重大疑难病症等方面,均取得了重大进展。另据实验,蛋白质工程还可以改变α1抗胰蛋白(ATT)。运用此工程技术在ATT的Met358和Ser359之间切开后,可以与嗜中性白细胞弹性蛋白酶迅速结合而引发抑制作用。在病理学的氧化条件下可导致Met358变成蛋氨酸硫氧化物使ATT不可能与弹性蛋白酶的弹性位点相结合。通过位点直接诱变,Met358被Val代替就成为抗氧化疗法的AAT突变体。含AAT突变体的血浆静脉替代疗法已经用于AAT产物基因缺陷疾病患者的治疗,并已取得明显疗效。3.2 在农业方面蛋白质工程正在成为改造农业,大幅度提高粮食产量的新途径。如植物光合作用是利用白光能将二氧化碳转化成贮成能量淀粉,在植物叶片中普遍存在着一种重要的起催化作用的酶,它能固定住二氧化碳,这种酶叫核酮糖-1.5-二磷酸羧化酶。而这种酶具有双重性:它既能固定二氧化碳,又会使二氧化碳在光照条件下通过光呼吸作用损失一半,即光合效率只有50%。现在。这种酶的三维结构已经搞清楚了。参与研究的工作人员认为,可以通过蛋白质工程改造这种酶,控制其不利于人需要的一面,从而大大提高其光合作用效率,增加粮食产量。近年来,美国坎布里奇的雷普里根公司的科研人员立题,以蛋白质工程作为设计优良微生物农药的新思路,他们实施对微生物蛋白质结构进行修改,仅此一举,使微生物农药的杀虫率提高了10倍。3.3 在工业方面蛋白质工程在工业上的应用取得的成果亦是很多。现以改变酶的动力学特性研制出高效除污酶为例说明其应用价值。酶的动力学基本规律为:酶(E)-底物(S)=酶-底物复合物(ES)=酶(E)+产物(P)在这个反应过程中有4个速率常数:E-S=ES=E+P在稳态阶段,ES形成速率与分解速率相等,这个速率就是Km(Michaelis常数)。在数值上,Km等于达到最大速率一半时的底物浓度。Vmax常在反应的初始阶段测定,反应进行中产物浓度将增加,K4则不可忽视,高浓度的底物会抑制酶活性。在底物低浓度时,酶的Km是关键的参数。如在枯草杆菌蛋白酶的活性位点内有一个Met残基,作为去污剂的一种组分,该酶要置于氧化条件下使用。利用位点直接诱变,用其他19种氨基酸的任何一种取代这个Met,这些突变酶在活性方面大不相同,除了CYS代替Met的突变酶外,其他突变酶的活性都下降,而Km值提高。含不可氧化氨基酸(如Cer,Ala或Len)的突变酶在1 mol/L H2O中不失活,而Net和CYS酶则迅速失活。研究者正是根据突变酶的动力学特性来确定枯草蛋白酶在去污剂中的应用,以提高其除污效率,加强去污作用。另外,美国、日本等国家的科学工作者利用蛋白质工程研制生物元件来取代“硅芯片”,研制生物计算机,开发生物传感器的蛋白质都取得了重大进展。还有利用蛋白质(酶)生产模仿羊毛、蚕丝、蜘蛛丝,其强度高、质量轻,均是蛋白质工程取得的应用性研究成果。3 展望蛋白质工程研究,从20世纪80年代初至今,由于分子生物学和技术科学相结合,已经完成了几十种蛋白质分子结构的改造。在蛋白质结构与其功能的研究上已获得很多有价值的检测资料。人们已经初步掌握了蛋白质工程的技术程序,这就是基因定位、诱变。在了解蛋白质三维结构与功能的基础上,对突变后的一维纤性肽链进行分子设计,从而构建全新的蛋白质分子。当今,在这个技术程序的控制手段方面已经取得了关键技术的突破。蛋白质工程的应用领域极为广泛,现在已对探索环境保护,控制和设计与DNA相互作用的某些调控蛋白,进一步实现控制遗传,改造生物体,创造符合人类需求新生物类型等方面发挥着重要作用。学者们普遍认为,蛋白质工程是在生物工程领地上崭露出的一片特富魅力的新芽。它不仅可以带动生物工程进一步发展,还可以推动与人类生产、生活关系密切的相关科学的发展,如抗蛋白质变性延缓衰老,遗传病的防治,农牧业遗传育种、航天科技、新型材料学等。

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线性变换论文英文文献

冲激响应不变法优点:1,模拟频率到数字频率的转换时线性的。2,数字滤波器单位脉冲响应的数字表示近似原型的模拟滤波器单位脉冲响应,因此时域特性逼近好 缺点:会产生频谱混叠现象,只适合带限滤波器双线性变换法优点:克服多值映射得关系,可以消除频率的混叠缺点:是非线性的,在高频处有较大的失真。

FIR滤波器与IIR滤波器去噪效果对比研究电子技术应用2016-02-23摘 要: 针对传统的滤波器设计方法效率低、方法复杂、不能满足高效高精度的需要等缺点,基于MATLAB研究了分别使用窗函数法和双线性变换法的FIR和IIR滤波器。将加入噪声的信号分别通过两种滤波器,滤除加入的噪声,对滤波前后的信号进行对比分析。通过仿真实验表明,FIR滤波器与IIR的Butterworth滤波器都能很好地克服传统滤波器的不足,通过语谱图直观地对比发现基于窗函数法设计FIR滤波器比双线性法设计的Butterworth滤波器能更好地达到预定的去噪效果。0 引言在噪音信号处理过程中,所处理的信号往往混有噪音,从接收到的信号中消除或减弱噪音是信号传输和处理中十分重要的问题[1-3]。常用去噪方法有图像去噪法、信号去噪法、小波去噪法等。郑毅贤利用压缩感知图像去噪法能够有效地保留较多的图像细节[4];谢黎明等人设计出基于MATLAB的IIR数字滤波器,分析表明该 IIR滤波器具有良好的去噪性能[5];张廷尉等人设计出基于MATLAB的Butterworth数字低通滤波器,并对一段音频信号进行滤波去噪处理,经过去噪后的音频信号听觉效果变得低沉[6]。数字滤波器分为2类:无限冲击响应(IIR)滤波器和有限冲击响应(FIR)滤波器。FIR滤波器具有稳定性好、精度高、积累误差小、易于计算机辅助设计等优点[7-8],但存在计算量大的缺点。IIR滤波器具有结构简单、效率高、与模拟滤波器有对应关系、易于解析控制及计算机辅助设计等优点[9],但稳定性较差,易产生溢出、噪声、误差。利用数字滤波器,可改变信号中所含频率分量的相对比例或滤除某些频率分量。本文基于MATLAB分别使用窗函数法和双线性变换法设计FIR和IIR滤波器,将加噪信号分别通过两种滤波器滤除噪声,对滤波前后的信号进行对比分析。仿真实验表明,基于窗函数法的FIR滤波器去噪效果比双线性法设计的IIR滤波器好。1 加噪处理预先录制一段语音,内容为“基于MATLAB的语音信号处理及特性分析”,人声的频率范围为300 Hz~ 3 000 Hz,3 kHz以上的频率分量属于采集过程中由于设备和环境而引入的噪声。人声的频率范围低于3 kHz,且通过观察原信号的频谱可得,频率为5kHz的频率分量能量较小,因此选择加上频率为5 kHz的高频余弦噪声并且绘制叠加噪声之后的语音信号时域图形及频域图形,可以在视觉上与原始信号图形对比。使用subplot函数将加噪声前后的信号时域与频率图画在同一幅图上进行对比,如图1所示。与原始信号对比,加噪信号能量明显变大,且在频率为5 kHz的位置能量有了很大的增强。使用sound函数播放加噪语音信号,语音的背景出现尖锐鸣声,这是由加入的余弦噪声造成的,鸣声的尖锐程度取决于余弦噪声的频率,但如果频率过高,超过人耳的听力范围,就无法察觉加噪信号。余弦噪声是单一频率的、高频的,为了滤除噪声,只需要将噪音信号通过一个低通滤波器,就可将余弦噪声及录制过程中引入的噪声滤除。2 窗函数法设计FIR滤波器数字滤波器可以分为IIR数字滤波器和FIR数字滤波器。与IIR数字滤波器相比,FIR数字滤波器的实现是非递归的,稳定性好,精度高。更重要的是FIR数字滤波器在满足幅度响应要求的同时,可以获得严格的线性相位。然而,由于阶次较高,FIR滤波器的延迟也要比同样性能的IIR滤波器大得多。窗函数法设计FIR滤波器,使用fir1函数,B=FIR1(N,WN,′FTYPE′,WINDOW)。其中:(1)N为滤波器的阶数;(2)WN为滤波器的截止频率,是一个0~1的数。如果WN是含有两个数的向量,则函数返回一个带通滤波器;(3)FTYPE=′HIGH′时,设计的是高通滤波器,FTYPE=′STOP′时,设计的是带阻滤波器,无此参数时,默认为低通滤波器;(4)WINDOW为指定窗函数,矩形窗为BOXCAR(N),汉宁窗为HANNING(N),海明窗为HAMMING(N),布莱克曼窗为BLACKMAN(N),凯撒窗为KAISER(N,BETA),无此参数时,默认为HAMMING窗。窗口选用HAMMING窗,因为它给出比较小的过渡带,有较低的阶。其中滤波器长度N=133,通带截止频率为π,阻带截止频率为π,通带衰减 8 dB,阻带衰减52 dB,幅度响应曲线如图2所示。如图4所示,原信号频谱图中在6 kHz以下的频率均有信号的存在,但是人声的频率上限为3 kHz,判断 3 kHz以上的信号均是因设备和环境而引入的噪声,滤除余弦噪声时需一并滤除。由加噪声后的频谱图知在 5 kHz的频率点上出现一个峰值,这是通过加噪处理加入的噪声;由滤波后的频谱图知通过窗函数法设计的FIR滤波器后,频率高于3 kHz的信号被截止,低频的语音信息被保留下来。因设备、环境引入的3 kHz以上的噪声,以及加入的余弦噪声均被滤除,播放过滤后的语音信号,已经听不到尖锐的高频声音,证明噪声被成功滤除,原始信号基本被还原。图5中,在原信号语谱图中5 kHz以下且从2 s~9 s时段范围内,信号颜色为红色,9 s~12 s间呈淡黄色;加噪后语谱图中5 kHz以下且从2 s~9 s这段范围内,信号颜色基本为红色,在滤波后的语谱图中3 kHz以下且2 s~9 s这段范围内颜色为红色。将原信号、滤波前后信号的语谱图进行对比,其中代表加入余弦噪声的红色谱线滤波后变成蓝绿色,且 3 kHz以上的谱线基本为蓝绿色,甚至是蓝色。参照颜色条,蓝绿色、蓝色的谱线能量非常低,与3 kHz以下的红色谱线形成鲜明对比,可以直观地看到3 kHz以上的噪声信号被滤除。3 双线性变换法设计Butterworth滤波器Butterworth滤波器是IIR滤波器的一种,本文以Butterworth滤波器的设计进行说明。在工程上常用的设计模拟滤波器方法分别是脉冲响应不变法和双线性变换法。双线性变换法在实际中采用最为普遍,其设计准则是使数字滤波器的频率响应与参考模拟滤波器的频率响应相似。设计步骤如下:(1)确定数字滤波器的性能指标。这些指标包括:通带、阻带临界频率wp、ws;通带内的最大衰减Rp;阻带内的最小衰减As;采样周期Ts。(2)将模拟指标转换成数字指标,,。 (3)计算上述参数给出的滤波器阶数N和截止频率,从而求得低通原型的传递函数Ha(s)。 (4)将,求得数字滤波器传递函数:用双线性变换法设计数字Butterworth低通滤波器,采样频率为22 050 Hz,其中通带截止频率wp=π,阻带截止频率ws=π,通带内衰减Rp=1 dB,阻带内衰减As=15 dB。Butterworth滤波器频率响应曲线如图6所示。如图7所示,与通过FIR滤波器相似,滤波后信号时域波形幅度减小,能量减小,某些频率点信号被滤除。如图8(c)所示,频谱图上频率3 kHz以上的信号被截止。图9中,在原始信号语谱中5 kHz以下且在2 s~9 s时段范围内,信号颜色为红色,9 s~12 s间呈淡黄色;加噪后语谱图中5 kHz以下且2 s~9 s时段范围内,信号颜色基本为红色,在滤波后的语谱图中3 kHz以下且在2 s~9 s时段范围内颜色为红色。语谱图上3 kHz的谱线基本为蓝绿色,但是在某些时刻,3 kHz附近一些谱线为黄色甚至红色。虽然两种类型的滤波器得出频谱图基本一样,但是通过语谱图直观地对比发现,相对于使用窗函数法设计的FIR滤波器,用双线性法设计的Butterworth滤波器稍微逊色一点。但如果从听觉感受上评价,两种滤波器都能成功滤掉尖锐的噪声,滤波效果都是相当不错的。4 结论利用MATLAB软件平台强大的运算功能,应用窗函数法和双线性变换法可快速有效地设计FIR和IIR滤波器,将加噪信号分别通过两种滤波器,滤除加入的噪声,对滤波前后的信号进行对比分析,仿真实验表明,基于窗函数法设计的FIR滤波器比双线性法设计的Butterworth滤波器能更好地达到预定的去噪效果。参考文献[1] 赵颖,刘祖深,李胜寅.基于MATLAB的FIR数字滤波器的方法设计[J].国外电子测量技术,2012,31(10):35-37.[2] 严慧,于继明.基于Matlab的IIR数字滤波器设计[J].软件导刊,2013,12(1):110-113.[3] 张萍.基于DSP的IIR低通数字滤波器的设计与实现[J].江南大学学报(自然科学版),2014,13(1):67-79.[4] 郑毅贤,江浩淼,金波,等.基于自适应压缩感知的图像去噪方法[J].通信技术,2013(3):74-76.[5] 谢黎明,郑锐.基于Matlab的IIR数字滤波器设计[J].机械与电子,2011(1):28-30.[6] 张廷尉,陈红,王磊.基于Matlab的巴特沃斯数字低通滤波器的设计[J].鞍山师范学院学报,2012,14(2):13-15.[7] 凌春丽,刘云飞,姜黎黎,等.二维滤波器分布式算法结构的改进与实现[J].中北大学学报(自然科学版),2012,33(2):154-158.[8] 李兰英,王志超,王峰,等.FIR数字滤波器设计与仿真[J].哈尔滨理工大学学报,2013,18(3):36-41.[9] 韩泽欣,杨雪松.基于Matlab的数字滤波器设计[J].甘肃科技,2013,29(5):9-10.搜索滤波器工作原理动画图一张图看懂卡尔曼滤波卡尔曼滤波原理图滤波后的频谱分析图解卡尔曼滤波详解卡尔曼滤波原理

我来回答脉冲响应不变法的优点:1,模拟频率到数字频率的转换时线性的。2,数字滤波器单位脉冲响应的数字表示近似原型的模拟滤波器单位脉冲响应,因此时域特性逼近好缺点:会产生频谱混叠现象,只适合带限滤波器双线性变换法优点:克服多值映射得关系,可以消除频率的混叠缺点:是非线性的,在高频处有较大的失真。

摘要 :深度卷积网络在静态图像的视觉识别方面取得了巨大的成功。 但是,对于视频中的动作识别,相对于传统方法的优势并不是那么明显。 本文旨在设计有效的ConvNet架构来进行视频动作识别,并在有限的训练样本下学习这些模型。 我们的第一项贡献是时间分段网络(TSN),这是一种基于视频的动作识别的新框架。这个结构是基于远程时间建模的思想。它结合了稀疏的时间采样策略和视频级的监督,可以使用整个动作视频进行有效的学习。 另一个贡献是我们研究了在时间分段网络的帮助下学习视频数据上的ConvNet的一系列实践。我们的方法在HMDB51(%)和UCF101(%)的数据集上实现了SOTA。 我们还将ConvNet模型可视化,证明了时间分段网络和提出方法的有效性。

1介绍

基于视频的动作识别由于其在安全和行为分析等许多领域中的应用而引起了学术界的极大关注[1,2,3,4,5,6]。在动作识别中,有两个关键且互补的方面:外观和动态。识别系统的性能在很大程度上取决于它是否能够从中提取和利用相关信息。然而,由于诸如尺度变化,视角变化和相机运动之类的复杂因素,提取这样的信息是困难的。 因此,设计有效的表示形式以解决这些挑战同时保留动作类别的分类信息就变得至关重要。最近,卷积神经网络[7]在对物体,场景和复杂事件的图像进行分类方面取得了巨大的成功[]。ConvNets也已被引入以解决基于视频的动作识别问题[12,1,13,14]。深度ConvNets具有强大的建模能力,并能够在大规模监督数据集的帮助下从原始视觉数据中学习区分表示。但是,与图像分类不同,端到端的深层ConvNet仍然无法获得比传统手工特征提取明显的优势。

我们认为,ConvNets在基于视频的动作识别中的应用有两个主要障碍。首先,长时间结构在理解动作视频的动态过程中起着重要作用[15,16,17,18]。但是,主流的ConvNet框架[1,13]通常集中在外观和短期运动上,因此缺乏整合长时间结构的能力。最近有一些尝试[19,4,20]来解决这个问题。这些方法主要依赖于具有设定采样间隔的密集时间采样。当将这种方法应用于长视频序列时,将导致过多的计算成本,这限制了其在现实世界中的应用,并存在丢失长于最大长度视频的重要信息的风险。其次,在实践中,训练深层ConvNets需要大量训练样本才能实现最佳性能。但是,由于数据收集和标注的困难,可公开使用的动作识别数据集(例如UCF101 [21],HMDB51 [22])在大小和多样性上都受到限制。 因此,非在图像分类中取得了显著成功深层ConvNets [9,23]在视频中面临着过拟合的高风险。

这些挑战促使我们研究两个问题:1)如何设计一种有效和高效的视频级框架来学习视频表示,该框架能够捕获长期的时间结构; 2)如何在有限的训练样本下学习ConvNet模型。特别是,我们在成功的双流体系结构[1]的基础上构建了我们的方法,同时解决了上述问题。在时间结构建模方面,一个关键的发现是连续的帧是高度冗余的。 因此,高度相似采样帧的密集时间采样通常是不需要的。相反,在这种情况下,稀疏的时间采样策略将更为有利。 受此发现的启发,我们提出了一个视频级框架,称为时间分段网络(TSN)。 该框架采用稀疏采样方案在较长的视频序列上提取短片段,其中采样沿时间维度均匀分布。 之后,采用分段结构来聚集来自采样片段的信息。从这个意义上讲,TSN能够对整个视频的长时间结构进行建模。 而且,这种稀疏的采样策略可以以较低的成本保存相关信息,从而可以在合理的时间和计算资源下,在长视频序列上进行端到端学习。

为了开发STN框架的全部潜力,我们采用了最近介绍的深层ConvNet架构[23,9],并探索了许多良好实践以克服由以下训练样本不足原因带来的上述问题,包括1)交叉预训练;2)正规化;3)数据增强扩充。同时,为了充分利用视频中的视觉内容,我们对双流ConvNets的四种输入形式进行了经验研究,即单RGB图像,堆叠的RGB差,堆叠的光流场和堆叠的矫正光流场。

我们对两个具有挑战性的动作识别数据集(UCF101 [21]和HMDB51 [22])进行了实验,以验证我们方法的有效性。在实验中,使用TSN学习的模型在这两个具有挑战性的动作识别数据集上的表现SOTA。 我们还可视化了我们所学的双流模型,试图为将来的动作识别研究提供一些参考。

2相关工作

在过去的几年中,动作识别已被广泛研究[2,24,25,26,18]。与我们有关的先前研究分为两类:(1)用于动作识别的卷积网络,(2)时间结构建模。

卷积网络的动作识别 。先前的许多工作一直在尝试设计有效的ConvNet架构来进行视频中的动作识别[12,1,13,27,28]。Karpathy等[12]在大型数据集(Sports-1M)上测试了具有深层结构的ConvNets。 Simonyan等[1]通过利用ImageNet数据集进行预训练和计算光流以捕获运动信息,设计了包含空间和时间网络的双流ConvNet。Tran等[13]在现实和大规模的视频数据集上探索了3D卷积[27],他们尝试通过3D卷积运算学习外观和运动特征。Sun等[28]提出了一个基于分解的时空ConvNets,并利用不同的方法来分解3D卷积核。 最近,有几篇文章着重介绍了使用卷积建模长时间结构的方法[4,19,20]。但是,这些方法直接在较长的连续视频流上运行。 受计算成本的限制,这些方法通常处理固定长度为64到120帧的序列。 由于它的时间覆盖范围有限,因此从整个视频中进行学习并非易事。 我们的方法与这些端到端深层ConvNets的不同之处在于,它新颖地采用了稀疏的时间采样策略,该策略可以在不限制序列长度的情况下使用整个视频进行有效的学习。

时间结构建模 。许多研究工作致力于为动作识别时间结构建模[15,16,17,29,30,18]。Gaidon等[16]注释了每个视频的每个子动作,并提出了用于动作检测的Actom序列模型(ASM)。Niebles等[15]提出使用潜在变量来建模复杂动作的时间分解,并借助潜在SVM [31]以迭代方式学习模型参数。Wang等[17]和Pirsiavash等。[29]分别使用隐性层次模型(LHM)和分段语法模型(SGM)将复杂动作的时间分解扩展为分层方式。Wang等[30]设计了一个顺序骨架模型(SSM)来捕捉动态体之间的关系,并进行时空动作检测。 Fernando [18]为行为识别建模了BoVW表示。但是,这些方法仍然无法组合用于对时间结构建模的端到端学习方案。前文所提出的时间分段网络STN,同时也强调了这一原理,是对整个视频进行端到端时间结构建模的第一个框架。

3时间分段网络的动作识别

在本节中,我们将详细介绍使用时间分段网络执行动作识别的过程。具体来说,我们首先介绍TSN框架中的基本概念。然后,我们研究在TSN框架内学习双流ConvNet的实践。 最后,我们描述了学习到的双流ConvNets的测试细节。

时间分段网络

正如我们在第一节中讨论的那样。如图1所示,双流ConvNets当前的一个明显问题是它们无法建模长时间结构。这主要是由于它们对时间轴前后的访问受到限制,它们被设计为仅在短片段中的单个帧(空间网络)或单个帧堆栈(时间网络)上运行。但是,复杂的动作(例如体育动作)包括跨越相对较长时间的多个阶段。如果在ConvNet训练中没有在这些动作中使用长时间结构,那将是巨大的损失。 为了解决这个问题,我们提出了时间分段网络,即图1所示的视频级框架,以便能够对整个视频进行动态建模。

具体来说,我们提出的时间分段网络框架,旨在利用整个视频的视觉信息来执行视频级别的预测,它也由空间流ConvNet和时间流ConvNet组成。时间分段网络不是在单个帧或帧堆栈上工作,而是在从整个视频中稀疏采样的一系列短片段上运行。此序列中的每个片段都将对动作类别产生自己的初步预测。 然后,片段之间的共识将被导出为视频级别的预测。 在学习过程中,通过迭代更新模型参数来优化视频级预测的损失值,而不是用于双流ConvNet的局部预测的损失值。

形式上,给定视频V,我们将其分为相等持续时间的K个段{S1,S2,…,SK}。 然后,TSN对片段序列进行如下建模:

其中C是动作类别的数量,yi是类别i的标签。 在实验中,根据先前的时间建模工作 [16,17],片段的数量K设置为3。 函数G的形式仍然是一个悬而未决的问题。 在这项工作中,我们使用最简单的G形式,其中Gi = g(Fi(T1),...,Fi(TK))。 此处,使用函数g从所有片段上的同一类别的分数推断出类别分数Gi。我们根据经验评估了聚合函数g的几种不同形式,包括实验中的平均,极值和加权平均。 其中,平均均值用于报告我们的最终识别准确性。

取决于g的选择,此TSN是可微的或至少具有子梯度。这使我们能够利用多个片段,通过标准的反向传播算法共同优化模型参数W。 在反向传播过程中,模型参数W相对于损耗值L的梯度可以推导为:

学习时间分段网络

时间分段网络提供了执行视频级学习的框架,但是要实现最佳性能,必须注意一些实际问题,例如训练样本数量有限。为此,我们研究了在视频数据上训练深层ConvNet的一系列良好做法,这些做法也可直接应用于学习时间分段网络。

网络体系结构 。网络体系结构是神经网络设计中的重要因素。几项工作表明,更深的结构可以提高对象识别性能[9,10]。但是,原始的双流Con vNets [1]采用了相对较浅的网络结构(ClarifaiNet [32])。 在这项工作中,由于在准确性和效率之间具有良好平衡和批归一化的Inception[23]作为构建基块。 我们将原始的BN-Inception体系结构调整为双流ConvNet的设计。像在原始的双流ConvNets [1]中一样,空间流在单个RGB图像上运行,而时间流将一堆连续的光流场作为输入。

网络输入 。我们也有兴趣探索更多的输入方式来增强STN的判别能力。 最初,双流ConvNets将RGB图像用于空间流,将堆叠的光流场用于时间流。 在这里,我们建议研究两种额外的模式,即RGB差和矫正流场。

单个RGB图像通常在特定时间点编码静态外观,且缺少有关上下帧的信息。如图2所示,两个连续帧之间的RGB差异描述了外观变化,该变化可能与运动显著区域相对应。 受[28]的启发,我们尝试添加叠加的RGB差作为另一种输入形式,并研究其在动作识别中的性能。

时间流ConvNets以光流场为输入,旨在捕获运动信息。但是,在真实的视频中,通常存在摄像机运动,并且光流场可能不会集中在人体运动上。如图2所示,由于摄像机的运动,在背景中突出了大量的水平运动。 受iDT[2]的启发,我们建议将矫正的光流场作为附加的输入形式。根据[2],我们首先通过估计单应性矩阵然后补偿相机运动来提取矫正光流。如图2所示,矫正的光流抑制了背景运动并使运动集中在人体身上。

网络****训练****。 由于用于动作识别的数据集相对较小,因此训练深度ConvNets面临着过拟合的风险。 为了解决这个问题,我们设计了以下几种在时域网中训练卷积网络的策略。

交叉预训练。 当目标数据集没有足够的训练样本时,预训练是初始化深层ConvNets的有效方法[1]。 当空间网络将RGB图像作为输入时,参数可以利用在ImageNet [33]上训练的模型作为初始化。 对于其他形式,例如光流场和RGB差,它们本质上捕获了视频数据的不同视觉方面,并且它们的分布与RGB图像的分布不同。我们提出了一种交叉预训练技术,其中我们利用RGB模型初始化时间流网络。首先,我们通过线性变换将光流场离散化为从0到255的间隔。 此步骤使光流场的范围与RGB图像相同。 然后,我们修改RGB模型的第一卷积层的权重以处理光流场的输入。 具体来说,我们对RGB通道上的权重取平均值,并通过时间网络输入的通道数来复制该平均值。 这种初始化方法在时态网络中效果很好,并减少了实验中过度拟合的影响。

正则化技术。批处理规范化[23]是处理协变量偏移问题的重要手段。在学习过程中,批次归一化将估计每个批次内的激活平均值和方差,并使用它们将这些激活值转换为标准的高斯分布。这项操作会加快训练的收敛速度,但由于对有限数量的训练样本的分布估计存在偏差,会导致在传递过程中过拟合。 因此,在使用预训练模型进行初始化之后,我们选择冻结除第一层外的所有批处理归一化层的均值和方差参数。 由于光流的分布与RGB图像不同,因此第一卷积层的激活值将具有不同的分布,因此我们需要相应地重新估计均值和方差。 我们称这种策略为局部BN。同时,我们在BN-Inception体系结构的全局池层之后添加了一个额外的随机失活层,以进一步减少过度拟合的影响。 对于空间流ConvNet,随机失活率设置为;对于时间流ConvNet,设置为。

数据增强。数据增强可以生成各种训练样本,并防止严重的过拟合。在原始的双流ConvNet中,随机裁剪和水平翻转被用来增加训练样本。我们利用两种新的数据增强技术:角点裁剪和比例抖动。在角点裁剪技术中,仅从图像的角点或中心选择提取的区域,以避免隐式聚焦在图像的中心区域。在多尺度裁剪技术中,我们将ImageNet分类中使用的尺度抖动技术[9]应用于动作识别。我们提出了尺度抖动的有效实现。 我们将输入图像或光流场的大小固定为256×340,并从{256,224,192,168}中随机选择裁剪区域的宽度和高度。 最后,将这些裁剪区域的大小调整为224×224,以进行网络训练。 实际上,此实现不仅包含比例抖动,而且还涉及纵横比抖动。

测试TSN

最后,我们介绍了针对时间分段网络的测试方法。 由于所有的片段ConvNet都共享TSN中的模型参数,因此学习到的模型可以像普通的ConvNet一样执行逐帧评估。这使我们能够与没有TSN的学习模型进行公平比较。具体来说,我们遵循原始双流ConvNets的测试方案[1],在该方案中,我们从动作视频中采样了25个RGB帧或光流堆栈。 同时,我们裁剪了4个角和1个中心,并从采样帧中进行了水平翻转以评估ConvNet。对于空间和时间流网络的融合,我们对它们进行加权平均。 在TSN框架内学习时,空间流ConvNet和时间流ConvNet之间的性能差距比原始的双流ConvNet中的性能差距小得多。 基于这一事实,我们将空间流的权重设置为1,将时间流的权重设置为,从而为空间流赋予更高的权重。 当同时使用正常和矫正的光流场时,对于正常光流,权重被划分为1,对于矫正的光流,权重被划分为。 在中有描述,分段共识函数在Softmax归一化之前应用。为了测试模型是否符合训练条件,我们在Softmax归一化之前融合了25个帧和不同流的预测分数。

4实验

在本节中,我们首先介绍评估数据集和该方法的实现细节。然后,我们探索了用于学习时间分段网络的建议的良好实践。在此之后,我们证明了通过应用时间分段网络框架来建模长时间结构的重要性。我们还将我们的方法的性能与最新技术进行了比较。最后,我们将ConvNet模型可视化。

数据集和实施细节

我们对两个大型动作数据集HMDB51[22]和UCF101 [21]进行实验。UCF101数据集包含101个动作类和13320个视频剪辑。我们遵循THUMOS13挑战[34]的评估方案,并采用三个训练/测试单元进行评估。HMDB51数据集是大量来自各种来源的真实视频的集合,例如电影和网络视频。 数据集由来自51个动作类别的6766个视频剪辑组成。我们的实验遵循原始的评估方案,使用了三个训练/测试拆分,并报告了这些拆分的平均准确性。

我们使用小批量随机梯度下降算法来学习网络参数,其中批量大小设置为256,动量设置为。我们使用来自ImageNet [33]的预训练模型初始化网络权重。我们在实验中设置了较小的学习率。 对于空间网络,学习率初始化为,并且每2 000次迭代降低到其十分之一。整个训练过程将在4500次迭代后停止。 对于时间网络,我们将学习率初始化为,经过12000和18000次迭代后,学习率降低为十分之一。 最大迭代次数设置为20000。关于数据增强,我们使用了第节中指定的位置抖动,水平翻转,角点裁剪和比例抖动的技术。为了提取光流和矫正光流,我们选择在OpenCV中使用CUDA实现的TVL1光流算法[35]。为了加快训练速度,我们采用了具有多个GPU的数据并行策略,并通过我们的修改版Caffe [36]和OpenMPI实现了该策略。对于具有4个TITANX GPU的硬件设备,空间TSN在UCF101上的整个培训时间约为2小时,对于时间TSN则为9小时。

进一步探究

在本节中,我们重点研究节中描述的良好实践,包括培训策略和输入方式。在本实验研究中,我们使用[23]改编的具有深层体系结构的双流ConvNets,并对UCF101数据集的第1部分进行所有实验。

我们在第节中提出了两种训练策略,即交叉预训练和具有随机失活的部分BN。 具体来说,我们比较了四种设置:(1)从头开始训练(2)仅像[1]中那样预训练空间流(3)交叉预训练(4)使用交叉预训练和带有随机失活的BN层。结果如表1所中。首先,我们发现从头开始的训练性能要比原始的双流ConvNets(基准)差很多,这意味着精心设计的学习策略对于降低过拟合风险是必要的,尤其是对于空间网络。然后,我们使用空间流的预训练和时间流的交叉模态预训练,以初始化双流ConvNets,并且其性能比基线更好。 我们进一步利用带有随机失活的部分BN来规范化训练过程,从而将识别性能提高到%。

我们在第节中提出了两种新型的模态:RGB差和矫正的光流场。 表2中报告了比较不同模式性能的结果。这些实验是在表1中验证的所有良好实践下进行的。我们首先观察到RGB图像和RGB差的组合将识别性能提高到%。 此结果表明RGB图像和RGB差异可以对信息编码互补。然后表明,光流和矫正光流产生了非常相似的性能(%对%),并且将它们融合可以将性能提高到%。 结合所有四种模式可得出%的准确性。由于RGB差可能描述相似但不稳定的运动模式,因此我们还评估了组合其他三种模式的性能,这带来了更好的识别精度(%vs %)。我们推测光流更适合捕获运动信息,有时RGB差对于描述运动可能不稳定。 另一方面,RGB差可以用作运动表示低质量,高速的替代方案。

对于TSN的性能评价

在本小节中,我们专注于TSN框架工作的研究。我们首先研究分段共识函数的影响,然后在UCF101数据集的split 1上比较不同的ConvNet体系结构。为了进行比较,在此探索中,我们仅将RGB图像和光流场用作输入模态。 如第节所述,段数K设置为3。

在等式中(1),分段共识函数由其聚集函数g定义。在这里,我们评估了g的三个计算方式:(1)最大合并,(2)平均合并,(3)加权平均。实验结果总结在表3中。我们看到平均池化功能可实现最佳性能。因此,在以下实验中,我们选择平均池作为默认聚集功能。 然后,我们比较了不同网络体系结构的性能,结果在表4中进行了总结。具体地说,我们比较了三种深层的体系结构:BN-Inception [23],GoogLeNet [10]和VGGNet-16 [9],所有这些架构都经过上述实践的训练。在比较的体系结构中,根据BN-Inception [23]改编的深层双流ConvNets达到了%的最佳精度。这与它在图像分类任务中的更好表现相吻合。 因此,我们选择BN-Inception [23]作为TSN的ConvNet架构。

设置了所有设计选项后,我们现在将时间分段网络(TSN)应用于动作识别。 结果在表4中进行了说明。在表5中还提供了根据识别准确度对组件进行逐项分析的结果。我们可以看到,在前面所有良好实践下,时间分段网络都能够提高模型的性能。 这证实了通过时间分段网络实现的对长时间结构进行建模对于理解视频中的动作至关重要。

与SOTA相比较

在探索了良好的做法并了解了时间分段网络的效果之后,我们准备建立最终的动作识别方法。具体来说,我们使用了三种输入方式以及描述的所有技术作为最终方法,并在两个具有挑战性的数据集上进行了测试:HMDB51和UCF101。 结果总结在表6中,在表6中,我们将我们的方法与传统方法(例如改进的轨迹(iDT)[2],MoFAP表示[39])和深度学习表示法例如3D卷积网络(C3D)[13],轨迹合并的深度卷积描述符(TDD)[5],分解时空卷积网络(FSTCN)[28],长期卷积网络(LTC)[19]和关键卷挖掘框架(KVMF)[41]。 我们的最佳结果在HMDB51数据集上优于其他方法%,在UCF101数据集上优于%。 我们方法的优越性能证明了TSN的有效性,并证明了长期时域建模的重要性。

模型可视化

除了识别精度,我们还想进一步了解所学的ConvNet模型。这里,我们采用DeepDraw[42]工具箱。此工具在仅具有白噪声的情况下对输入图像进行迭代梯度上升。因此,仅基于ConvNet模型内部的类知识,可以将经过多次迭代后的输出视为类可视化。该工具的原始版本仅处理RGB数据。为了对基于光流的模型进行可视化,我们调整了工具以使其与时间网络一起运行。结果,我们首次在动作识别ConvNet模型中可视化了有趣的类信息。 我们从UCF101数据集中随机选择五个类别,即太极拳,打拳,跳水,跳远和自行车,以实现可视化。 结果如图3所示。对于RGB和光流,我们将通过以下三种设置可视化学习的ConvNet模型:(1)不进行预训练;(2)仅接受预训练;(3)具有TSN。

一般而言,具有预训练的模型比没有进行预训练的模型更能表示视觉概念。可以看到,没有经过预训练的时空模型几乎不能产生任何有意义的视觉结构。 利用预训练过程中传递的知识,空间和时间模型能够捕获结构化的视觉特征。

还很容易注意到,仅接受短期信息(例如单帧)训练的模型往往会将视频中的风景图案和物体误认为是行动识别的重要特征。例如,在“潜水”类中,除进行潜水的人员外,单帧空间流ConvNet主要查找水和潜水平台。它的时间流对应物(光流)趋向于集中于由水波引起的运动。 随着时间分段网络引入的长期时间建模,显而易见的是,学习的模型更多地关注视频中的人,并且似乎正在对动作类的长时间结构进行建模。仍以“潜水”为例,具有时间分段网络的空间卷积网络现在生成的图像是人是主要的视觉信息。 并且可以在图像中识别出不同的姿势,描绘了一个潜水动作的各个阶段。这表明用该方法学习的模型可能表现更好,这在我们的定量实验中得到了很好的体现。我们为读者提供补充材料,以实现更多动作类的可视化以及有关可视化过程的更多详细信息。

5结论

在本文中,我们介绍了时间分段网络(TSN),这是一个视频级框架,旨在为长期的时间结构建模。正如在两个具有挑战性的数据集上所展示的,这项工作将最新技术提升到了一个新的水平,同时保持了合理的计算成本。 这主要归因于具有稀疏采样的分段体系结构以及我们在本文中探索的一系列良好实践。 前者提供了一种捕获长期时间结构的有效方式,而后者则使得在有限的训练集上训练非常深的网络成为可能,而不会出现严重的过度拟合。

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