DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. ViBe算法 ViBe建模算法是一种通过收集背景样本来建立背景模型的技术，主要包含三个部分：背景模型的初始化、前景检测以及背景模型更新三个模块。 2.1. 背景模型初始化 对图像的每一个像素点x的位置，建立一个大小为N的背景样本集，其中vi表示背景像素值： (1) 式(1)中 表示像素点x的背景样本集合，V 1 ， 等表示背景样本集合中的样本。 初始化时，选择视频的第一帧，随机选择当前像素点的八邻域任意一点像素值存到当前像素点的背景模型中，得到v i 。重复此操作N次，就得到初始化背景模型M。 2.2. 前景检测 从第2帧开始计算每个像素点像素值与背景模型同一位置像素点N帧像素值的差的绝对值，将结果和预设的阈值R相比，如果小于R则说明找到一个匹配；统计上述小于R的匹配数目，如果匹配数目大于设定的匹配数目阈值，就判断此像素点是背景点，否则就判为前景点(图1)。 (2) 式(2)中， 表示以 为中心，以R为半径的区域，用C表示 与M随机背景样本集合的交 图1. 以V (x) 为圆心R为半径的圆中包含的背景样本 集来判断相似度。当C大于一个给定的阈值 时，便认为 属于背景点。 2.3. 背景建模更新 如果一个像素点被判定为背景点，那么就要对此点及其邻域进行背景模型的更新。从N帧背景模型中任意选择一帧 ，用新来一帧中被判定为背景点的像素值更新 中对应点，然后再用此像素值随机更新 八邻域任意像素点的像素值。
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user: 3. 改进的ViBe算法 ViBe算法具有良好的适应性和实时性，但是ViBe算法的背景更新速度较慢，不能迅速处理静止目标变为运动目标，以及运动目标变为静止目标这两种情况。比如ViBe一般将第1帧作为初始背景，如果第1帧中含有运动目标，算法不但会检测到运动目标，还会在目标原位置检测到一个虚假的运动区域，该区域就是所谓的鬼影，如图2~图4所示，其中，图2是视频第一帧图像，其中含有3个运动前景目标，图3为视频第11帧图像，图中有4个正在运动的前景目标，图4为使用传统ViBe算法检测的前景，该图像中有7个前景目标，其中有3个是鬼影，可见这种情况下使用传统ViBe检测的结果并不能真正反映出运动的前景目标。与之类似，在检测过程中，某个原本长时间静止的目标一旦开始运动，同样会产生鬼影。由于ViBe的更新速度慢，鬼影的存在时间较长。另一种情况是当目标长时间静止时，ViBe算法会在较长时间内将该目标判断为运动目标，增加了后续处理的运算量。 3.1. 鬼影的消除策略 针对ViBe算法中容易引入鬼影的问题，文献 [ 8 ] 提出结合背景模型的视觉显著性来判断前景是否为鬼影；文献 [ 9 ] 提出通过比较局部区域的背景模型像素值方差和新来帧该区域的像素值方差的大小来判断该区域存在鬼影还是静止目标；文献 [ 10 ] 提出在模型更新阶段，引入二次空间传播机制，以加快消除鬼影的速度。文中提出一种结合灰度特征直方图匹配的方法来检测鬼影。 图2. 第1帧原图 图3. 第11帧原图 图4. ViBe算法 首先利用ViBe算法对背景进行建模，然后再获得前景目标；对获得的前景目标进行形态学去噪，主要是去除一些小的前景目标，形态学的去噪方式主要是对前景目标进行(3)式的闭操作，闭操作可以把比结构元素小的缺口或孔洞填充上，连接短的间断而起到连通作用。 (3) 其中A和B均为图像集合。 然后，对形态学去噪之后的前景目标进行连通，把彼此相连的前景目标像素点通过形态学处理连接成前景块，并剔除前景块中面积较小的块，最后得到相应帧的前景。 鬼影是将开始时静止的前景运动目标错检成背景，而将该运动目标的像素值更新到对应位置像素的样本中，而当该前景目标开始运动时，本来被该前景目标遮掩的真实背景显示出来，而该背景的各像素对应位置的像素点的样本中还没有加入真实背景的像素值，故错将显示出的真实背景检测为前景目标。依据ViBe算法的背景更新方法，鬼影需要很长时间才能逐渐消除，换言之，相邻几帧之间，鬼影的变化并不大，而运动目标因为位置的快速变化，导致与相邻帧间相同位置上的图像有很大的变化。根据以上事实，可以通过比较当前帧中前景目标与前s帧中相同位置处的图像的直方图的方式来检测出鬼影。 对得到的灰度图像中的前景目标进行直方图统计得到 ，表示该灰度图中第i幅图像中第j个前景目标的直方图。同时求出前第s帧相应位置图像的灰度统计直方图 ，然后求两个直方图的交集以匹配二个直方图。直方图之间的匹配公式如下： (4) 其中Match表示 和 之间的匹配程度。所在前景块是否为鬼影使用以下公式判断： (5) 式中 为常数是阈值。上式表示若前后两个图像块的灰度直方图的匹配系数大于 ，则认为当前前景图像块属于鬼影块，否则认为该前景块属于运动前景。一般情况下，鬼影块之间的匹配程度很高，因为根据ViBe算法的背景更新策略，鬼影处的真实背景已经添加到了背景样本中，且背景样本更新的速度很慢；而运动前景目标块的匹配程度则很低，这个与运动目标的快速移动有关。一旦检测出的前景被判断为鬼影，就要及时更新该前景对应像素的背景样本，消除鬼影所带来的干扰。 3.2. 动态背景消除 在一些例如波纹、树叶抖动的动态场景中，相应的像素点的值将频繁变化。使用传统ViBe算法这些动态背景都将被检测为运动前景目标，显然这是不准确的。为了提取动态背景像素，就需要对每一个被检测为前景的像素进行评估。文献 [ 11 ] 提出通过检测一个像素点在前景和背景之间切换程度，来判断该像素是否属于动态背景像素。一个像素点在t − 1时刻和t时刻一个属于前景一个属于背景，那么可认为该像素发生了变化，要增加该像素点的闪烁程度值。设定闪烁属性 表示像素 的闪烁程度。t时刻像素 的闪烁程度由以下公式计算： (6) 式中 表示像素 在t时刻是否属于前景， 和 都是常数。上式表示如果t时刻像素i的状态与t − 1时刻像素 的状态不同，则该像素的闪烁程度增加 ；如果t时刻像素 的状态与t − 1时刻像素i的状态相同，则该像素的闪烁程度减少 。 一个像素具有高的闪烁程度，不一定属于动态背景。因为闪烁程度是累计计算的，当前的闪烁值并不能反映该像素当前时刻的状态，而是反映的该像素从开始到现在总的闪烁情况。所以再设定像素点的突变属性，来表示像素点当前的变化程度。 如果一个像素点在t − 2时刻是前景，在t − 1时刻是背景，而在t时刻是前景，那么可以认为该像素发生了突变。设定突变属性 表示像素 的突变程度。t时刻像素的突变程度由以下公式计算： (7) 结合像素点的闪烁属性和突变属性可以判断该像素当前是否属于前景。设置属性 表示像素点 是否属于动态背景，t时刻像素 是否属于动态背景可使用以下公式计算： (8) 式中 表示单位阶跃函数， 是常数。上式中若闪烁程度系数 大于常数 ，则阶跃函数 的值为1，否则阶跃函数 的值为0，那么上式表示闪烁程度系数 大于常数 且该像素是突变像素，则可认为该像素属于动态背景。通过式(8)的计算，如果 的值为1，表示像素i在t时刻属于动态背景；否则属于运动前景。对于检测为动态背景的像素点的值要及时更新到该像素的背景样本中。
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user: 4. 实验结果及分析 文中算法开发工具为OpenCV2.4.10 + VS2013，测试数据采用www.changedetection.net视频库 [ 12 ] 和PETS2009视频库 [ 13 ] ，第一段视频来自PETS2009，测试的是文中算法的鬼影检测和消除的效果。第二段和第三段视频来自Change Detection dataset中的canoe视频和overpass视频，测试的是文中算法的动态背景检测和消除的效果。如图2~图6所示，图2为视频的第1帧，图中含有3个前景目标，图3为视频的第11帧，图中有4个前景目标。图4~图6为不同算法的第11帧运动目标检测结果，图4传统ViBe和图5混合高斯模型的检测结果中都有3个鬼影块，说明这两个算法并不能很好的处理鬼影的问题，图6为文中算法的检测结果，结果中并没有鬼影块，检测出的都是真实的运动前景目标，说明文中算法能较好的处理鬼影的问题。 图7~图11为canoe视频其中一帧的检测结果。图7为原图，图中的运动前景部分都是波纹，这些波纹应该被检测为动态背景而不是运动前景。图9传统ViBe和图10混合高斯模型的检测结果中都有大量的波纹被检测为运动前景。图11为本文改进ViBe算法的检测结果，由图可见视频帧中的波纹并没有被检测为运动前景。图12~图16为overpass视频其中一帧的检测结果。图12为原图，图中抖动的树叶和 图5. 混合高斯模型 图6. 本文方法 图7. 原图 图8. 真值 图9. ViBe算法 图10. 混合高斯模型 图11. 本文方法 图12. 原图 图13. 真值 图14. ViBe算法 图15. 混合高斯模型 图16. 本文方法 水面波纹应该被检测为动态背景而不是运动前景。图14传统ViBe和图15混合高斯模型的检测结果中都有大量抖动的树叶被检测为运动前景，图16为本文改进ViBe算法的检测结果，由图可见视频帧中的抖动树叶和湖面波纹都没有被检测为运动前景。以上说明传统ViBe算法和混合高斯模型都不能很好的处理动态背景的问题。图11和图16分别是本文算法检测两种情景的结果，结果中都没有出现动态背景，都真实的反映了真正的运动前景，说明文中算法能较好的处理动态背景的问题。
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user: 5. 结束语 针对传统ViBe算法无法消除鬼影、无法处理动态背景等问题，本文提出了一种改进的ViBe算法。针对鬼影问题，通过提取各个前景块的灰度特征直方图并与前面帧中的相同位置的前景块灰度特征直方图相匹配的方式来检测出鬼影，并及时更新对应像素点的样本以消除鬼影对后面检测的影响。针对动态背景问题，通过设置像素的闪烁属性和突变属性来判断一个像素是否属于动态背景，对于检测出的属于动态背景的像素及时更新其样本。文中实验将传统ViBe算法、GMM算法和本文提出的改进ViBe算法进行对比试验。试验表明，本文改进ViBe算法在处理鬼影和动态背景上具有良好的效果。
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user: 摘 要 设 是 阶的循环群，其中 为素数， 。J. N. S. Bidwell利用矩阵表示方法得到了没有共同直因子的直积 和 的自同构群。本文采用同样的方法得到了直积 的自同构群的生成元和生成关系。 关键词 :自同构群，循环群，矩阵表示，直积
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user: 1. 引言 设群 ，其中 为素数， 互不相同， 为 阶的循环群。J. N. S. Bidwell在文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 给出了没有共同直因子直积的自同构群的结构，并通过矩阵表示方法得到了直积 ， 的自同构群，其中 互不相同，并通过GAP软件计算了直积 的自同构群，周芳等人在文献 [ 4 ] 中利用该方法得到了给定半直积的稳定自同构群可分解为若干结构简单的特殊子群乘积的充要条件。本文中我们用矩阵表示的方法计算了 的自同构群，得到了该自同构群的生成元和生成关系。本文的符号是标准的，见 [ 1 ] 。
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user: 2. 主要内容 设 ，其中 为素数， 互不相同，不失一般性，设 ，由 [ 1 ] 可得 ，其中 且 ， 分别为模 的原根，即有 ，其中 ，于是 生成 ，进而 是阶为 的循环群；进一步， ，于是 。 另若 ，有 ；若 ，有 ，则 生成 ，进而 是阶为 的循环群，其中 。 令 有 。 于是 。 通过对 计算，当 ，有 ；当 ，有 。 根据矩阵主对角线元素的顺序，首先计算 的共轭关系， 由于 ，于是 。 类似计算结果有 ， 。 由于 ，于是 。 类似计算结果有 ， 。 我们得到 的共轭关系如下： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。 接下来计算 的共轭关系， 由于 ，于是 。 类似计算结果有 。 由于 ，于是 。 类似计算结果有 。 我们得到 的共轭关系如下： ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。 重复类似的计算过程，我们得到 的共轭关系： ， ， ， ， 。 对于形如 较复杂的共轭关系，计算如下： 由于 ，于是 。 在接下来的计算中为方便书写，需定义参数 ，其中 ，此时 。 对于 的共轭关系， 由于 ，于是 。 类似计算结果有 。 由于 ，于是 。 类似计算结果有 。 我们得到 的共轭关系如下： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。 对于 的共轭关系， 由于 ，于是 。 类似计算结果有 。 由于 ，于是 。 类似计算结果有 。 由于 ，于是 。 我们得到 的共轭关系如下： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。 接下来计算 的共轭关系， 由于 ，于是 。 类似计算结果有 。 由于 ，于是 。 类似计算结果有 。 由于 ，于是 。 我们得到 的共轭关系如下： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。 对于 的共轭关系， 由于 ，于是 。 由于 ，于是 。 类似计算结果有 。 我们得到的 共轭关系如下： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。 重复类似的计算过程，我们得到生成元 的共轭关系，整理如下， ， ， ， ， ， ， ， ； ， ， ， ， ， ， ； ， ， ， ， ， ， ； ， ， ， ， ， ； ， ， ； ， ， ； ， ， 。 最后计算更为复杂的转置共轭 ，其中 ， 此时，第一个矩阵和最后一个矩阵可分别记作 ，这是由于 ，有 ， 为对应的结果；同样由于 ，有 ， 为对应的结果。而第二个矩阵可分解为 其中， 。 将 记作 ，其中 是 对应的结果，而 ， ，于是得到 。 通过计算我们得到其余生成元的转置共轭： 其中 分别为 ， ， 对应的结果； 其中 分别为 ， ， 对应的结果； 其中 分别为 ， ， 对应的结果； 其中 分别为 ， ， 对应的结果； 其中 分别为 ， ， 对应的结果。 至此，我们得到16个生成元的136种生成关系，
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user: 摘 要 本文从氮化硼复合材料的卓越特性出发，概括了近几十年来氮化硼复合材料的运用领域，提及了氮化硼系复合材料的制备方法，还分析了氮化硼系复合材料的介电特性，介绍了其研究进展。 关键词 :BN基复合材料，应用，介电特性，研究进展
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user: 1. 前言 随着高新科技的发展与壮大，复合型材料在我们生活中随处可见且其作用非常大。其中BN系复合材料的运用范围十分广阔，其性能特征已经变成近些年关注的焦点。BN材料具有易加工、耐高温、抗氧化、较高的电阻率、良好的介电性能、与多种金属不浸润等优良的特性 [ 1 ] 。尽管有诸多优点，但单一相的BN材料自身还是存在着一些缺陷，而复合材料的优良特性则可以弥补一些不足之处 [ 2 ] 。将BN作为基础制成复合材料，不但能发挥BN陶瓷的优势，而且能弥补单相BN陶瓷材料的机械特性偏低，抗雨蚀性差，很难制成形状较大的构件等不足，得到具有卓越综合特性的复合材料，用于高温陶瓷材料、高性能航空材料、抗氧化涂层材料等领域 [ 3 ] 。但引入复合材料后材料的性能变化，特别是介电特性，必须研究清楚才能使材料得到广泛的应用。材料的介电特性是指在一定的电场环境下，所展示的一种对静电能的储蓄和损耗的性能，一般用介电系数和介质损耗表达。杜帅 [ 4 ] 、张鹏飞 [ 5 ] 等人对BN系复合材料做了比较细致的研究，得出了一系列结论。然而，他们的研究都仅仅是针对某一种复合材料进行了较为细致深入的研究，缺乏对BN系复合材料整体性质的一个描述。本文则是对BN系复合材料的应用及其研究进展做一个总体的概括。
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user: 2. BN基复合材料的概念、常见的使用范畴 BN基复合材料是指以BN为主要组成成分，再与一种或更多组分材料结合在一起，形成的比原组分材料更加优良的复合材料。复合材料的组成成分和相对含量由人工设计后合成，保留了组分材料优良的性能，抑制了不希望出现在复合材料中的性能，使人工复合材料的整体性能超过其组分材料。 BN基复合材料具有多种优良性能，具体包括以下几个方面： ① 机械特性：不磨蚀、低磨耗、耐火； ② 电气特性：介电常数小、介电损耗低； ③ 热力特性：高热传导、低热膨胀； ④ 化学特性：抗腐蚀、抗氧化、低密度； 以BN为主要组成成分制成的复合陶瓷材料又具有机械性能高、抗雨蚀性好等优点 [ 2 ] 。到现在为止，制造BN复合材料比较常见的方法包括高温烧结技术、溶液浸涂技术与先驱体浸渍裂解技术 [ 4 ] 。通过这些方法，制得如图1所示最优组合，即为BN基复合材料。 现代BN基复合材料常见的应用领域有AlN-BN复合陶瓷，天线窗介电防热材料，氮化硼填充导热绝缘复合材料，高超音速导弹天线罩透波材料等。
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user: 3. 常见BN复合材料的应用 3.1. AlN—BN复合陶瓷材料 杜帅 [ 4 ] 等人通过实验发现AlN—BN复合陶瓷材料在低频作用时，介电系数、介电损耗会随着温度的变化而产生很大波动，且在室温附近时，其介电系数、介电损耗达到最高。按照Kingery空间电荷极 图1. BN复合材料组合示意图 化理论 [ 6 ] ，空间电荷极化弛豫时间取决于两晶相电阻率的乘积，许多研究表明半导体材料两晶相电阻率的乘积不够大，在室温条件下的空间电荷极化现象显著。实验证明AlN—BN复合陶瓷的室温极化特性则与半导体材料有类似之处，所以AlN—BN复合陶瓷具有半导体特性。 3.2. 集成电路及微波管中的应用 如果希望材料在应用时尽量达到一种理想的状态，即功耗最低。就要求材料不但要具有优异的导热率性能，还应有较小的介电系数和介电损耗，这样才能使材料的功效发挥到最大。如陶瓷材料在集成电路及微波管中的应用中，介电性能和导热性能就有着较为重要的作用，尤其是在微波管中，陶瓷材料在高频微波作用下甚至温度的作用下，介电性能对材料功能的影响非常大，其输出功率主要受到介电损耗性能的影响。所以某些材料可以通过降低介电系数和介电损耗，来提高其某些方面的应用特性。 3.3. BN天线窗 BN是一种升华性质的材料，其升华温度大约为3000℃，其热导率也较大，故再入时其烧蚀表面温度高，因而其高温介电性能不好 [ 7 ] 。在再入条件下，BN天线窗则会出现明显的信号减弱现象，如果能够制成一定条件下的BN复合材料，就能将该BN复合材料应用在减小再入时BN天线窗天线信号的衰减方面。 3.4. 高超音速导弹天线罩 BN复合材料也应用在高超音速导弹天线罩 [ 8 ] 方面，导弹在浓厚的大气层中航行时，空气遭受猛烈的压缩与强烈的摩擦作用，会出现“空气动力加热”的现象。伴随导弹马赫数的增加，气动加热非常明显 [ 9 ] 。如果要使罩内维持正常工作状态，需要在导弹雷达导引头天线外面安装一个高超音速导弹天线罩，但“气动加热”现象的存在使得它对材料各方面性能的要求要比一般导弹天线罩更为严格，不仅要求材料具有较高的力学性能，优异的介电特性，还应具有良好的抗烧蚀特性。迄今为止，连续纤维增强陶瓷基透波复合材料 [ 9 ] 综合性能很好，也是最符合这些条件的天线罩材料，所以应用最为广泛。 3.5. 其它方面的应用 随着社会的发展，高导热绝缘聚合物基复合材料也变成了很多学者钻研的重点。其中就有以氮化硼为填料的导热塑料、导热橡胶。氮化硼为填料可以在提升基体的导热性的基础上，还能保持复合材料的电绝缘特性 [ 10 ] 。所以聚合物基导热复合材料具有优异的耐腐蚀性，在航空航天、能源利用、工程技术等领域具有较大的运用。
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user: 4. BN系复合材料与其介电特性研究进展 BN系复合材料因具有多种优良性能，故而在科学领域得到广泛的应用，如：国防和航空航天等重要领域，其也因此变成各国争相探究的热点之一。本部分将分两个部分介绍，即国内和国外的BN系复合材料介电性能的研究进展。 4.1. BN系复合材料在国外的研究进展 100多年前，位于美国的贝尔曼的实验室最早发现了BN。但直到20世纪50年代后期该材料才得到较为广泛的应用。1842年，人类发现了一种化合物—氮化硼(BN)陶瓷；第二次世界大战后，国外对BN材料进行了大量的研究工作，到1955年已经解决了BN热压方法，此后BN材料开始大规模地发展。 20世纪中后期，位于美国的金刚砂公司开展了以B 2 O 3 纤维为先驱体，用以制作BN纤维的研究，开启了BN纤维研究的大门，随后日本、中国等国家也开展了关于BN纤维方面的研究 [ 11 ] 。随着时代的进步，BN复合材料的研究手段有了很大的飞跃。如今，国外科学家Paquette成功的以烧结法制备了介电常数为4.5~7.0的Si 3 N 4 、BN、SiO 2 复合材料，损耗角正切小于0.01；其他的科学家Place等将3DBN f /BN复合材料浸渍先驱体二氧化硅，经过热压、烧结技术制备得到BN f /BN-SiO 2 ，其介电常数在3.20到3.24之间 [ 12 ] 。Zhi Chunyi等研究了EP/BNNTS复合材料的介电特性和导热特性，当BNNTS的质量分数为百分之五时，此材料的介电系数低于纯净EP，并且介电损耗的波动不大 [ 13 ] 。 Janet Hurst和David Hull [ 14 ] 等人于21世纪开展了为工程应用的氮化硼纳米管的合成的研究，而在美国国家航天局格伦研究中心，已经运用各种化学气相沉积法、电弧放电等技术，制备出了氮化硼纳米管。国外BN系复合材料的研究还在持续进行，除了介电性能方面的研究，如何实现BN基复合材料的低成本化、多功能化和工程化，也是以后的研究方向之一。 4.2. BN系复合材料在国内的研究进展 国内的研究比国外晚了100多年，我国从1963年开始BN粉末的研究，经过3年的时间使其成功问世，并于1967年投入生产，其后应用于我国工业和尖端技术之中。 20世纪九十年代，李龙士等人于通过实验，研究了ALN-BN复合陶瓷的介电性能在频率和温度方面的特性，得到了如下的结论：1) 空间电荷极化机理是ALN-BN复合陶瓷的主要极化机理；2) ALN-BN复合陶瓷的介电性能的频率特性具备部分半导体所具有的特征 [ 4 ] 。 中科院金属所在1900℃条件下以BCl 3 为硼源、NH 3 为氮源，使用感应炉制备出了六方氮化硼(h-BN)夹持杆，纯度可到99.99% [ 15 ] 。 程瑜等人在21世纪研究了二维碳/碳-氮化硼复合材料的力学特性与介电特性，通过对其进行多方面的实验观察，总结出了CVI [ 16 ] 时间对2DC/C-BN复合材料的力学特性和介电特性所存在的影响，结论为：随着CVI时间的累积，材料密度进一步得到提升，从而使材料的强度也得到提升，力学特性变好。除此之外，材料的介电损耗因子也有所降低，原因是其反射损耗被降低了。而在郭圣波、王为名 [ 17 ] 对BN复合材料的制备和性能研究时，对C/BN复合材料的发展状况进行了分析，研究结果表明，C/BN复合材料给设计和制作新型的拥有高耐热冲击性能的热匹配型蒸发原材料带来了非常大的可能。 此外，国内的大学也对复合材料做了研究。其中，国防科技大学是国内以聚硼硅氮烷为先驱体，采取PIP技术制备Si 3 N 4 /BN复合材料的先驱，经研究，这种材料具有良好的热、电、力综合特性 [ 18 ] 。李斌等 [ 19 ] 经过自主设计并合成有机先驱体，同样采取了PIP技术，成功制作出了3DSFRN，其基底为含有少量氮化硅杂质的氮化硼，通过研究，其介电特性优越，并且很稳定，相对介电常数为3.31到3.34之间。 当然，国内对BN系复合材料的研究远不止于此，正是有了这些前辈的杰出研究，我们后辈才可以得以借鉴。现在，国内对BN系复合材料的研究势头正愈来愈烈，所以中国必将在这方面取得更大的突破。
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user: 5. BN系复合材料展望 氮化硼作为一种极为优越的陶瓷材料，因其良好的力学特性和介电特性，受到材料研究领域的珍视，特别是在航空、航天、军事等高新科技方面，有着独一无二的地位。但就氮化硼单质而言，单相BN陶瓷材料存在机械特性偏低、抗雨蚀性差、较难制成大形状器件等不足 [ 20 ] 。所以需要一系列合成技术来制成BN系复合材料用以弥补其缺点。然而因为现在的合成技术条件艰苦，所以在某些方面降低了氮化硼材料的运用。但随着复合材料制备工艺的进步和发展，其众多的优异性能必将在复合材料中得到进一步发掘和利用。BN复合材料必然会向着低制备成本、高性能、可设计性强、产业化等方面发展，并凭借其独特的性能优势与应用潜力，变成新型复合材料研究的重要目标。并且伴随着对纳米材料日渐加深的研究，纳米氮化硼的应用将会更加普及。所以在研究氮化硼合成方面，必定会向着低温低压(LTLP)及纳米化的方向发展 [ 21 ] 。
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user: 6. 结束语 本文仅仅对氮化硼基复合材料的应用领域、介电性能和研究进展做了简单的描述，也是对前人的研究成果进行了大致的总结。作为具有极其强大性能的复合材料，氮化硼系复合材料已变成各国探究的热点，随着科研技术不断发展壮大，以及氮化硼基复合材料在军事和航天等领域所扮演的重要角色，氮化硼基复合材料的研究还会不断地持续下去。
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user: 致 谢 四川省教育厅基金(批准号：13ZB0092)。
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user: 摘 要 本文在均值–方差准则下考虑有负债的多期有现金流追加的投资选择问题，该问题的目标函数含有盈余期望的平方这一非线性项，不能直接利用动态规划方法求解。本文通过利用mean-field方法，扩大状态空间和策略空间，使得原问题可以利用动态规划原理得出最佳策略，进而通过迭代计算，得到了有效前沿。 关键词 :投资组合选择，动态规划，Mean-Field方法
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user: 1. 引言 1952年，马柯维茨首次建立了均值–方差投资组合选择模型 [ 1 ] ，使定量分析方法真正进入到了投资领域，并迅速发展起来，并取得了相当丰富的成果，朱书尚等 [ 2 ] 对现代投资组合选择的各种主要理论、模型与方法进行了系统的阐述。 马柯维茨的开创性工作对单期静态模型给出了最佳策略的显式解，但是当把此模型推广到多期情形时，由于目标函数是不可分的，无法利用动态规划方法求解，因此均值–方差多期投资组合选择问题在随后的40余年里一直没有实质性的进展。直到Li et al. (2000) [ 3 ] 提出嵌入方法，通过考虑一系列目标函数是可分的辅助问题，使得原问题得以转化，动态规划方法得以应用，才首次得到动态均值–方差组合选择问题的解析解。取得了这一突破性的进展以后，许多学者利用嵌入方法考虑了更加复杂的多期均值–方差模型。Zhu et al. (2004) [ 4 ] 考虑了带有破产限制的动态多期均值–方差组合选择模型，但由于嵌入方法需要借助一系列的辅助问题，求解过程很复杂，所以并未得到最佳目标值函数的解析表达式。郭文旌等 [ 5 ] 考虑了不确定退出时间的均值–方差问题，得到了最佳投资策略的显式表达式；Chen et al. (2011) [ 6 ] 研究了带有马氏机制转换的资产负债管理问题，也获得了最优策略；Wu et al. (2012) [ 7 ] 研究了带有马氏机制转换的非自融资情形下的均值–方差组合选择问题，利用嵌入方法得到了最优策略。刘利敏等 [ 8 ] 考虑了连续时间下的基准过程的均值–方差最优投资策略问题，得到了有效前沿。刘亚光 [ 9 ] 用中国当前金融市场股票的价格数据，对均值–方差理论进行了实证研究，得到了中国股市的有效前沿。 最近Cui et al. (2014) [ 10 ] 提出用mean-field 方法解决均值–方差组合选择问题，并且考虑了带有破产限制的多期均值–方差组合选择模型问题，该方法能够直接求解，极大地简化了求解过程，成功地获得了该问题的最佳策略以及目标值函数的显式表达式。本文受此启发，利用mean-field方法考虑有负债的多期非自融资的投资选择问题，通过扩大状态空间和策略空间，从而可以应用条件期望的平滑性质，进而利用动态规划原理得出最佳策略与有效前沿。
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user: 2. 模型的建立 假设投资者从0时刻开始进市场进行投资，计划在T时刻终止其投资管理活动。该投资者的初始财富值与初始负债分别为 与 ，其在t时刻的财富值与负债分别用 与 表示，其协方差设为 ， 假设投资者在n + 1种证券上进行投资，其中第0种为无风险证券，其余n种为风险证券，其在第t阶段的收益率分别为： ， ，...， ，令 ，假设 与 独立。设投资者负债的动态为 [ 6 ] ： ， ， 与 ， 均独立。设投资者在t时刻配置到第i个证券的资金为 ，令 ， 与 也独立。 为投资者的资产负债动态管理策略。以上假设均为均值–方差投资组合模型的标准假设。 本文考虑有随机现金流的情况，假设投资者在各个阶段有可能追加新的资金或抽走部分原有资金 [ 7 ] 。设其在第t阶段追加或抽走的资金用随机变量 表示，本文考虑相对简单的情形，即 是独立的，且 与 ， 独立。进一步可以讨论不独立的情形，这将在以后的工作中进一步完善。设 ，于是投资者的总盈余过程可以表示为： 其中总财富动态为： 投资者将按照均值–方差准则优化总盈余资产，于是此多期均值–方差资产负债问题可以表示如下： 其中 表示总盈余资产 的均值–方差权衡(trade-off)参数。 此资产–负债管理问题的状态空间是 ，控制变量空间为 ，目标函数是不可分的，利用mean-field方法，把状态空间扩展为 ，控制变量空间扩展为 ，同时把目标函数重新整理，得到： 于是在mean-field框架下，原资产–负债管理问题可写为： 分别满足动态方程(1)，(2)，(3)，(4)， (1) (2) (3) (4)
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user: 3. 模型的求解 为了求解此资产–负债管理问题(ALMV-MF)，需要两个引理，其证明可以参考文献 [ 10 ] 。 引理1：设 ，则下式成立： 给出引理2之前，先给出相关符号表示。设多期优化控制问题的目标函数为： 表示状态变量， 表示控制变量， 。设 表示状态t时刻的信息，令 Bellman最优原理指出多期优化问题的最优策略具有如下特性 [ 11 ] ：就最优策略而言，不论当前状态是由以前何种决策所造成，余下的策略对当前的状态亦必定构成最优策略，从而如果优化问题的目标函数是可分的，那么运用动态规划可将多期最优决策问题分解为一系列单期最优决策问题求解，于是t时刻的最优策略为： (5) 而文献 [ 10 ] 则进一步利用条件期望的平滑性得到如下引理： 引理2：设多期优化控制问题中各个符号表示如上所示， 若 ， 其中 ，则有 (6) 注1：比较(5)、(6)两式可知：值函数 的条件期望的期望为0的部分 对最优策略 的确定没有贡献。 下面给出本文的主要结论。 命题1：资产–负债管理问题(ALMV-MF)的最优策略为： 最佳期望盈余水平为： 其中 证明：资产–负债管理问题(ALMV-MF)的目标函数为： ， 故 (7) (8) 由(5)式知： 根据Bellman最优原理，有如下递推公式： 其中 ，故 其中 (9) ，考虑到“注1”，故有： (10) 下面我们证明 有如下形式： (11) (12) 当 时，即计算 ，为此先计算 。注意(1)~(4)，于是有： (13) (14) 把(1)~(4)以及(13)~(14)代入(7)式并取条件期望： (15) 其中 显然有 因为 与 均独立，故与 也独立，取条件期望后值为0，所以上式中没有 的相关项，同样的原因上式中也没有 、 的相关项。 由(15)式知： (16) 由(10)式知： 于是由(16)式可推得知 时刻的最佳策略： ， ， 把最佳策略代回(16)式得： 结合(8)式知， 满足(11)-(12)式。 下面用数学归纳法证明(11)~(12)式对于 都成立。现在已知，当 时，(11)~(12)式成立，我们假设(11)~(12)式对 成立，即 满足(11)~(12)式，证明(11)~(12)式对 也成立。既然(11)~(12)式对 成立，则由(9)式可得， 进行与(15)~(16)式类似的推导，并注意 可得： (17) ， 且把最优策略 代入 ，并注意(8)式，得到 也满足(11)~(12)式。 利用(1)，(3)，(17)计算得到 ： (18) 证毕。 由命题1可得资产–负债管理问题在t时刻的最优策略为： 其中 由(12)式给定 为求有效前沿，还须计算 。 于是得到 的表达式： (19) 其中 由(12)式给定，都依赖于 ，结合(18)，(19)式消去参数 即得有效前沿。 当 时，多期资产–负债问题简化为最经典的多期均值方差问题，参数 均为0，其余参数简化为： 与文献 [ 9 ] 中相应的结论一致。
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user: 4. 结论 本文考虑有现金流追加的投资选择问题，在均值–方差模型框架下，该问题的目标函数含有盈余期望的平方这一非线性项，求解存在困难。作者利用mean-field方法，扩大了状态空间和策略空间，从而可以利用动态规划原理，进而通过迭代计算求得了最佳策略和有效前沿。
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user: 摘 要 本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了正交晶系(Pnma) CH 3 NH 3 PbBr 3 的电子结构和光吸收性质。结果表明，采用optB86b+vdWDF交换关联泛函计算得到的晶格结构和带隙宽度，与实验结果符合的很好，说明包含范德瓦尔斯作用的vdW-DF泛函能够更好的描述该体系的物理性质。态密度分析表明，有机分子CH 3 NH 3 对于价带顶和导带底的贡献较小，价带顶主要是由Br 4p轨道组成，导带底是由Pb 6p轨道组成。吸收系数计算结果表明材料在360 nm和430 nm附近出现两个吸收峰，且随着波长的增加，吸收强度呈现下降的趋势，以上结果为CH 3 NH 3 PbBr 3 在光电领域的应用提供可靠的理论基础。 关键词 :第一性原理，CH 3 NH 3 PbBr 3 ，电子性质，光吸收
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user: 1. 引言 太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能，能为人类社会发展提供取之不尽，用之不竭的清洁能源。有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，因其生产工艺简单，成本低廉，光电转化效率较高而引起广泛关注 [ 1 ] [ 2 ] 。2009年，日本的Miyasaka等人在研究染料敏化太阳电池的过程中，首次将具有钙钛矿结构的有机金属卤化物CH 3 NH 3 PbBr 3 和CH 3 NH 3 PbI 3 作为吸光层应用到染料敏化太阳能电池 [ 3 ] ，得到了3.8%的光电转换效率。在随后短短的几年时间内，钙钛矿太阳能电池技术取得了突飞猛进的进展 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。2011年，Im等人将实验方案进行了改进与优化，制备的CH 3 NH 3 PbI 3 量子点电池的效率达到了6.54% [ 8 ] 。2012年，Kim等人将Spiro-OMeTAD作为有机空穴传输材料应用到钙钛矿电池中，使钙钛矿电池的稳定性和工艺重复性大大提高 [ 9 ] 。此后，Burschka [ 10 ] 、Liu [ 11 ] 、Zhou [ 12 ] 等人采用采用不同的方法改进材料的性质，制备的钙钛矿太阳能电池的了转化效率超过15%，最高转化效率可以达到19.3%。2016年，Yi等人制备的钙钛矿太阳能电池，其光电转化效率已经超过20%，达到了20.4% [ 13 ] ，能够与CdTe薄膜电池(电池效率为22.1%)和CuInGaSn薄膜电池(电池效率为22.3%)技术相媲美，已经接近占市场主导地位的晶体硅太阳能电池(电池效率越为25%)。 随着研究范围的扩展，钙钛矿太阳能电池的结构也在不断发展变化，从最初的液态电解质，到固态电解质、平面异质节p-i-n结电池结构。但是，对于钙钛矿太阳能电池中电荷输运机理还没有完全理解清楚，影响电池性能的关键因素，也还需要进一步研究 [ 14 ] [ 15 ] 。为了理解钙钛矿太阳能电池的物理特性并调控其性能，人们采用理论计算方法对其电子结构等性质进行了研究，但是对CH 3 NH 3 PbBr 3 的理论研究工作较少，仍需要进一步系统的进行研究。因此，本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了钙钛矿结构CH 3 NH 3 PbBr 3 的电子结构和光吸收性质，以期为该材料的进一步研究提供可到的理论基础，并对后续的相关实验有一定的指导作用。
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user: 2. 计算方法和模型 本文所有的计算都是在基于密度泛函理论赝势平面波的VASP程序中进行的 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] 。电子与离子之间的相互作用通过PAW方法来描述，采用广义梯度近似(PBE)描述电子与电子之间的交换关联项。计算中所涉及到原子的价电子组态选择为：Pb:5d 10 6s 2 6p 2 ，Br:4s 2 4p 5 ，C:2s 2 2p 2 ，N:2s 2 2p 3 ，H:1s 1 。平面波的截断能量为500 eV，并采用以Γ为中心的5 × 5 × 5的格点对第一布里渊区的进行积分。自洽计算的收敛精度为10 −5 eV∙atom −1 。对于单胞形状和体积以及内部坐标进行优化，收敛标准为原子受力小于0.05 eV/Å。考虑到在包含着弱相互作用的材料中，比如有机无机杂化材料，范德瓦尔斯相互作用对于体系结构的影响也很重要 [ 20 ] 。因此，我们采用了optB86b+vdWDF的交换关联泛函形式来描述体系当中的范德瓦尔斯相互作用 [ 21 ] 。 介电函数是反映材料光谱特性的有效指标之一，用来描述半导体材料电磁辐射的线性响应属性。在密度泛函理论计算中，介电函数的虚部ε 2 (ω)是通过计算从占据态到空态的电子跃迁积分得到的。然后再通过Kramer-Kronig变换 [ 22 ] ，得到介电函数的实部ε 1 (ω)。因此，介电函数虚部ε 2 (ω)对于分析电子跃迁规律和光吸收特性有重要意义。 CH 3 NH 3 PbBr 3 在不同温度下具有不同的结构：在低温条件下，材料为正交晶系结构(空间群：Pnma)；当温度大于150 K，材料转变为四方晶系结构(空间群：P4/mcm或者I4/mcm)；当温度高于240 K，材料转变为对称性更高的立方相结构(空间群：Pm-3m)。由于只有在低温条件下，有机-无机杂化钙钛矿材料中有机分子的取向才会趋向于有规律的排列 [ 23 ] ，并且从实验上确定C和N原子的位置，因而本文的计算采用的是低温正交结构的CH 3 NH 3 PbBr 3 ，计算所采用的晶胞如图1所示。
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user: 3. 钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 的电子结构和光吸收性质 通常情况下，钙钛矿结构的ABX 3 类化合物是由阳离子A和BX 6 八面体组成的三维结构。图1为钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 的结构示意图，其中Pb离子与周围的6个Br离子形成八面体构型，有机分子团CH 3 NH 3 位于八面体间隙中心，配位数为12。表1给出了优化计算后得到的CH 3 NH 3 PbBr 3 体系的晶格常数以及Pb-Br键长，实验上以及其他计算给出的结果也一并给出。从表中可以看出，我们采用采用非局域vdW-DF方法计算得到的晶格常数与实验值符合的很好 [ 24 ] ，并且优于GGA-PBE计算得到的结果。其中，Pb-Br1键长是指沿图1中b轴方向排列的Pb-Br键长，Pb-Br2是指ac平面内的Pb-Br键长。从表1中可以看出，晶格优化后的Pb-Br键长都有所增加，这与优化后整个晶胞的体积变大相符，而且优化后的Pb-Br键长总体上与实验值偏差很小(~1%)。这说明对于有机无机杂化类的化合物，引入包含范德瓦尔斯作用的vdW-DF方法能够更好的描述有机-无机杂化钙钛矿体系的晶体结构。 钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 的总态密度以及CH 3 NH 3 、Pb和Br的分波态密度分布如图2所示。通过比较CH 3 NH 3 、Pb和Br的分波态密度分布，我们可以得到体系原子之间的成键机理。从图中可以看出，钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 价带顶的态密度主要来自于Br 4p轨道和少量Pb 6s轨道的贡献，而导带底的态密度主要来自于Pb 6p轨道的贡献。同时，Pb 6s轨道主要集中在−8.3 eV~−6.7 eV的导带深处，对于材料光吸收性质的影响较小。而C和N的2p轨道以及H的1s轨道主要集中在−4.8 eV、−6.8 eV和−8.9eV附近的三个窄带，与Pb和I的s、p轨道重叠较小，表明有机分子CH 3 NH 3 和Pb、I之间不存在明显的共价相互作 Table 1 Calculated lattice constant and Pb-Br bond-length of orthorhombic perovskite CH3NH3PbBr3， as well as experimental value and other calculated result a (Å) b (Å) c (Å) V(Å 3 ) Pb-Br1 Pb-Br2 实验值 [ 24 ] 7.976 11.841 8.565 808.91 2.971 2.988/2.971 本文计算值 7.908 11.962 8.609 814.43 3.001 3.016/2.996 HSE06计算 [ 25 ] 8.180 12.098 8.848 875.61 / / 表1. 第一性原理计算得到的正交晶系钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 晶格常数以及Pb-Br键长。作为比较，实验结果和其他计算值也分别列出 图1. 钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 的结构图 图2. 钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 的总态密度以及CH 3 NH 3 、Pb和Br的分波态密度分布，费米能级所在的位置设置为零 用。综上所述，有机分子团CH 3 NH 3 对决定材料性质的价带顶和导带底的贡献很小，仅为体系提供了一个电子。此外，该材料吸收光子之后，电子跃迁将在价带顶的Br 4p轨道以及导带底的Pb 6p轨道之间发生。相比于一般第一性原理计算低估带隙的情况，我们计算得到CH 3 NH 3 PbBr 3 的带隙宽度为2.12 eV，与实验上得到的结果相符(2.25 eV) [ 26 ] 。这主要是由于Pb元素较强的相对论效应与典型GGA计算低估带隙的误差相抵消的结果，类似的结论在其它含Pb的材料中也有报道 [ 27 ] [ 28 ] ，但这并不影响我们分析钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 的电子结构和光吸收性质。 钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 体系的能带结构如图3所示。从图中可以看出，该材料属于直接带隙晶体(带隙宽度为2.12 eV)，价带顶和导带底位于布里渊区的中心点Γ。总体上，CH 3 NH 3 PbBr 3 的能带可以分为三部分，通过与分波态密度进行比对，我们可以对各部分能带的组成进行分析。其中，−4.8 eV附近的窄带是由C 2p、N 2p和H 1s轨道组成；−3.7 eV到价带顶的部分主要由Br 4p轨道组成，且−1.6 eV以下的能带包含部分Pb 6p轨道的贡献，而−1.6 eV以上的价带包含部分Pb 6s轨道的贡献；导带底的能带主要来自Pb 6p轨道的贡献。从图中可以看出，有机分子CH 3 NH 3 的能带是窄平状的，表明有机分子附近的电子是局域电子。而价带顶和导带底附近的能带展宽比较大，表明该区域的能态具有非局域的特性。 钙钛矿材料的吸收系数α(ω)可以通过介电函数的实部ε 1 (ω)和虚部ε 2 (ω)利用公式： 求得 [ 29 ] 。我们计算得到的CH 3 NH 3 PbBr 3 的介电函数的虚部 ε 2 (ω)和吸收系数α(ω)如图4所示，其中吸收系数的单位为10 5 cm −1 。介电函数虚部ε 2 (ω)图中的不同的峰值对应于特定的轨道电子跃迁，位于3.3 eV附近的峰值对应于−0.8 eV附近的Pb 6s与Br 4p之间的杂化态到2.5 eV附近的Pb 6p轨道的电子跃迁，如图2中Pb和Br的分波态密度图所示。此能量对应于吸收光波长375 nm，与我们计算得到的位于360 nm附近的吸收峰相对应，如图4所示。从整体上看，吸收强度随着波长的增加呈现逐渐减小的趋势，同时在430 nm附近出现了一个较弱的吸收峰，该吸收峰对应于介电函数的虚部ε 2 (ω)图中的2.9 eV附近的肩峰。相比于研究较多的钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 来说，Br替代I之后体系的带隙宽度变大(CH 3 NH 3 PbI 3 带隙宽度 ~1.5 eV) [ 30 ] ，导致了吸收峰向短波长方向移动，以上结果为有机-无机杂化钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 材料的应用提供了可靠的理论基础。 图3. 钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 的能带结构。能带中包含的布里渊区高对称性点为：Γ = (0，0，0)， Z = (0，0，1/2)， T = (0，1/2，1/2)， Y = (0，1/2，0)， S = (1/2，1/2，0)， X = (1/2，0，0)， U = (1/2，0，1/2)， R = (1/2，1/2，1/2) 图4. 钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 介电函数虚部ε 2 (ω)和吸收系数α(ω)图
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user: 4. 结论 我们采用第一性原理计算方法，研究了正交晶系(Pnma)钙钛矿CH 3 NH 3 PbBr 3 材料的电子结构和光吸收性质。计算结果表明，采用optB86b+vdWDF交换关联泛函计算得到的晶格结构和带隙宽度，与实验结果符合的很好，且优于GGA-PBE的计算结果，说明包含范德瓦尔斯作用的vdW-DF泛函能够更好的描述该体系的物理性质。态密度分析表明，有机分子团CH 3 NH 3 对于价带顶和导带底的贡献较小，价带顶主要是由Br 4p轨道组成，导带底主要是由Pb 6p轨道组成。吸收系数计算结果表明材料在360 nm和430 nm附近出现两个吸收峰，且随着波长的增加，吸收强度呈现下降的趋势。以上结果为CH 3 NH 3 PbBr 3 在光电领域的应用提供可靠的理论基础。
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user: 摘 要 随着中国房地产市场，银行房贷业务和住房抵押贷款规模的不断扩大，中国住房抵押贷款证券化也开始试点运行。美国因其住房抵押贷款市场规模庞大，发展成熟成为了主要借鉴对象。然而2007年美国次贷危机也将住房抵押贷款证券化的一系列问题显现了出来，对中国住房抵押证券化的发展造成了深远影响。本文旨在通过对我国住房抵押贷款证券化的发展现状及问题进行探析，在借鉴美国次贷危机经验教训的基础上，通过具化住房抵押贷款证券化流程，比对同阶段中美住房抵押贷款证券化的差异，研究适合我国住房抵押贷款证券化的发展道路。 关键词 :资产证券化，住房抵押贷款证券化，美国次贷危机
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user: 1. 引言 20世纪70年代初，资产证券化作为一个创新的金融工具出现在人们的视野。而作为起源地的美国，则是拥有了世界上规模最为完善的住房抵押贷款市场。据瑞士联合银行的数据显示，2008年美国住宅房地产规模约17万亿美元，其中住宅抵押贷款市场规模约占6成，为10万亿美元，而抵押贷款证券化市场规模已高达6万亿美元 [ 1 ] 。美国住房抵押证券化市场的巨大成功也使得世界各国纷纷效仿，在其后十几年里，欧亚各国也都掀起了一股证券化的浪潮。 随着“建元2005-1MBS”于2005年在全国银行间债券市场的发行交易，同时政府《信贷资产证券化的试点管理办法》的颁布，我国也开始走上了资产证券化的道路。随着试点的不断扩大，“建元2007-1MBS”正式发行，总规模达到41.6亿元，优先级资产约40.2亿元，次级资产约1.4亿元 [ 2 ] 。然而，由于沉浸在利益中的人们忽视了风险，一场波及全球的美国次贷危机悄然而至。在其弊端显露的同时也致使中国住宅抵押贷款证券化的发展戛然而止。因此，如何向证券化发展成熟的美国借鉴经验、如何从美国次贷危机中得到对中国证券化发展的启示有着重要的研究意义和研究价值。因此，本文对我国住房抵押贷款证券化进行综述性研究，以期对该类研究有所帮助。
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user: 2. 背景及文献综述 资产证券化是指将缺乏流动性的资产，转换为在金融市场可自由买卖证券的行为，增强其流动性。广义的资产证券化指某一资产或资产组合采取证券资产价值形态的资产运营方式；狭义的资产证券化指信贷资产证券化。按照资产种类的不同，信贷资产证券化可分为住房抵押贷款支持的证券化(Mortgage-Backed Securitization， MBS)和资产支持的证券化(Asset-Backed Securitization， ABS) [ 3 ] 。 住房抵押贷款证券化是指金融机构(主要是商业银行)把所持有的流动性较差但具有未来现金收入流的住房抵押贷款汇聚重组为抵押贷款群组，由证券化机构或有特定目的机构(Special Purpose Vehicle， SPV)通过现金方式买进，经过信用增级或担保后以证券的形式出售给投资者的融资过程 [ 4 ] 。这致使原本缺失流动性、不易被出售给投资者但能够产生可预见性现金流的资产，转换成可以在市场上流动的证券。增强了固定资产的流动性，盘活了金融资产。 住房抵押贷款证券化的运作主要通过6个步骤进行 [ 4 ] ： 首先，发起人(一般为商业银行)根据自身的贷款情况和融资需求选择并确定要证券化的资产，对资产按照利率、期限等进行重组和估算，确定规模，然后组建资产池。其次，发起人将设立一个特别目的机构，从发起人处购买基础资产。为了满足投资者关于偿付，信用等方面的需求，避免因信用较低致使投资者亏损以及降低融资成本，特别目的机构将在购买后对其进行信用增级。信用增级后，特别目的机构聘请信用评级机构(如：标准普尔公司)审查信用增级的合法性，并对证券未来产生现金流的能力进行评估，并给出公正的评级供投资者参考。紧接着，特别目的机构将委托证券承销商把经过信用评级后的资产进行公开或私募发行。最后，特别目的机构将会安排机构对资产池进行管理，按时收取本息并对其实施监管，当偿还完毕，若现金流还有剩余，最终将会返还交易发起人。 根据上述描述，住房抵押贷款证券化运作流程如图1。 住房抵押贷款证券化在美国已有了40多年的历史。因此，国外学者研究成熟，研究日趋微观，早已形成体系。例如MBS定价中住房抵押贷款证券的价值主要取决利率环境的整体状况 [ 5 ] ；或“有条件的提前偿付率(CPR)”，即PSA基准来对提前偿付行为进行预测研究 [ 6 ] 。 自1998年我国住房制度改革的实施，住房分配制度逐渐被住房按揭制度取而代之，我国的住房抵押贷款得到了快速的发展。从2006年至2013年的数据显示(表1)，住房抵押贷款无论从余额还是从比率都上都呈现平稳上涨的趋势，贷款增速从2010年起明显回落。然而贷款的持续增长也会给银行带来更多风险。 我国证券化发展无论是理论和实践至今都仍处于起步阶段。但我们也分阶段推行了试点，积累了一定的经验。2007年12月，规模为41.6亿元的“建元2007-1”正式试点发行。然而据中国资产证券网的资料显示，2008年后受美国次贷危机影响，中国资产证券化进程中断，2011年券商资产证券化率先重启 [ 7 ] 。 在重启资产证券化后，目前，我国资产证券化主要集中在信贷资产证券化，截止2013年，我国计划实施了6个信贷资产证券化项目(表2)，除了建元2005和建元2007之外几乎没有专门的住房抵押贷款证券化项目，其业务更多地包含在银行的不良信贷资产证券化中。 我国住房抵押贷款证券化于2005开始试点，证券化发展仍处于初期阶段，所以证券化一级市场仍存在一些问题。由于国家仍向住房中投入产权，标的资产没有具备清晰的产权，标的资产缺乏统一和明确的产权界定。 图1. 住房抵押贷款证券化流程图 [ 5 ] Table 1 Personal home mortgage loan in China (unit: trillion yuan 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 余额 1.99 2.7 3.31 4.76 6.16 6.94 8.1 9.8 增长率 8.07% 35.9% 22.4% 47.9% 29.4% 16.8% 13.5% 21% 占贷款比率 8.8% 10.3% 10.9% 11.9% 12.74% 13.12% 12.86% 13.6% 占GDP比率 9.5% 11.0% 11.0% 14.2% 15.5% 14.7% 15.6% 17.22% 表1. 我国个人住房抵押贷款发展情况表(单位：万亿元) 数据来源：《金融机构贷款投向统计报告》2006年~2013年。 Table 2 2013 credit assets securitization projec 序号 项目 发起人 规模(亿元) 1 工元2013年第一期信贷资产支持证券 工商银行 35.92 2 2013年第一期发元信贷资产证券化 农业发展银行 12.74 3 2013年第一期开元铁路专项信贷资产证券化项目 国家开发银行 80 4 2013年第一期进元资产证券化项目 进出口银行 10.4 5 邮元2013年第一期信贷资产证券化 邮储银行 5 6 2013年民生第一信贷资产支持证券 民生银行 13.67 表2. 2013年信贷资产证券化项目实施表 数据来源：《中国资产证券化年度报告》2013年。
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user: 3. 美国的住房抵押贷款证券化 美国已拥有了最为成熟的住房抵押贷款证券化市场。然而2007年美国次贷危机的爆发，全球金融市场都受到了波及，也使得刚起步的中国证券化中止了脚步。因此，美国的经验教训对我国有很好的借鉴意义。 美国的住房抵押贷款证券化主要是以政府主导型模式为主(即政府组织并在二级市场构建有国家信用的机构)，来推动住房抵押贷款证券化的实施。美国住房抵押贷款证券化的开展主要有两个主要特点 [ 8 ] ：政府或准政府机构提供担保，以减少投资者对于违约风险的担忧；及拥有完善的法律制度保障，政策支持 早在1934年，为转变公民住房情况，美国国会《国家住房法案》，在推行住房抵押贷款证券化的过程中，美国又制定了《房地产投资信托法》、《住宅抵押再贷款法》、《加强二级抵押贷款市场法案》等。通过等政府机构设立规定种类、金额、收入的统一的标准化合约，以明确住房抵押债券的法律地位，保障住房抵押贷款证券化的正常实施。此外，美国也加强了会计制度建设、提出了联邦住房管理署税收优惠政策。例如：1986年《税收改革法》的提出，免除了特别目的机构的“双重税负”，有效地激励了证券化发展 [ 9 ] 。 次级抵押贷款是指一些贷款机构提供贷款给收入较低、信用较差的借款人。它是一个高风险、高收益的行业，因为次级贷款对贷款者还款能力和信用记录的要求不高，而贷款利率较高，受到了因信用记录不好而被银行拒绝的人的喜爱 [ 10 ] 。2001年至2006年短短5年时间，次级抵押贷款占总抵押贷款规模的比重上升了11.4个百分点。据美国证券行业和金融市场协会的数据可知，2001年机构抵押贷款证券发行量为108.6182亿万，较2000年相比上涨了128%，在接下来的几年里，机构抵押贷款证券发行量也一直处于平稳上升阶段，见表3。除此之外，为吸引借款人，金融机构普遍降低了门槛，加大了次贷发行 Table 3 US mortgage securities issuance (unit: million dollars Year Fannie Mae (房利美) Freddie Mac (房地美) Ginnie Mae (吉利美) Total 2000 204，189 166，901 103，300 474，390 2001 521，971 389，611 174，600 1，086，182 2002 725，742 547，046 174，000 1，446，788 2003 1，199，549 713，280 217，900 2，130，729 2004 524，885 365，148 125，000 1，015，033 2005 498，549 397，867 86，900 983，316 2006 479，773 360，023 83，300 923，096 表3. 美国抵押贷款机构证券发行量表(单位：百万美元) 数据来源：《US Agency MBS and CMO Issuance》2000年~2006年。 力度 [ 10 ] 。金融监管机构的监管不力使得市场制约机制失效，加上次贷的过量发行，为危机的产生埋下了伏笔。