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基于CNN的新冠肺炎胸部X射线影像检测方法研究

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基于CNN的新冠肺炎胸部X射线影像检测方法研究

作者：彭曦晨安徽理工大学

学位级别：硕士

新冠肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)的控制迫在眉睫,干扰人类正常生活,威胁人类生命健康。COVID-19传播性强,快速隔离、确诊、治疗是控制疫情的首要任务,利用胸部X射线(Chest X-Ray,CXR)影像判断病状是辅助检测COVID-19的方... 详细信息

新冠肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)的控制迫在眉睫,干扰人类正常生活,威胁人类生命健康。COVID-19传播性强,快速隔离、确诊、治疗是控制疫情的首要任务,利用胸部X射线(Chest X-Ray,CXR)影像判断病状是辅助检测COVID-19的方法之一,随着深度学习的不断发展,CNN已经应用于医学影像领域,利用图像分类的方法能够识别COVID-19 CXR影像,实现计算机自动辅助检测COVID-19,缩减大量的人力、物力、时间成本。本文的研究工作如下:(1)针对提升图像分类网络的分类精度的问题,提出基于高层语义加权融合的COVID-19 CXR影像检测方法,构建一种图像分类中的梯形金字塔融合网络。通过元素级级联结浅层与深层网络,再获取相邻深层网络的高层语义信息,加权到融合网络的分支中,强化深层中语义性强的特点,复用浅层的特征图,利用这种方法构建出梯形金字塔融合VGG(Trapezoid Pyramid Fusion-VGG,TP-VGG),将VGG中深层网络的一层卷积移入梯形金字塔融合分支中,以聚合高层特征的加权信息,利用全局平均池化,减小分类器的参数量。比较TP-VGG和VGG,TP-VGG参数量更小,分类精度也得到了显著的提升,最后应用于COVID-19二分类和三分类数据集。(2)针对图像分类网络识别COVID-19 CXR影像的问题,提出了注意力引导梯形金字塔融合网络(Attention Steered Trapezoid Pyramid Fusion Network,ASTPNet),该网络可以附加在不同的CNN上。首先通过空间、通道注意力的并行,强调空间、通道中的有效语义信息,弱化空间、通道中干扰信息的影响,利用注意力的引导构建梯形金字塔特征融合结构,其次提出了注意力引导块(Attention Steered Block,AS Block)高效地聚合加权信息。通过实验表明,将ASTPNet附加在VGG16/19、Res Net34/50和Res Ne Xt上,性能得到了提升,并且应用于识别COVID-19 CXR影像,二分类和三分类准确率分别达到了98.40%和97.10%,ASTPNet与其它的识别COVID-19 CXR影像的方法相比具有较好的识别效果。(3)针对识别COVID-19 CXR影像时需要注重模型结构的问题,引入参数量和计算量(Floating Point Operations,FLOPs)作为评估标准之一,需要满足移动端和嵌入式设备,提出了基于轻量级网络的COVID-19 CXR影像检测方法。通过轻量级注意力(Lightweight Attention,LWA)对融合分支进行引导,能够高效地特征提取,构建出轻量级注意力引导的Shuffle Net(Lightweight Attention Steered-Shuffle Net,LWAS-Shuffle Net)网络模型,再利用迁移学习的方式获取源域上的权重,最终得到LWAS-Shuffle Net0.5和LWAS-Shuffle1.0。通过实验表明,LWA模块的有效性,LWAS-Shuffle Net0.5的性能更好,在二分类和三分类数据上识别精度达到98.40%和97.46%,参数量和FLOPs达到1.6282M和65.1892M,在保证精度的同时,参数量和FLOPs更低,优化了模型结构。图[39]表[16]参[81]

关键词：新冠肺炎胸部X射线 CNN 图像分类特征融合注意力轻量级网络

注意力引导梯形金字塔融合网络识别新冠肺炎X射线影像

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光电子．激光 2023年第10期34卷 1111-1120页

作者：葛斌彭曦晨孙倩倩袁政安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽淮南232000

新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)严重影响人类社会和经济的发展,威胁人类的健康。如何更准确、快速地排查感染病毒的患者,使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的方法识别COVID-19胸部X射线影像,... 详细信息

新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)严重影响人类社会和经济的发展,威胁人类的健康。如何更准确、快速地排查感染病毒的患者,使用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的方法识别COVID-19胸部X射线影像,完成计算机自动辅助诊断。但是,由于识别精度不高,难以准确判断是否感染了COVID-19。为了提高网络模型对COVID-19胸部X射线影像的识别性能,首先提出注意力引导梯形金字塔融合网络(attention steered trapezoid pyramid fusion network,ASTPNet),该网络可以附加在不同的CNN上,有效地利用模型中深层与浅层网络的特点;其次提出注意力引导块(attention steered block,AS Block),通过通道和空间注意力,强调通道和空间中的有效语义信息,弱化无效的干扰信息,高效地聚合加权信息。最终实验结果表明:将ASTPNet附加在VGG16/19、ResNet34/50和ResNeXt上,识别精度有了显著提升;应用于自建的COVID-19数据集,与其他CNN方法相比,ASTP-ResNet34性能更优,二分类和三分类准确率分别达到了98.40%和97.10%,能够精准判断是否感染了COVID-19。

关键词：新型冠状病毒肺炎(COVID-19) 卷积神经网络(CNN) 胸部X射线影像注意力融合网络

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基于深度残差网络的庞氏骗局合约检测方法

光电子．激光 2023年第8期34卷 882-889页

作者：葛斌袁政任萍彭曦晨夏晨星安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽淮南232001

现有针对庞氏骗局智能合约的检测方法大多基于合约操作码特征和账户特征,对初步部署合约检测效果一般。对此,提出一种基于深度残差网络的庞氏骗局合约检测方法。首先,通过分析智能合约操作码特点,提出单点词嵌入编码算法(single word em... 详细信息

现有针对庞氏骗局智能合约的检测方法大多基于合约操作码特征和账户特征,对初步部署合约检测效果一般。对此,提出一种基于深度残差网络的庞氏骗局合约检测方法。首先,通过分析智能合约操作码特点,提出单点词嵌入编码算法(single word embedding coding algorithm,SWEC),对智能合约进行重新编码。然后,利用关键操作码提取方法,提取关键操作码(critical operation code,CO)及权重值,并以此设计关键操作码权重模块,改进深度残差网络用于合约检测。最后,在公开数据集上进行相关实验,实验结果表明,基于深度残差网络的庞氏骗局合约检测方法具有99.7%的查准率和99.9%的查全率,相比现有方法有较大提升,能够更加准确地识别庞氏骗局合约。

关键词：智能合约庞氏骗局以太坊深度残差网络

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基于特征融合和注意力的图像分类研究

合肥学院学报（综合版） 2022年第2期39卷 91-97页

作者：彭曦晨葛斌邰悦安徽理工大学计算机科学与工程学院安徽淮南232000

针对图像分类算法准确率的问题,提出一种基于特征融合和注意力机制的附加模块。首先利用浅层和深层网络特征图相融合的方法,其次引入通道注意力机制,选择性强调有用的特征信息,大幅提升分类精度,在分类层上使用全局平均池化代替全连接层... 详细信息

针对图像分类算法准确率的问题,提出一种基于特征融合和注意力机制的附加模块。首先利用浅层和深层网络特征图相融合的方法,其次引入通道注意力机制,选择性强调有用的特征信息,大幅提升分类精度,在分类层上使用全局平均池化代替全连接层,降低模型在训练过程中出现过拟合现象的风险。最后在Kaggle花子分类数据集和CIFAR-10数据集上验证了将模块附加于VGG16、VGG19和AlexNet,提升了损失函数收敛速度,对比原网络具有更好的分类效果。

关键词：图像分类特征融合通道注意力全局平均池化

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鲜红斑痣患者514例皮肤镜特征分析

中国皮肤性病学杂志 2024年

作者：张水晶彭曦邹彦芬徐宁陈佳玲吴辰晨叶庭路于波山东第二医科大学临床医学院北京大学深圳医院皮肤性病科

目的探讨鲜红斑痣患者皮损的皮肤镜特征，为临床诊治鲜红斑痣提供指导。方法回顾性分析2020年1月—2024年2月本院皮肤科确诊的514鲜红斑痣患者临床资料和诊断时皮肤镜下特征，并分析皮肤镜下血管类型与性别、年龄、部位、临床类型及治... 详细信息

目的探讨鲜红斑痣患者皮损的皮肤镜特征，为临床诊治鲜红斑痣提供指导。方法回顾性分析2020年1月—2024年2月本院皮肤科确诊的514鲜红斑痣患者临床资料和诊断时皮肤镜下特征，并分析皮肤镜下血管类型与性别、年龄、部位、临床类型及治疗史等的关系。结果鲜红斑痣皮肤镜下可分为点球状血管、网状血管、线状血管、不规则分支状血管、红色背景、混合型血管等不同种类。最常见的类型为混合型血管模式(49.73%)，且以点球状合并线状血管模式为主(31.50%)。患者不同性别、治疗史的鲜红斑痣皮肤镜下各种特征差异无统计学意义(P＞0.05)。患者不同年龄组、临床类型及病变部位的鲜红斑痣皮肤镜下特征差异有统计学意义(P＜0.05)。结论鲜红斑痣具有多种镜下特征，鲜红斑痣皮肤镜下血管模式与患者年龄、临床类型、病变部位有关。

关键词：鲜红斑痣皮肤镜特征诊断

通信网络流量建模和加权公平队列性能分析与实践

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系统工程理论与实践 2024年第4期44卷 1335-1348页

作者：陈刚夏俐姜兆宇彭曦徐慧颖广州大学管理学院广州510006 中山大学管理学院广州510275 华为技术有限公司北京100095 华为技术有限公司中国香港999077 华为技术有限公司东莞523808

通信网络流量建模和排队性能分析问题对网络服务质量管理、带宽调度优化等具有重要的意义和作用.该问题也是华为公司2019年提出的通信领域十大挑战问题之一.基于和华为公司合作的研究项目,本文主要研究路由器输出端口的网络流量建模和... 详细信息

通信网络流量建模和排队性能分析问题对网络服务质量管理、带宽调度优化等具有重要的意义和作用.该问题也是华为公司2019年提出的通信领域十大挑战问题之一.基于和华为公司合作的研究项目,本文主要研究路由器输出端口的网络流量建模和排队性能分析问题.区别于传统的话音业务流、高速网络业务流强度变化显著,存在相关性和突发性,需要研究表达能力更强的网络流量模型.本文首先设计了基于批马尔可夫到达过程(batch Markov arrival process,BMAP)的网络流量模型拟合算法.其次,基于路由器输出端口的网络业务流服务传输机制,本文建立了加权公平队列(weighted fair queueing,WFQ)服务机制下的BMAP/PH/1排队系统模型,推导了该网络流量排队模型的系统状态平稳分布及其排队性能指标(平均队长,时延等).最后,利用华为公司测试网络流量样本数据,对本文建立的网络流量模型及其参数拟合算法进行了数值实验,对比分析了网络流量排队性能的理论和仿真结果.实验效果证明了本文研究的网络流量模型和排队性能分析方法的有效性.

关键词：排队论马尔可夫到达过程加权公平队列网络流量模型

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广东自由贸易试验区联动关系研究

国际经济合作 2024年第3期40卷 59-67,93页

作者：符正平彭曦中山大学管理学院中山大学自贸区综合研究院中山大学粤港澳发展研究院

自由贸易试验区要避免“画地为牢”,关键在于如何处理与各方面的联动关系。以广东自由贸易试验区为例,联动关系包括与大湾区内地城市和海南自由贸易港经济功能园区,与香港地区和澳门地区两个自由港,以及与RCEP成员国和“一带一路”共建... 详细信息

自由贸易试验区要避免“画地为牢”,关键在于如何处理与各方面的联动关系。以广东自由贸易试验区为例,联动关系包括与大湾区内地城市和海南自由贸易港经济功能园区,与香港地区和澳门地区两个自由港,以及与RCEP成员国和“一带一路”共建国家之间的联动。在与周边城市及海南自由贸易港的联动发展中,应强调平台之间的联动,利用“飞地”模式推进跨区域产业联动;在与香港地区、澳门地区自由港的联动发展中,应注重规则衔接与机制对接,探索建设粤港澳单一自贸区;在与RCEP成员国及“一带一路”共建国家联动发展中,要对标CPTPP等高水平国际经贸规则,加强与相关国家自贸区、工业园区之间的联动,将自由贸易试验区建设成为跨境产业链供应链的核心节点。

关键词：自贸试验区联动发展粤港澳大湾区 “一带一路” RCEP

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静止变频器起动过程非特征谐波特性分析

电网技术 2024年

作者：兰征彭曦姜飞姚鹏纪岸兵长沙理工大学电气与信息工程学院珠海万利达电气自动化有限公司湖南工业大学电气与信息工程学院

静止变频器(Static Frequency Converter， SFC)在运输行业、电力行业、工业自动化、新能源行业应用广泛，已成为现代工业生产中重要的一环。然而，SFC驱动电机易引发电能质量问题，以抽水蓄能电站为例，SFC起动产生的谐波导致厂用电设... 详细信息

静止变频器(Static Frequency Converter， SFC)在运输行业、电力行业、工业自动化、新能源行业应用广泛，已成为现代工业生产中重要的一环。然而，SFC驱动电机易引发电能质量问题，以抽水蓄能电站为例，SFC起动产生的谐波导致厂用电设备损坏或自动装置误动作，甚至谐波传递至上级电网，影响电网的安全稳定运行。针对SFC起动过程中的谐波问题，研究非特征谐波产生机理，建立考虑限流电抗器的SFC网侧电流精准数学模型，分析得出影响非特征谐波含量的主要因素，揭示断续换相过程、电机内部扰动和外部扰动过程对非特征谐波的普适性影响规律。最后，基于某抽水蓄能电站的实际参数搭建Matlab/Simulink仿真模型，结合现场测试结果，验证本文对抽水蓄能电站内部非特征谐波特性分析的正确性与准确性。

关键词：静止变频器 SFC起动非特征谐波断续换相

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高校工会财务管理现状及优化策略研究

商讯 2024年第17期 49-52页

作者：彭曦云南财经大学

本文对我国高校工会财务管理的现状及问题进行了全面研究。随着高校工会在教职工权益维护中的作用日益重要，其财务管理问题逐渐凸显。文章深入分析了现有问题，如资金筹集与使用不规范、财务核算不健全等，并提出了优化对策，包括完善... 详细信息

本文对我国高校工会财务管理的现状及问题进行了全面研究。随着高校工会在教职工权益维护中的作用日益重要，其财务管理问题逐渐凸显。文章深入分析了现有问题，如资金筹集与使用不规范、财务核算不健全等，并提出了优化对策，包括完善管理体系、提升财务人员素质、加强审计与监督等。希望本文能够为高校工会财务管理提供有益的参考，提高其财务管理水平，保障工会资金的安全与合规。

关键词：高校工会财务管理制度建设优化策略