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基于对抗网络的半监督颈动脉斑块超声图像识别研究

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基于对抗网络的半监督颈动脉斑块超声图像识别研究

作者：陈泽杭东莞理工学院

学位级别：硕士

颈动脉粥样硬化是引发冠心病、脑卒中等心血管疾病的重要病因之一,发现颈动脉内粥样物质沉积形成的易损斑块,有助于准确评估患者的心血管健康状况。医生需要通过观察超声影像对病灶进行分析和诊断,但大量影像数据的解读给医生带来了巨... 详细信息

颈动脉粥样硬化是引发冠心病、脑卒中等心血管疾病的重要病因之一,发现颈动脉内粥样物质沉积形成的易损斑块,有助于准确评估患者的心血管健康状况。医生需要通过观察超声影像对病灶进行分析和诊断,但大量影像数据的解读给医生带来了巨大挑战,经验不足和疲劳都会导致病情判断出现误差。因此,运用深度学习技术对超声影像中的斑块进行精确识别,对辅助医疗诊断意义重大。近年来,基于深度学习的有监督学习方法在斑块识别领域已经取得显著进展并实现了较高的识别精度,但这些方法的应用仍受限于对大量标注数据和人工参与的依赖。本研究提出一种新的基于生成对抗网络的半监督学习方法来进行粥样斑块的分割,该模型采用两个生成器和一个判别器的对抗网络结构。本文主要研究内容如下:针对超声图像标注数据稀少且标注成本高的问题。本研究对生成器进行改进。由两种生成器组成,分别是CNN模型和VIT模型。通过结合CNN模型与VIT模型的不同优势,有效利用了未标记图像,实现了模型在训练过程中的相互学习与监督,显著提高了粥样斑块识别的精度和效率。针对置信图二值化的像素阈值设置不当可能导致误判的问题。本研究对模型中的判别器进行了创新性改进,引入基于三个残差基础块的特征提取模块,并设计了两个输出分支,生成图像级概率和像素级置信图,将图像级概率作为像素级置信图的动态阈值,对像素级置信度图进行二值化处理,从而生成精确的置信掩膜,以提升分割任务的表现。此外,本研究还构建了一套基于分割结果的量化分析模型,使得分割结果得以数据化,并实现了分割与量化分析的有效结合。通过对生成器与判别器进行改进,基于对抗网络的半监督模型在自制的颈动脉超声图像数据集上进行实验,结果表明本文方法优于现有流行的半监督和全监督方法,并且本文方法在只用84张有标注图片训练的情况下达到基线模型用845张有标签图片训练情况下效果的94%。本文方法还在公开数据集乳腺超声数据集进行测试,取得了相似的结果。此方法减少了对大量标注数据的依赖,降低了时间和金钱成本。为了实现颈动脉粥样斑块的辅助诊断,本研究与医疗单位合作,收集并标注了大量颈动脉超声图像,为模型训练提供了宝贵的数据资源。基于半监督学习方法研发了一套颈动脉辅助诊断系统,集成了自动扫描装置、分割模型、测算模型及用户交互界面,显著提高了诊断的准确性和效率。

关键词：颈动脉斑块分割超声图像对抗网络半监督学习辅助诊断系统

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无线传感器网络数据流异常检测方法研究

无线传感器网络数据流异常检测方法研究

作者：苏宇杭青海师范大学

学位级别：硕士

对到达服务器端的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)数据流进行异常检测可以及时发现故障并报警修复,确保系统安全可靠运行。数据流往往是根据时间的变化来收集的,通常影响环境的变量是多元的。WSN被部署的环境大多数时间... 详细信息

对到达服务器端的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)数据流进行异常检测可以及时发现故障并报警修复,确保系统安全可靠运行。数据流往往是根据时间的变化来收集的,通常影响环境的变量是多元的。WSN被部署的环境大多数时间是正常运行的,遇到异常的概率小且大部分是未知事件,要想在训练异常检测模型之前收集并标记所有的异常事件几乎是不可能的。因此,对WSN数据流的异常检测不仅要考虑时间相关性,也要关注变量间相关性,还要捕捉和正常数据不同的全局特征和数据的周期性。本文利用深度学习方法,研究传感器数据流的时间和变量间相关性,用于传感器网络中传感器数据流的异常检测,并提出了两种有效的传感器数据流无监督异常检测算法。(1)针对传感器数据流存在三类异常情况,提出了一种基于GAT-GAN的无监督异常检测方法。该方法将GAT作为生成对抗网络的基础,生成器由面向时间的图注意力网络作为编解码器组成,编码器部分用于捕捉数据流中的时间特征,而解码器部分则利用面向时间的图注意力网络来重建数据流。在生成器之前引入了同样由编解码器构成的判别器,用来接收生成器生成的数据,并判别与原始数据的异同。在异常检测模块提出了基于重构误差与鉴别误差相结合的异常分数计算方法。最后通过在两个真实数据集中手动插入不同类型异常的方法来构造异常数据集,数据类型包含温度、湿度、光照。大量的实验结果表明,相比三种基线模型方法,GAT-GAN在检测数据异常方面效果更佳。(2)针对基于预测的异常检测方法无法捕获数据的全局分布,而基于重构的异常检测方法又容易忽略时间序列的周期性,提出了一种基于GATv2和TCN联合优化的数据流异常检测算法。该方法主体包括模型训练和异常检测两部分,训练过程利用GATv2提取不同序列间相关性,同时通过TCN捕捉单个序列的时间特征,再基于自编码器学习随机变量的分布来捕捉整个时间序列的全局分布,采用全连接确定的方式预测下一时间戳的实际值。并通过联合优化基于预测的模型损失函数和基于重建的模型损失函数来计算异常得分,最终判定输入的异常与否。采用四个数据集对所提方法进行性能验证分析。实验表明,算法表现出较高性能,特别是在不平衡数据集中各项指标均高于基线方法,表明所提算法具有较好的WSN数据流异常检测效果。

关键词：无线传感器网络传感器数据流异常检测无监督学习深度学习

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铈基脱硝催化剂抗SO2中毒性能的研究

铈基脱硝催化剂抗SO2中毒性能的研究

作者：王雨杭西北师范大学

学位级别：硕士

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肉桂酸衍生物的太赫兹光谱及弱相互作用分析

红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 207-214页

作者：郑转平赵帅宇刘榆杭曾方西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)测试了对羟基肉桂酸(PCA)、反式-2-羟基肉桂酸(OCA)和4-氟肉桂酸(4-FCA)三种肉桂酸的衍生物(CADs)在0.5~3.5 THz范围内的吸收峰。基于密度泛函理论(DFT),借助振动模式自动关联判定方法(VMARD)对三种样品... 详细信息

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)测试了对羟基肉桂酸(PCA)、反式-2-羟基肉桂酸(OCA)和4-氟肉桂酸(4-FCA)三种肉桂酸的衍生物(CADs)在0.5~3.5 THz范围内的吸收峰。基于密度泛函理论(DFT),借助振动模式自动关联判定方法(VMARD)对三种样品THz吸收峰的来源进行了指认。最后采用分子力场能量分解法(EDAFF)分析了分子体系的弱相互作用力形式,通过VMD绘制原子着色图进行了可视化分析,并研究了其原子在分子体系中对弱相互作用力的贡献类型和强弱。研究结果表明,基于THz-TDS、DFT与VMARD、EDA-FF方法结合不但能有效地辨别同分异构体及结构近似的有机分子,而且也能为其生化功能揭示提供有价值的参考数据。

关键词：太赫兹时域光谱密度泛函理论肉桂酸衍生物振动模式能量分解法

虑及温度影响的CFRTP正交切削仿真与实验研究

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4968-4980页

作者：魏钢王福吉贾振元鞠鹏程胡晓杭付饶大连理工大学机械工程学院高性能精密制造全国重点实验室

碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced thermoplastic polymer,CFRTP)是高端装备减重增效的优选材料。而CFRTP是一种典型的难加工材料，加工中损伤频发。本文对切削CFRTP时的材料去除及损伤形成过程进行了仿真与实... 详细信息

碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced thermoplastic polymer,CFRTP)是高端装备减重增效的优选材料。而CFRTP是一种典型的难加工材料，加工中损伤频发。本文对切削CFRTP时的材料去除及损伤形成过程进行了仿真与实验研究。CFRTP切削时易产生塑性变形，且材料性能受温度影响较大。本文建立CFRTP三维正交切削细观仿真模型，并引入J-C模型表征树脂在不同温度下的弹塑性变形。分析了温度及纤维方向角对CFRTP切削去除过程的影响。结果表明，常温下切削，0°及45°纤维方向角时，已加工面较平整，加工质量较好；90°及135°纤维方向角时，纤维弯曲程度明显增大，已加工面有裂纹产生，加工质量较差。高温下切削，0°纤维方向角时，已加工面出现未去除材料；45°纤维方向角时，已加工面出现裂纹，部分纤维未被切断；90°及135°纤维方向角时，已加工面出现更大开裂，工件出现明显的沿厚度方向上的面外变形，发生面外变形的材料难以被有效去除。

关键词： CFRTP 温度正交切削加工损伤仿真

基于zigzag变换和混沌系统的图像加密算法研究

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基于zigzag变换和混沌系统的图像加密算法研究

作者：王艺杭安徽理工大学

学位级别：硕士

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X建筑公司员工职业高原问题及应对策略研究

X建筑公司员工职业高原问题及应对策略研究

作者：杭琴重庆交通大学

学位级别：硕士

建筑业是我国的传统支柱产业之一,就业人数众多,产业相关度高。建筑业长期采取单一粗放生产方式,建设项目拼速度拼规模,导致了高素质的复合型人才缺乏。近年来,通过科技赋能,建筑业形成大量新技术、新工艺、新材料、新装备,不断推动建... 详细信息

建筑业是我国的传统支柱产业之一,就业人数众多,产业相关度高。建筑业长期采取单一粗放生产方式,建设项目拼速度拼规模,导致了高素质的复合型人才缺乏。近年来,通过科技赋能,建筑业形成大量新技术、新工艺、新材料、新装备,不断推动建筑业向工业化、绿色化、智能化转型的高质量发展,智能建筑和数字化建造的挑战和市场竞争加剧,建筑企业需要加强自身的核心竞争力,提高产品质量和服务水平,以满足市场需求,并在市场竞争中获得更多的优势。那么吸引和培养更多高素质的建筑人才,提高建筑行业从业人员的技能水平和综合素质,仍然是企业面临的最核心的问题。随着现代组织结构的精简和扁平化,社会职场竞争压力日益增大,员工晋升停滞等职业高原问题凸显。X建筑公司作为一家发展迅速潜力巨大的中小型建筑企业,已有26年发展历史,随着规模产值不断增加,市场不断扩展,企业从建立期过渡到成长期,员工职业生涯发展走向成熟,面临的职业高原问题越来越凸显。处于职业高原期的员工对个体未来事业、职业发展失去努力方向,感到困惑疑虑甚至迷失,在工作中表现为对工作被动麻木、消极倦怠,甚至引发辞职跳槽。本文以X建筑公司为例,对该公司员工进行职业高原现状问卷调查和职业高原影响因素问卷调查,通过对收集的问卷数据进行整理和统计分析,研究发现X建筑公司员工职业高原问题及成因,并提出应对策略。通过调查发现:(1)X建筑公司员工存在职业高原问题比较严重,职业高原普遍存在的现象。层级高原与内容高原之间,内容高原与中心化高原之间成正相关关系。(2)人口学变量中,性别、婚姻状况、任职年限对职业生涯高原的影响存在显著的差异。其中性别对内容高原产生了显著影响。不同任职年限的人在职业高原总体上和层级高原上的影响差异是显著的。(3)X建筑公司员工职业高原影响因素最重要的为组织因素、家庭因素和个人因素。总体来说,与另外两种因素相比较,家庭因素对层级高原、个人因素对内容高原的影响要更明显和显著。因此本文结合实际情况提出在组织方面树立建立科学系统的人力资源管理制度、建立多重职业生涯发展阶梯、建立科学的绩效考核制度和激励机制等。工作方面建立健全员工培训体系;发挥长板优势,改善工作短板;科学管理,优化人力资源配置。个人方面主要包括提升个人能力、增强职业竞争力;做好个人调适,制定积极的应对策略。家庭方面主要包括努力营造和谐家庭氛围;建立沟通和支持网络等措施,为X建筑公司和同类型中小建筑企业提供一定的参考和实践价值。

关键词： X建筑公司职业高原问题应对策略