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基于深度半监督学习的医学图像分割算法研究

基于深度半监督学习的医学图像分割算法研究

作者：高志敏华南理工大学

学位级别：硕士

在临床应用中,医学图像分析的出现已经极大地提高了医务人员的诊断准确率和效率,而医学图像分割是医学图像分析中不可或缺的一部分,准确、稳定和快速的图像分割在计算机辅助诊断中发挥着重要的作用。随着深度学习技术的发展,基于深度学... 详细信息

在临床应用中,医学图像分析的出现已经极大地提高了医务人员的诊断准确率和效率,而医学图像分割是医学图像分析中不可或缺的一部分,准确、稳定和快速的图像分割在计算机辅助诊断中发挥着重要的作用。随着深度学习技术的发展,基于深度学习的医学图像分割已经能够达到相当好的结果。然而,深度模型的训练往往需要大量有标注样本,并且医学图像分割任务需要像素级的标注,而获取大量像素级标注样本是非常耗时、耗力的。半监督学习作为一种克服大量标注数据获取困难的解决方法,可以在少量有标注样本的情况下,利用大量无标注样本来提高模型的性能。本文针对深度半监督学习在医学图像分割任务中的应用展开研究工作,主要研究内容如下:首先,之前的半监督医学图像分割方法往往低估了医学图像中难识别区域的重要性,这使得模型分割性能难以进一步提高。针对这一问题,本文提出了基于低置信度选择的一致性正则化方法。在Mean Teacher框架下,利用学生模型预测概率的最大值作为置信度指标,筛选出学生模型难以识别的无标注像素点,同时利用教师模型的预测作为监督信号,通过仅计算这些低置信度像素点的一致性损失,从而促使模型更加关注占比小、难识别但更具有识别性信息的区域。本文在多个数据集上进行了实验,相比前沿半监督医学图像分割方法,低置信度的一致性正则化方法能够取得更好的结果。本文还对该方法所涉及的低置信度选择策略做了进一步的实验和分析,验证了低置信度区域的重要性。其次,为了使模型学习到更多的结构信息,本文提出了一种基于对比学习的半监督医学图像分割算法。同样在Mean Teacher框架下,本文首先借助在线聚类算法获取包含结构信息的不同类别原型,然后利用真实标签和伪标签进行有监督对比学习,从而促使模型学习到具有判别性的特征表示。多个数据集上的对比实验结果表明,该算法能够有效地利用无标注样本提升模型性能,并且在使用低置信度选择和强数据增强时能取得更好的结果,同时基于原型的类间和类内分割的可视化结果进一步表明了该算法的合理性。

关键词：医学图像分割深度半监督学习低置信度的一致性正则化对比学习

基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）修饰制备高抗湿性能室温气体传感器

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基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）修饰制备高抗湿性能室温气体传感器

作者：高志敏东北大学

学位级别：硕士

氢能作为一种清洁可再生能源，能够满足人类社会可持续发展的需要，所以对其研究和探索非常重要。但H2无色无味，是高度易燃易爆的气体，在空气中的爆炸极限范围很广，为4％-75％,因此在生产、运输、储备及使用过程中对其浓度进行实时... 详细信息

氢能作为一种清洁可再生能源，能够满足人类社会可持续发展的需要，所以对其研究和探索非常重要。但H2无色无味，是高度易燃易爆的气体，在空气中的爆炸极限范围很广，为4％-75％,因此在生产、运输、储备及使用过程中对其浓度进行实时监测极其重要。氢气传感器是一种能够检测环境中H2的浓度并将其转换成电信号的传感器，其中金属氧化物半导体型(MOS)H2传感器是一种常见的类型。但是大多数MOS传感器需要在较高温度下工作，不仅会使能耗增加，还会存在较大的安全问题;除此之外，MOS传感器容易受到环境湿度的影响，导致传感器的长期稳定性变差。因此，获得优异响应值、较快响应时间且长期稳定的高性能室温H2传感器是一个挑战。　　由于TiO2纳米管(NTs)具有大的比表面积、优异的电子传输性能、孔状结构可调及良好的化学稳定性等优点，因此选择其作为传感材料。目前，制备TiO2 NTs的方法有很多，如水热法、阳极氧化法及模板法等，其中阳极氧化法由于操作简单、参数易调、成本低等优势而备受青睐。本文采用阳极氧化法进行TiO2NTs的制备，对工作内容总结如下。　　(1)对TiO2 NTs的制备参数进行探究，包括反应电压、氧化时间及含水量等的影响。经过优化实验条件，制备得到大面积结构规整、有序的纳米管阵列。我们测试制备得到的TiO2 NTs阵列的H2传感性能，发现室温条件下，即使H2浓度增加到50000 ppm,样品也不会产生响应。故对TiO2 NTs进行贵金属Pd纳米粒子(NPs)的修饰，实验中通过改变Pd的修饰量探究最佳实验条件，发现经过PdNPs的修饰，能够明显提高TiO2 NTs的传感性能，且随着修饰量的增加对传感性能的促进作用更强，当修饰10mmol/L(mM)Pd时，样品对10000 ppm H2的响应值达到40215,响应时间为26 s。确定10mM Pd为最佳修饰条件。　　(2)对Pd修饰的TiO2 NTs进行不同相对湿度条件(RH)的传感性能测试,发现在25％RH-75％RH范围内，样品传感性能受环境RH影响明显，响应值随着RH的增大而显著减小。为提高传感材料的抗湿性及长期稳定性，通过简单的气相沉积法在材料表面修饰疏水性聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)，实验中发现修饰PDMS后的样品表面呈现疏水性，在其修饰时间探究中发现修饰时间越长，PDMS对样品的保护作用越明显。其中修饰时间为7 h时，样品在25％RH-75％RH范围内的传感性能几乎不受湿度影响，实现了材料的抗湿性。且通过己基三乙氧基硅烷（HTS）和1H，1H,2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷（PFS）两种材料的对比发现，PDMS比其他有机修饰层对TiO2的光降解有更好的抵抗力，这确保了PDMS的功能性能够得到保持。此外，PDMS层对TiO2 NTs上的催化剂NPs具有保护作用，使得两个月后样品的H2传感性能仍保持良好，实现了气敏元件的长期稳定性。

关键词：室温气体传感器二氧化钛纳米管聚二甲基硅氧烷抗湿性长期稳定性

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论创新预期价值与企业技术创新

经济问题 2004年第5期 30-32页

作者：张继光高志敏河北师范大学马列教学部河北石家庄050091

追求预期价值是企业技术创新的内在动力,强化创新意识、降低创新成本和风险、抓住创新机会是影响企业技术创新预期价值实现的各种因素,建立现代企业产权制度、建立健全法制以保障企业实现技术创新价值最大化。

关键词：技术创新企业管理产权制度预期价值超额利润知识经济创新成本产品生命周期

成人教育:改变妇女生活的伟大力量——来自印度新世纪贫困妇女教育的经验

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成人教育 2007年第10期27卷 4-7页

作者：樊星高志敏华东师范大学职业教育与成人教育研究所上海200062

印度组成三个志愿者组织,分别对该国三个地区的妇女贫困现象进行了考察,并为其提供了相应的教育援助。该文尝试主要根据他们的实践回顾与总结展开描述,以期有更多的人们能够看到成人教育所具有的一种特殊而伟大的力量——改变妇女的生活。

关键词：成人教育贫困妇女改变生活

抗空间环境原子氧和抗介质带电涂层的制备与性能研究

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抗空间环境原子氧和抗介质带电涂层的制备与性能研究

作者：高志敏烟台大学

学位级别：硕士

航天器在轨运行面临着原子氧侵蚀、带电粒子辐射等复杂的空间环境,对敏感材料和器件产生严重危害,导致其性能退化甚至失效。本论文从工程化应用角度出发,重点开展有机无机杂化抗原子氧涂层和石墨导电抗介质带电涂层的制备方法研究,通过... 详细信息

航天器在轨运行面临着原子氧侵蚀、带电粒子辐射等复杂的空间环境,对敏感材料和器件产生严重危害,导致其性能退化甚至失效。本论文从工程化应用角度出发,重点开展有机无机杂化抗原子氧涂层和石墨导电抗介质带电涂层的制备方法研究,通过防护涂层的制备来提高敏感材料在轨运行的可靠性和使用寿命。主要研究工作结果如下:***表面NH2-POSS原位生长镀膜:系统研究了NH2-POSS中氨基官能团与处理过的Kapton表面的界面结合状况,原位生长制备了均匀致密的防护涂层。原子氧模拟试验表明:该有机无机杂化涂层可显著提高Kapton材料抗原子氧侵蚀能力,镀膜后样品的原子氧侵蚀率远小于未镀膜聚酰亚胺的侵蚀率,也低于二氧化硅溶胶镀膜的聚酰亚胺复合材料,是一种理想的涂层制备方法。2.石墨表面改性与分散性能研究:为了提高石墨粉体在不同聚合物中的分散性及与聚合物基体能够化学键合成膜,将石墨粉体进行了改性,首先将石墨粉体氧化,使其表面带有羟基,羧基等官能团,随后用不同硅烷偶联剂对其进行表面修饰,从而得到不同的改性氧化石墨粉体(g-GO),修饰之后的g-GO的电阻率约在104Ω·m。3.抗介质带电复合涂层的制备:以聚酰亚胺,环氧树脂与聚氨酯为聚合物基体,将制备的改性石墨(g-GO560,g-GO550)为导电填料,制备电阻率符合抗介质带电要求的复合涂层,通过电阻率测试说明,加入到一定量制备的改性石墨填料后,复合涂层的表面电阻率能够在109-1013Ω的范围内,达到抗介质带电的需求。4.复合涂层结构及表面性质研究:研究了复合材料的表面形貌,力学结构,导电性及透光率等性能,结果表示:加入改性石墨后的复合物各性能均有改善。说明制备的复合涂层在性能上都提高了。

关键词：空间聚合物石墨介质带电原子氧表面改性

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基于HVS的立体视频码率控制算法研究

基于HVS的立体视频码率控制算法研究

作者：高志敏天津大学

学位级别：硕士

随着数字视频技术的迅速发展和广泛应用，能够为用户提供视觉真实感和逼真感的立体视频已成为当今视频技术的研究热点。同时由于立体视频数据量的急剧增加和多媒体应用的网络化，对立体视频进行有效地编码和传输非常重要。如何在保证立... 详细信息

随着数字视频技术的迅速发展和广泛应用，能够为用户提供视觉真实感和逼真感的立体视频已成为当今视频技术的研究热点。同时由于立体视频数据量的急剧增加和多媒体应用的网络化，对立体视频进行有效地编码和传输非常重要。如何在保证立体视频视觉质量的同时，保持较高的压缩比及相对稳定且与信道匹配的比特率，是立体视频编码及码率控制研究的关键问题之一，也对立体视频的推广及应用具有重要作用。本文研究了基于H.264/AVC的双通道立体视频编码中的码率控制技术，主要包括以下几方面的研究： 1.探讨了人眼的立体视觉机制、立体成像原理及立体视频显示技术。详细分析了与人眼对立体视频的感知特性相关的基本理论，利用这些感知特性可以提高立体视频压缩编码的效率。在对现有的较为成熟的立体视频编码方案分析的基础上实现了以左视点为主、右视点为辅的基于H.264/AVC的立体视频编码器。 2.对传统的码率控制相关技术进行了系统分析，并详细介绍了H.264/AVC中的经典码率控制算法JVT-G012，提出了传统视频和立体视频编码中的码率控制评价指标。 3.以人眼的立体视觉掩蔽特性为理论基础，在传统码率控制算法的基础上提出了一种新的质量非对称的立体视频码率控制算法，并把智能控制理论应用到算法中。在大量实验的基础上，归纳出模糊控制规则，建立了立体视频左右通道间质量与量化参数间的关系。 4.采用缓冲区PID控制器建立了立体图像对缓冲区的反馈控制，并使用质量控制器来平滑左通道的质量。实验表明，本文方案的码率控制误差平均为1.5%，能够精确地控制立体视频的输出码率，能够获得相对稳定的左右通道间的图像质量，并提高了编码的率失真性能，从而达到了编码优化的效果。同时，本文方案具有相对较低的计算复杂度。

关键词：立体视频码率控制质量非对称编码 PID控制模糊控制

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重视防范经济发展中的“滞胀”风险

宏观经济管理 2011年第8期 21-23页

作者：高志敏王良健中共湖南省张家界市委党校湖南大学经贸学院

我国经济的深层隐忧不仅是通胀问题,而且是通胀与停滞并存的"滞胀"问题。"滞胀"风险的根源在于技术创新不足、经济增长方式粗放。因此,必须采取综合性措施,既要防止通胀问题,又要避免因政策过分紧缩导致经济增长过快下滑,陷入经济停滞... 详细信息

我国经济的深层隐忧不仅是通胀问题,而且是通胀与停滞并存的"滞胀"问题。"滞胀"风险的根源在于技术创新不足、经济增长方式粗放。因此,必须采取综合性措施,既要防止通胀问题,又要避免因政策过分紧缩导致经济增长过快下滑,陷入经济停滞的困境。

关键词：经济经济停滞现代服务业现代第三产业投资拉动利率政策金融政策国际大宗商品价格

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WebGIS中若干关键技术研究

WebGIS中若干关键技术研究

作者：高志敏浙江工商大学

学位级别：硕士

随着Internet技术的快速发展,越来越多的领域采用网络地理信息系统(WebGIS)作为其展示和处理空间信息的手段,它改变了地理信息的获取、传输、发布、共享和应用的方式。网络地理信息系统(WebGIS)是在网络环境下的一种存储、处理和分析地... 详细信息

随着Internet技术的快速发展,越来越多的领域采用网络地理信息系统(WebGIS)作为其展示和处理空间信息的手段,它改变了地理信息的获取、传输、发布、共享和应用的方式。网络地理信息系统(WebGIS)是在网络环境下的一种存储、处理和分析地理信息的计算机系统,经过几十年的发展,WebGIS已经能够在更广泛的领域为更多的用户提供空间信息服务。但是从目前WebGIS的国内外的应用和发展现状来看,这项技术尚未成熟。空间数据的多源性和多语义性使得各个系统各自独立,形成了一个个的空间信息孤岛,最终导致地理空间信息不能实现较好的共享。本文在对当前网络地理信息系统(WebGIS)发展和应用的相关研究背景进行分析的基础上,对WebGIS中所应用到的关键技术进行了深入的研究,并将其成功地应用到现代数字社区之中。本文的研究内容主要包括：(1)提出了一种基于四叉树的动态地图标注算法。地图标注问题是WebGIS研究中最基础也是最重要的问题之一。目前已经发表的标注算法有很多,如离散梯度下降算法、启发算法、回溯算法、模拟退火算法等。但其标注效率较低,时间消耗较大。本文在对这些地图标注算法深入研究的基础上,充分利用目前较为先进的软硬件资源,将并行计算技术运用在地图标注算法中,较大地提高了地图标注的效率。(2)提出了一种基于GML技术的空间数据到GML文档的映射方法。在WebGIS发展的初期,HTML (HyperText Markup Language,简称为HTML)是WebGIS中空间信息的主要表达语言。但是,空间数据的内部结构极其复杂,并且还具有多源性、多语义性、多尺度性等特点,因此,HTML无法实现在Internet上空间信息的查询、整合和准确定位。GML是国际OGC组织基于XML制定的用于描述地理空间数据的语言,由于该语言是建立在公共地理模型基础之上,同时,由于GML内在的可传输性和可访问性使得该语言对地理空间数据的共享具有深远的意义。但是,空间数据大都以空间数据库或数据文件方式存储,使得空间数据不能实现真正意义上的共享。因此,本文在对空间数据库和地理标记语言(GML)深入研究的基础上,提出并实现了空间数据向GML转换的方法。(3)提出并设计了Web地图服务模型,并对关键模块进行了实现。本文对OpenLayers地图框架进行了深入的研究和分析,在此基础上提供了地图切片技术的实现,接着对地图缓存技术进行了深入的探讨,最后将该Web地图服务模型成功地应用到现代数字社区之中。

关键词： WebGIS 地图标注空间数据 GML 地图缓存