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超声影像对比自监督预训练模型与方法研究

超声影像对比自监督预训练模型与方法研究

作者：傅智杰哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

超声影像是最常用的医学影像之一,其操作简单、无创伤、价格低廉,且对胸腹部、血管等部分可进行清晰观察,被广泛用于人体各器官脏器检查、疾病诊断中。借助深度学习技术在超声影像领域辅助医生进行疾病诊断已成为当今研究热点,在减少医... 详细信息

超声影像是最常用的医学影像之一,其操作简单、无创伤、价格低廉,且对胸腹部、血管等部分可进行清晰观察,被广泛用于人体各器官脏器检查、疾病诊断中。借助深度学习技术在超声影像领域辅助医生进行疾病诊断已成为当今研究热点,在减少医生工作量的同时,辅助医生精确诊断疾病,减少漏诊与误诊。受限于有限的医疗资源,难以构建大规模超声数据集,容易引起小样本问题。主流的解决方法为迁移学习:借助在大规模数据集上获得提取通用特征能力的预训练模型来提升目标数据集的训练速度及训练精度,ImageNet预训练模型是当前最常使用的模型。但自然图像与超声影像之间存在明显的领域差异,并考虑到医院数据库中存在大量无标注超声影像。鉴于此,本文在无标注超声影像数据集上使用对比自监督方法进行超声影像对比自监督预训练模型的构建,之后结合超声影像的特点在多方面对原方法进行优化,本文的主要研究内容包括如下:首先使用性能优异的4种对比学习算法(SimCLR,MoCov2,SwAV,BYOL)搭建超声影像对比自监督预训练模型,在多个超声影像诊断任务上筛选出超声影像对比自监督预训练基线模型。先进行4种算法的原理分析,并构建出相应预训练模型。通过性能对比最终采用超声影像BYOL模型作为超声影像对比自监督预训练基线模型。接着鉴于超声影像的特点,对基线模型中的数据增强模块进行优化,并在此基础上利用病人元数据提升模型提取通用特征能力。基线模型的数据增强组合是在自然图像上搜索出的最优数据增强组合,并不适用于超声影像,需进行数据增强组合重新搜索,得到适用于超声影像的新组合。接着提出2种结合病人元数据的方法(辅助任务重新设计及病人元数据分支),最终采用辅助任务重新设计方法,可带来更稳定的性能提升。通过两个方面对基线模型的优化构建出最终的超声影像对比自监督预训练模型(USPM)。最后在前文基础上,探索不同微调策略、不同主干网络对USPM算法迁移性能的影响。基础微调实验中得到解冻卷积层的数量需根据预训练数据集与目标任务数据集之间的相似性进行调整的结论。在技巧方法的引入实验中,证明适用于超声影像任务微调技巧方法为预热策略及余弦退火学习率。在主干网络相关实验中,获得4点重要结论:拥有相同网络结构的主干网络,网络深度对算法迁移性能影响不大;不同网络结构的主干网络性能差异较大;在自然图像上使用神经网络搜索得到的主干网络构建出的算法性能较差;在自然图像上性能优异的主干网络在超声影像任务上不一定同样优异。

关键词：深度学习超声影像对比学习数据增强病人元数据

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多组分反应合成萘醌类及吡喃类衍生物的研究

多组分反应合成萘醌类及吡喃类衍生物的研究

作者：傅智杰浙江工业大学

学位级别：硕士

多组分反应(MCRs)就是将三种或者三种以上的原料进行一锅法反应,并且最终产物结构包含所有反应原料片段的合成方法。在过去的数十年中,多组分反应已成为由简单易得的反应原料出发合成生物活性化合物的一类有效工具。相比传统合成方法,... 详细信息

多组分反应(MCRs)就是将三种或者三种以上的原料进行一锅法反应,并且最终产物结构包含所有反应原料片段的合成方法。在过去的数十年中,多组分反应已成为由简单易得的反应原料出发合成生物活性化合物的一类有效工具。相比传统合成方法,多组分反应具有反应时间短,资源浪费少和原料利用率高等优点。在化学领域中,利用多组分反应设计合成结构复杂,具有高附加值的化合物是非常具有吸引力的。本文包括两个部分:第一部分:氯化镁催化一锅法合成萘醌类化合物萘醌骨架化合物普遍存在于许多生物活性物质以及药物中,由于其生理活性和药理活性,萘醌类化合物的合成已成为过去几年中的研究热点。我们以乙二醇作为溶剂,以氯化镁作为催化剂,在100 ℃条件下通过对芳香醛、β-酮酸酯、芳香肼/水合肼和2-羟基-1,4-萘醌进行一锅法四组分反应成功合成了一系列萘醌衍生物,并且取得了较高的产率(80%-95%)。第二部分:对甲苯磺酸催化一锅法合成吡喃类衍生物吡喃类衍生物广泛存在于许多生物活性分子、合成药物以及各种药物片段中。此外,吡喃类化合物还具有抗菌、抗病毒以及消炎等生物活性。我们以乙醇作为溶剂,以对甲苯磺酸作为催化剂,在90 ℃条件下通过对芳香醛、芝麻酚和2-羟基-1,4-萘醌进行一锅法三组分反应成功合成了一系列吡喃类衍生物,并且取得了较高的产率(71%-93%)。

关键词：多组分反应一锅法氯化镁萘醌类化合物对甲苯磺酸吡喃类衍生物

基于改进的YOLOv3算法的乳腺超声肿瘤识别

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智能系统学报 2021年第1期16卷 21-29页

作者：徐立芳傅智杰莫宏伟哈尔滨工程大学工程训练中心黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为了提高乳腺癌诊断的效率以及准确性,本文提出一种基于改进的YOLOv3算法来构建一个乳腺超声肿瘤识别算法,辅助医生进行乳腺癌的诊断。首先在Res2Net网络上融入SE模块构建SE-Res2Net网络来取代原始YOLOv3中的特征提取网络,以此提升模型... 详细信息

为了提高乳腺癌诊断的效率以及准确性,本文提出一种基于改进的YOLOv3算法来构建一个乳腺超声肿瘤识别算法,辅助医生进行乳腺癌的诊断。首先在Res2Net网络上融入SE模块构建SE-Res2Net网络来取代原始YOLOv3中的特征提取网络,以此提升模型特征提取的能力。然后通过搭建一个新型下采样模块(downsample block)来解决原始模型中下采样操作容易出现信息丢失的不足。最后为了进一步提升模型特征提取的能力,结合残差连接网络以及密集连接网络的优点构建Res-DenseNet网络来替换原始模型的残差连接方式。实验结果表明:改进后的YOLOv3算法比原始YOLOv3算法的m AP提高了4.56%,取得较好的检测结果。

关键词：乳腺癌超声影像 YOLOv3 SE-Res2Net 下采样模块残差连接密集连接

“九五”期间科学基金国际合作交流现状分析与对策

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中国科技论坛 2004年第4期 92-96页

作者：傅智杰刘云邹立尧张琳北京理工大学管理与经济学院北京100081 国家自然科学基金委员会国际合作局北京100083

本文对“九五”期间我国科学基金国际合作交流项目经费增长、学科分布、合作伙伴、项目承担单位与项目类型等进行了系统的分析,并对今后科学基金国际合作交流项目资助管理提出了若干对策建议。

关键词： “九五”时期科学基金国际合作交流现状中国

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基于构件的软件开发方法在银行业中的应用

中国金融电脑 2006年第1期 56-57页

作者：傅智杰中国电子科技集团公司信息化工程总体研究中心

一、引言可复用库的思想早在1968年的NATO(North Atlantic Treaty Organization,北大西洋公约组织)软件工程会议上就已提出.1983年,Freeman对软件复用给出了详细的定义:'在构造新的软件系统的过程中,对已存在的软件人工制品的使用技术.... 详细信息

一、引言可复用库的思想早在1968年的NATO(North Atlantic Treaty Organization,北大西洋公约组织)软件工程会议上就已提出.1983年,Freeman对软件复用给出了详细的定义:'在构造新的软件系统的过程中,对已存在的软件人工制品的使用技术.'软件的复用一般分为三个层次:知识复用、方法与标准复用和软件成分复用.经过多年的发展,目前,新的应用软件开发技术和工具是以构件作为关键,复用大粒度的'对象'.它可以大大减少软件开发所需的费用,有利于提高软件的灵活性、可维护性、可靠性,缩短软件的开发周期,同时也有助于提高软件开发的标准化程度.基于构件的软件开发方法可以说是跨世纪软件技术发展的一个趋势,也是软件工程界的一个热门话题.

关键词：软件开发方法基于构件应用银行业北大西洋公约组织软件开发技术软件工程可复用软件系统软件复用

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国家工程科技高端智库信息化建设研究

中国电子科学研究院学报 2019年第12期14卷 1221-1227,1241页

作者：龚振炜安达傅智杰武丽丽中国电子科技集团有限公司发展战略研究中心北京10O043 中国工程院战略咨询中心北京100088

随着以云计算、物联网、大数据和人工智能为代表的新一代信息技术蓬勃发展,智库建设及战略咨询研究对数据支撑的需求都呈现出与日俱增的趋势,构建体系完备、功能齐全、手段先进的信息化支撑体系已成为国内外知名智库提升研究质量和研究... 详细信息

随着以云计算、物联网、大数据和人工智能为代表的新一代信息技术蓬勃发展,智库建设及战略咨询研究对数据支撑的需求都呈现出与日俱增的趋势,构建体系完备、功能齐全、手段先进的信息化支撑体系已成为国内外知名智库提升研究质量和研究效率的普遍认识和共同选择。本研究以中国工程院为例,通过问卷调查的方法分析了现阶段我国高端智库研究及管理人员在信息化支撑方面的迫切需求,并调研和借鉴国内外先进智库信息化体系和数据平台建设的成功经验,指出工程科技高端智库在信息化建设方面应分四个层级推进,并提出了体制机制保障方面的相关建议。

关键词：智库信息化支撑体系工程科技战略咨询

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医学百科知识图谱构建

中华医学图书情报杂志 2018年第6期27卷 28-34页

作者：刘燕傅智杰李姣侯丽中国医学科学院医学信息研究所北京100020 中国工程院北京100088

利用实体识别、关系抽取、可视化分析等技术构建医学知识图谱,以期为知识服务系统提供知识的高效检索、组织和管理,为知识间关联关系的发现奠定基础。该图谱可提供力导向布局图及和弦图两种可视化展示百科知识的直观方式,应用于医药卫... 详细信息

利用实体识别、关系抽取、可视化分析等技术构建医学知识图谱,以期为知识服务系统提供知识的高效检索、组织和管理,为知识间关联关系的发现奠定基础。该图谱可提供力导向布局图及和弦图两种可视化展示百科知识的直观方式,应用于医药卫生知识服务系统平台取得很好的效果,系统"百科数据"访问量突破性增加,超过20%的用户关注并浏览知识图谱应用。

关键词：知识图谱实体识别关系抽取可视化

国家自然科学基金燃料电池领域项目资助情况研究

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全球科技经济瞭望 2023年第6期38卷 22-33页

作者：丹英范旭辉王晓丽刘华高楠傅智杰中国科学技术信息研究所北京100038 中国工程院战略咨询中心北京100088 中国工程院北京100088

国家自然科学基金对技术领域发展具有引领作用,其资助项目在一定程度上可反映相关领域的技术发展态势和研究热点。以中国国家自然科学基金资助的燃料电池项目为研究对象,采用文献计量学和主题聚类方法,从资助项目数量与金额、资助格局... 详细信息

国家自然科学基金对技术领域发展具有引领作用,其资助项目在一定程度上可反映相关领域的技术发展态势和研究热点。以中国国家自然科学基金资助的燃料电池项目为研究对象,采用文献计量学和主题聚类方法,从资助项目数量与金额、资助格局、资助来源、受资助区域和受资助机构等维度进行了计量分析,从资助热点主题、主要结构组件以及产业链等维度进行了主题挖掘,以期为该领域科研人员把握技术发展态势和基金项目申报提供参考,同时对这一学科领域今后的资助方向提出建议。

关键词：燃料电池国家自然科学基金资助热点科学计量

面向多源异构科技信息治理的元数据标准规范体系构建

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数字图书馆论坛 2021年第4期 58-67页

作者：罗婷婷赵瑞雪李娇傅智杰武丽丽黄永文鲜国建中国农业科学院农业信息研究所北京100081 农业农村部农业大数据重点实验室北京100081 中国工程院战略咨询中心北京100088

为开展大数据环境下多类型、多来源、异构化科技信息的汇聚治理,实现大数据资源的规范化描述与互联互通,提高数据资源的可发现、可利用和开放共享能力,本文基于元数据理论和知识对象建模思想,构建了一套广泛适用的、可扩展的元数据标准... 详细信息

为开展大数据环境下多类型、多来源、异构化科技信息的汇聚治理,实现大数据资源的规范化描述与互联互通,提高数据资源的可发现、可利用和开放共享能力,本文基于元数据理论和知识对象建模思想,构建了一套广泛适用的、可扩展的元数据标准规范体系,覆盖13类通用容器、24类资源元素集描述规范及28个规范编码表,并编制了配套的XML Schema形式化描述规范,实现对多类多源异构元数据向统一的XML格式转化、验证和解析等自动化处理。该规范体系已在中国工程科技知识中心开展了应用验证,指导30余个分中心完成24类数据资源超过亿级数据的转化汇交,有力支撑了工程科技“元数据海”的建设,快捷、高效地实现了近百类专业领域特色资源元数据标准规范的定制与应用。

关键词：多源异构科技信息元数据标准体系