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单样本条件下的人脸特征提取与人脸识别方法研究

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单样本条件下的人脸特征提取与人脸识别方法研究

作者：刘文培太原理工大学

学位级别：硕士

在实际应用中,人脸图像的采集受多方面因素的限制,每人往往只有一张人脸图像作为训练样本,导致单样本条件下的人脸识别性能不够理想。其中,单样本人脸识别所用的特征提取方法存在特征表达不全面、计算复杂度高等问题。此外,用于解决单... 详细信息

在实际应用中,人脸图像的采集受多方面因素的限制,每人往往只有一张人脸图像作为训练样本,导致单样本条件下的人脸识别性能不够理想。其中,单样本人脸识别所用的特征提取方法存在特征表达不全面、计算复杂度高等问题。此外,用于解决单样本问题的样本扩张法产生的虚拟样本单一且与原图像相关性太高,使得识别率低下。针对上述问题,本文从特征提取方法和样本扩张法两个角度对单样本人脸识别进行研究。在方向梯度直方图(HOG)特征提取方法的基础上,提出一种基于WPD-HOG金字塔的人脸特征提取方法,并针对样本扩张法给出一种基于NMF重构虚拟样本的人脸识别方法。所做的主要工作有以下几点:1.给出了一种WPD-HOG金字塔的特征提取方法。详细分析了HOG方法的各参数选择对人脸识别率的影响,通过实验获得最佳的HOG参数。该方法结合HOG方法、图像金字塔以及小波包分解(WPD)对人脸图像特征进行有效表征,最终将WPD-HOG金字塔特征通过SVM分类器进行分类。并将这一改进方法应用于单样本人脸识别,通过在ORL人脸库上进行实验,与对比方法相比,实验结果表明,本文方法既适用于一般情况下的人脸识别,又适用于单样本人脸识别,不仅保证了特征完备,提高了识别效果,而且特征维数大大减少,从而降低了计算复杂度,且在噪声方面具有较好的鲁棒性。2.对样本扩张法的镜面变换、滑动窗口法、位平面法进行有效性研究。为直接解决单样本的训练样本缺乏问题,利用样本扩张法产生虚拟样本,以增加训练集的样本数量。其中,镜面变换能够增强图像部分旋转的鲁棒性,滑动窗口法模拟了图像采样时镜头与人脸的不同位置与距离,位平面法给出了像素在一定程度上的可能变化。实验证明这三种方法都有助于人脸图像识别率的提高,其中镜像变换的效果最好。3.改进了样本扩张法。考虑到非负矩阵分解NMF重构的人脸图像能更好地表示人脸的局部之间内在的联系,本文将NMF与镜像变换、滑动窗口法、位平面法相结合,针对单样本的人脸识别给出一种基于NMF重构虚拟样本的样本扩张法。研究NMF的基图像个数r和迭代次数对识别率的影响,选择最佳参数对图像进行NMF重构。在ORL和FERET人脸库上的单样本人脸识别实验验证了本文方法的有效性,能够保留对识别率贡献较大的信息,去除无用的以及对识别率造成干扰的信息,提高了人脸图像识别效果。

关键词：人脸识别特征提取 HOG 单样本样本扩张法 NMF

琼脂糖Protein A反向免疫共沉淀技术纯化高活性BTV方法的建立

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琼脂糖Protein A反向免疫共沉淀技术纯化高活性BTV方法的建立

作者：刘文培武汉大学

学位级别：硕士

快速、有效、经济地从生物材料如动物、植物、微生物和离体培养物中高通量获取高活性、高纯度的目的生物大分子是生物制品生产的中心环节。传统的技术手段很多,国内外病毒纯化和制备多采用经典的离心技术、PEG或过硫酸铵沉淀技术,透析... 详细信息

快速、有效、经济地从生物材料如动物、植物、微生物和离体培养物中高通量获取高活性、高纯度的目的生物大分子是生物制品生产的中心环节。传统的技术手段很多,国内外病毒纯化和制备多采用经典的离心技术、PEG或过硫酸铵沉淀技术,透析法、层析技术等等。这些传统方法在大批量生产和推广应用上均存在各种弊端。本研究以蓝舌病毒(Bluetongue virus,BTV)为模型,结合有限的离心和琼脂糖蛋白质A沉淀目标生物大分子的背景杂质,达到获取高纯度,高活性生物大分子的目的。该方法与传统的技术不同,沉淀的不是目标物质,而是背景杂质,故命名为琼脂糖蛋白质A反向免疫共沉淀技术(Protein A intermediary reverse co-immunoprecipitation,PARIP)。反复冻融破碎裂解的未感染病毒的Vero细胞800rpm离心10分钟后,取上清,制备成抗原,以常规方法免疫家兔,制备抗Vero细胞碎片和抗小牛血清的多克隆抗体。在一定的温度、pH值、反应时间和振荡速度等条件下,利用蛋白质A能与IgG抗体非特异性牢固结合的特点,将免疫家兔所得多克隆抗体耦联到琼脂糖Protein A上;再利用抗体抗原特异性结合的特点,以此耦联了抗体的琼脂糖Protein A去吸附细胞培养病毒增殖混合悬液(经12000rpm,15min离心去沉淀)中的Vero细胞碎片及小牛血清抗原。发生上述反应的试管以1000rpm,15min低速离心,可使介质琼脂糖Protein A及其上附着的抗原抗体复合物沉淀下来,上清即为纯化的含单一病毒成分的悬液。琼脂糖双向免疫扩散检测纯化后的病毒悬液,悬液中不含抗Vero细胞碎片及小牛血清抗原的抗体。介质琼脂糖ProteinA上吸附的抗原抗体复合物可用缓冲液B洗去后继续使用。用透射电镜观察病毒纯化效果,纯化后的病毒悬液背景清晰,病毒粒子多且轮廓清楚。高效液相色谱检测纯化前后病毒样品的各成分含量,得到纯化前病毒样品中有多个较高的峰,而纯化后病毒样品中只含有单一的峰。病毒峰面积占所有峰面积的98.9%,小牛血清杂质的含量控制在5ng/mL以下,效果显著,符合中国生物制品质量检测的要求。在Vero细胞上检测病毒悬液的TCID,纯化前混合有杂质的病毒悬液TCID为4x10/ml,纯化后病毒悬液TCID为4×10/ml,在10,10,10,10这四个稀释度下,所计算纯化得率分别79.81%,77.90%,78.13%,55.42%。此结果表明纯化前后病毒粒子的生物学活性损失不大。以上实验研究结果表明:该实验方法操作简便,效果显著,切实

关键词：病毒纯化反向免疫共沉淀蓝舌病毒溶癌病毒

丁腈橡胶/纳米管改性CF/EP复合材料的形变回复性能研究

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丁腈橡胶/纳米管改性CF/EP复合材料的形变回复性能研究

作者：刘文培燕山大学

学位级别：硕士

形状记忆环氧树脂及其复合材料是一种新兴智能材料,由于它具有良好的耐化学性、环境稳定性、易加工以及低成本的特点,因此可以应用于不同的领域,特别是生物医学工程、航空航天工程以及建筑工程等领域。但是由于交联网络使得环氧树脂变... 详细信息

形状记忆环氧树脂及其复合材料是一种新兴智能材料,由于它具有良好的耐化学性、环境稳定性、易加工以及低成本的特点,因此可以应用于不同的领域,特别是生物医学工程、航空航天工程以及建筑工程等领域。但是由于交联网络使得环氧树脂变成脆性材料,因此使提高环氧树脂的韧性和强度,就变得更加重要了。本文选用环氧树脂E-51、固化剂MeTHPA(甲基四氢苯酐)、促进剂2E4MZ(二乙基四甲基咪唑),与碳纤维制成复合材料,通过加入丁腈橡胶和多壁碳纳米管进行增韧。利用万能实验机研究了复合材料的弯曲强度;利用扫描电子显微镜观察了断面的形貌图;利用热膨胀分析仪研究了复合材料的热膨胀系数和Tg;利用动态力学热分析仪研究了复合材料的储能模量、损耗模量和损耗因子;利用自制的设备研究了复合材料的形状固定率、形状回复率、回复时间以及回复过程的松弛拟合。研究发现:复合材料的弯曲强度随弯曲次数增加而减小,且加入丁腈橡胶后,弯曲强度减小,加入碳纳米管后,弯曲强度增加;复合材料的热膨胀系数是负数;加入丁腈橡胶后,储能模量有所减小,随着碳纳米管的加入,储能模量增加;试样的形状固定率在98%以上,形状回复率接近100%,回复温度增加,回复时间减小,松弛拟合曲线呈反S型,且活化能随弯曲温度升高而减小,加入丁腈橡胶和碳纳米管后,试样的活化能显著降低。

关键词：环氧树脂碳纤维改性形状记忆性能

与单位圆周相关的两类随机模型的极限理论初探

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与单位圆周相关的两类随机模型的极限理论初探

作者：刘文培郑州大学

学位级别：硕士

单位根理论在宏观经济学、金融学和计量经济学等领域占据重要的地位.随着单位根理论的不断完善,当考虑多元时间序列时,常常会涉及类型不同的单位根.国内外对混合情形下单位根理论的研究也不断发展.本文研究了与单位圆周相关的两类随机... 详细信息

单位根理论在宏观经济学、金融学和计量经济学等领域占据重要的地位.随着单位根理论的不断完善,当考虑多元时间序列时,常常会涉及类型不同的单位根.国内外对混合情形下单位根理论的研究也不断发展.本文研究了与单位圆周相关的两类随机模型的极限理论.首先,在Phillips和Lee(2012)[1]的基础上,本文构造了一个新的向量自回归模型,o(n),b<0.我们推导出最小二乘估计量Rn的渐近分布,为单位根的检验提供了理论依据.另外,我们考虑了一列离散型随机变量{Xn,n∈Z},它的概率生成函数Pn(z)= ∑κn=zκP(Xn=κ)是n次多项式,同时Pn(z)的根全部在单位圆周|z|=1上Hsien-Kuei和Vytas Zacharovas在文章[2]中给出Xn依分布收敛到某随机变量X.在此基础上我们进一步研究了Xn的收敛性,得到Xn的中偏差原理.

关键词：向量自回归时间序列模型混合单位根概率生成函数中偏差

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基于联合配送的动态物流网络路径优化研究

基于联合配送的动态物流网络路径优化研究

作者：刘文培沈阳工业大学

学位级别：硕士

作为国民经济支柱产业的物流业伴随着经济的发展和科技的进步而逐渐信息化、规模化。物流配送作为物流产业链中一个重要的环节,其配送成本的高低将对物流企业的经济效益造成直接的影响。因此安排合理的物流配送方案,降低物流配送的成本... 详细信息

作为国民经济支柱产业的物流业伴随着经济的发展和科技的进步而逐渐信息化、规模化。物流配送作为物流产业链中一个重要的环节,其配送成本的高低将对物流企业的经济效益造成直接的影响。因此安排合理的物流配送方案,降低物流配送的成本,对物流企业具有十分重要的意义,具有较高的科学意义和工程价值。本文首先在分析国内外物流配送车辆路径问题研究现状的基础上提出联合配送模式,分析联合配送模式的特征及与传统物流配送模式的区别与联系,针对动态联合配送模式的特点,提出基于虚拟配送中心和时间轴的两种求解策略。其次,通过虚拟配送中心和时间轴概念,对动态联合配送网络路径优化问题展开研究。利用虚拟配送中心从整体空间方面对动态联合配送网络进行优化,利用时间轴记录物流配送网络发生的信息,将动态联合配送路径优化问题转化为静态联合配送路径优化问题,建立较为接近实际的目标函数和约束条件,建立具体时刻的优化模型。结合车辆调度模型设计“初始优化+二次优化”的两阶段求解策略,当动态需求客户提出需求时,利用时间轴记录不同的时刻,更新动态物流网络中的信息,实时进行再优化。最后,为验证方法的有效性,本文设计两阶段蚁群算法,对标准测试库中的一些数据进行验证,对算法的性能参数、收敛性等进行了分析。优化的结果同不同调度方案进行对比,得出优化结果的合理性。

关键词：车辆路径问题动态车辆调度联合配送时间轴蚁群算法

师范生教育实习的个性化虚拟学习社区构建与实现

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师范生教育实习的个性化虚拟学习社区构建与实现

作者：刘文培云南师范大学

学位级别：硕士

教育教学实习是高等师范院校教学实践计划的重要组成部分,教育教学实习是师范生走上教师工作岗位前重要的实习实践环节。然而,在教育实习过程中,由于师范教育实习学生人数众多、实习地点分散等原因,教育教学实践存在着指导教师指导不到... 详细信息

教育教学实习是高等师范院校教学实践计划的重要组成部分,教育教学实习是师范生走上教师工作岗位前重要的实习实践环节。然而,在教育实习过程中,由于师范教育实习学生人数众多、实习地点分散等原因,教育教学实践存在着指导教师指导不到位,师生关系、生生关系松散,教育教学资源获取困难,教育实习实践成果难以保留,过程性评价缺失,高师院校与教育实习学校的交流沟通、反馈较少等问题。随着移动互联网技术的高速发展,移动终端逐渐成为人们日常生活中的必备品,移动学习越来越受到社会关注和接受。移动学习以学习者为中心,实时传递所需的学习内容。移动互联网技术及移动学习为利用信息技术构建教育实习环境,解决教育教学实习存在的问题提供了新的解决思路和技术手段。本研究提出的师范生教育实习个性化虚拟学习社区是对教育实习在信息化环境下的重新认识和新的思路。本文对教育实习中存在的问题进行了研究,提出并构建了师范生教育实习的个性化虚拟学习社区模型,针对此模型开发了适用于师范生的教育教学实习APP,较好地解决了教育实习中存在的教师与学生、教师与教师、学生与学生之间的沟通交流不畅、资源共享困难的问题。用信息技术开发并实现教育教学实习的虚拟学习社区移动平台,为高师院校教育实习提供了信息技术支撑的虚拟社区学习环境,可以有效解决传统的教育实习中存在的问题,为提高教育实习的效率和质量提供了信息技术的支撑。为在信息化环境下教育教学实习的虚拟平台开发和应用提供参考和借鉴作用。

关键词：教育实习共同体虚拟学习社区

郴州地区静脉吸毒人群肝炎病毒感染状况以及共感染对病毒清除影响

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哈尔滨医科大学学报 2023年第3期57卷 324-329页

作者：刘波张健张萍胡雅彬刘文培南华大学衡阳医学院附属郴州医院转化医学研究所湖南郴州423000 益阳市中心医院检验科湖南益阳413000

目的了解郴州地区静脉吸毒人群中乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)、丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)和丁型肝炎病毒(hepatitis D virus,HDV)的感染状况及基因型的分布特征;探究共感染患者病毒载量的水平变化以及HBV/HCV共感... 详细信息

目的了解郴州地区静脉吸毒人群中乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)、丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)和丁型肝炎病毒(hepatitis D virus,HDV)的感染状况及基因型的分布特征;探究共感染患者病毒载量的水平变化以及HBV/HCV共感染中病毒相互作用的影响因素。方法收集2014~2018年郴州市戒毒所和美沙酮门诊中静脉吸毒志愿者血样,排除艾滋、梅毒等感染性疾病后共纳入样本2909例。使用酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测血清中乙肝表面抗原(hepatitis B surface antigen,HBsAg)、丙型肝炎IgG抗体(hepatitis C IgG antibody,HCV-IgG)或丁型肝炎IgG抗体(hepatitis D IgG antibody,HDV-IgG)的水平。巢式聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增感染样本的脱氧核糖核酸(deoxyribo nucleic acid,DNA)或核糖核酸(ribonucleic acid,RNA),测序鉴定其基因型,并通过Real-time PCR对病毒载量进行定量分析。结果(1)HBsAg、HCV-IgG和HDV-IgG在静脉吸毒人群血清中的阳性率分别为20.49%、34.03%、3.85%。(2)基因型分析发现HBV基因型以B型(86.74%)为主,C型(11.94%)相对少见;HCV基因6a型为主要感染型(51.33%),其次为3a(20.28%)、3b型(16.98%);HDV基因型均为Ⅱ型。(3)HCV单感染患者的HCV RNA病毒载量高于HBV/HCV共感染患者(P=0.007);HBV单感染患者的HBV DNA病毒载量高于HBV/HDV共感染患者(P=0.013)和HBV/HCV/HDV三重感染患者(P=0.042);HBV/HDV共感染患者HBsAg水平高于HBV单感染患者(P=0.003)和HBV/HCV共感染患者(P=0.004)。(4)Logistic回归模型分析结果表明HBsAg水平与慢性HCV感染的自发清除显著相关(OR=1.53,95%CI:1.19~1.96),HCV RNA载量可独立并且准确地预测HBV血清清除(OR=1.36,95%CI:1.03~1.80)。结论HBsAg而非HBV DNA是竞争HCV复制的主要因素,高HCV病毒载量可能有益于HBV感染的自发清除。

关键词：静脉吸毒人群肝炎病毒基因分型共感染自发清除

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基于流式探针法的丙型肝炎病毒特异的B细胞检测与全人源中和抗体发现

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中华实验和临床病毒学杂志 2020年第6期34卷 649-654页

作者：牛玲胡雅彬伍谦张健刘文培南华大学附属郴州医院郴州423000 南华大学转化医学研究所郴州423000

目的探讨流式探针法在分析、分选丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)特异性B细胞以及全人源单克隆抗体发现中的作用。方法采用伯胺标记法制备HCV特异性探针;使用流式细胞术检测和分选HCV特异B细胞,并体外通过单个B细胞抗体克隆技术... 详细信息

目的探讨流式探针法在分析、分选丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)特异性B细胞以及全人源单克隆抗体发现中的作用。方法采用伯胺标记法制备HCV特异性探针;使用流式细胞术检测和分选HCV特异B细胞,并体外通过单个B细胞抗体克隆技术从分选的HCV特异性B细胞中克隆表达抗体;应用ELISA技术和假病毒中和试验检测抗体的结合活性以及中和活性。结果探针法能有效地检测HCV特异的记忆性B细胞,HCV患者探针阳性细胞频率明显高于正常人(U=0.0004,P <0.0001)。通过单细胞分选HCV特异的记忆性B细胞,体外克隆表达获得6个单克隆抗体,其中有5个与HCV膜蛋白具有结合活性,2个显示具有较强中和活性。结论伯氨标记法制备HCV特异性探针是一种简单高效的探针制备方法,结合流式细胞术可用于HCV特异B细胞的检测以及分选。

关键词：丙型肝炎病毒中和抗体探针疫苗记忆性B细胞

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滤泡调节性T细胞在病毒感染与疫苗免疫中的作用及机制研究进展

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中华实验和临床病毒学杂志 2021年第1期35卷 116-120页

作者：刘紫嫣张健胡雅彬刘文培南华大学附属郴州医院郴州423000 南华大学转化医学研究所郴州423000

滤泡调节性T细胞(T follicular regulatory cell,Tfr)是近年来发现的一类CD4^(+)T细胞亚群,其来源于调节性T细胞(T regulatory cell,Treg),兼具Treg细胞及滤泡辅助性T细胞(T follicular helper cell,Tfh)相似的生物学特征。Tfr细胞在次级淋巴器官生发中心(germinal center,GC)调控Tfh细胞和B细胞的分化,辅助筛选高亲和力抗体,并防止自身抗体产生,确保免疫平衡。本文通过综述Tfr细胞的生物学特征和功能,总结Tfr细胞在病毒感染及疫苗免疫后抗体应答中的作用,旨在深刻理解病毒感染后抗体产生和成熟的免疫调节机制,为病毒疫苗的设计与免疫策略制定提供参考。

关键词：病毒滤泡调节性T细胞滤泡辅助性T细胞中和抗体疫苗

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