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LncRNA BISPR调节间充质干细胞免疫抑制能力的作用及机制研究

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LncRNA BISPR调节间充质干细胞免疫抑制能力的作用及机制研究

作者：张杰承德医学院

学位级别：硕士

间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的成体干细胞,可从多种组织中分离获得。除了具有多向分化潜能,MSCs还拥有免疫调节功能。MSCs可以通过多种方式对先天性和适应性免疫应答发挥免疫调节... 详细信息

间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的成体干细胞,可从多种组织中分离获得。除了具有多向分化潜能,MSCs还拥有免疫调节功能。MSCs可以通过多种方式对先天性和适应性免疫应答发挥免疫调节作用。MSCs能通过产生细胞因子、生长因子、趋化因子、抗炎介质、外泌体等来抑制促炎细胞、促进抗炎免疫细胞增殖。利用MSCs抑制炎症、改善免疫微环境,促进组织修复和再生,是当前治疗多种炎症性、退行性疾病、组织损伤类疾病的热点。但是,MSCs的体内治疗效果并不稳定。确切阐明MSCs的免疫抑制机制,对提高MSCs临床应用的稳定性和有效性具有重要意义。目前,已知参与MSCs免疫抑制的机制包括IFN-γ、NF-κB和自噬等通路。其中IFN-JAK/STAT通路是调节MSCs免疫抑制的关键信号通路。据文献报道,IFN相关的长链非编码RNA(Long noncoding RNAs,lncRNAs)既可以调控IFN的表达,也可以在IFN应答过程中充当调控因子或效应因子,揭示了lncRNAs在免疫应答中的重要作用。鉴于IFN-JAK/STAT通路对MSCs免疫抑制的关键性调节作用,并且目前与该通路相关的lncRNAs在MSCs中研究还较少,因此我们对lncRNAs在MSCs免疫抑制中的作用展开了研究。在前期研究中,我们针对IFN-γ和TNF-α诱导的MSCs转录组进行分析,发现了一批MSCs中可被IFN-γ和TNF-α诱导表达的lncRNAs。进一步,将32个不同个体人脐带MSCs转录组与免疫抑制数据进行关联分析,我们发现部分lncRNAs可能与MSCs的免疫抑制能力密切相关。其中,BISPR是变化程度最剧烈的lncRNAs之一。小胶质细胞是中枢神经系统中主要的天然免疫细胞,它的过度激活是导致多种神经系统疾病相关炎症的主要因素。本研究聚焦ln RNA BISPR和神经炎症,首先探索BISPR在MSCs抑制小胶质细胞增殖和活化中的作用,然后探究调控BISPR对人小胶质细胞活化和极化的影响,最后初步探索了BISPR发挥调控功能可能涉及的分子机制。本研究有望建立新的方法,提高MSCs的免疫抑制能力,为促进MSCs临床应用的有效性和稳定性开拓新思路。目的:通过研究调控LncRNA BISPR对人脐带MSCs免疫抑制力、以及对人小胶质细胞活化和极化的影响,初步探索其调节MSCs发挥免疫抑制作用的分子机制,明确LncRNA BISPR在MSCs以及小胶质细胞免疫应答中的作用,为MSCs稳定高效地应用于临床疾病的治疗提供新的思路。方法:第一部分:通过利用RT-qPCR技术,检测将不同干扰素及炎症因子(IFN-γ、TNF-α、IFN-α2b、IFN-γ/TNF-α)分别处理人脐带MSCs0h、0.5h、1h、2h、12 h、24 h后,lncRNA BISPR的表达水平变化,研究BISPR在MSCs中对不同干扰素及炎症因子的应答情况。通过慢病毒转染构建BISPR敲低和过表达的人脐带MSCs细胞株,并收集各组MSCs培养上清与小鼠小胶质细胞BV2共同体外培养,然后使用CCK-8检测各组MSCs抑制小胶质细胞增殖、活化的情况。第二部分:通过利用RT-qPCR技术,检测将不同干扰素及炎症因子(IFN-γ、TNF-α、IFN-α2b、IFN-γ/TNF-α)分别处理人小胶质细胞HMC30 h、0.5 h、1 h、2 h、12 h、24 h后,lncRNA BISPR的表达水平变化,研究BISPR在HMC3中对不同干扰素及炎症因子的应答情况。通过慢病毒转染构建BISPR敲低的HMC3细胞株,并使用RT-qPCR和Western blot来检测敲低BISPR对HMC3活化与极化的影响。第三部分:在敲低和过表达BISPR的MSCs细胞中,利用Western blot检测其分别经IFN-γ、IFN-α2b诱导24 h前后,JAK/STAT通路的关键蛋白STAT1、Phospho-STAT1(Tyr701)、Phospho-STAT1(Ser727)的表达变化;在BISPR敲低的HMC3细胞株中,利用Western blot检测其分别经LPS诱导活化、经IFN-γ+LPS诱导极化前后,JAK/STAT通路的关键蛋白STAT1、Phospho-STAT1(Tyr701)、Phospho-STAT1(Ser727)的表达变化,初步探索BISPR发挥调控作用的分子机制。结果:第一部分:通过对不同干扰素和炎症因子诱导下的MSCs中BISPR表达水平的检测,发现该RNA主要被IFN-γ、IFN-α2b而非TNF-α诱导表达;进一步检测发现,BISPR对IFN-γ的应答速度很快,刺激1 h时已经有较多累积,而

关键词： LncRNA BISPR 人脐带MSCs 免疫抑制人小胶质细胞HMC3 干扰素 STAT1

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阿尔茨海默病精准诊断的困境与综合考量

中华医学杂志 2024年第29期104卷 2683-2687页

作者：张杰文陈帅河南省人民医院(郑州大学人民医院)神经科郑州

阿尔茨海默病(AD)的临床表现和神经影像表现具有明显异质性。当前普遍可及的基于临床和影像诊断的AD存在不确定性。在靶向淀粉样蛋白单抗治疗时代, AD精准诊断的需求迫在眉睫。正电子发射断层扫描成像(PET)和脑脊液(CSF)检测可以有效反... 详细信息

阿尔茨海默病(AD)的临床表现和神经影像表现具有明显异质性。当前普遍可及的基于临床和影像诊断的AD存在不确定性。在靶向淀粉样蛋白单抗治疗时代, AD精准诊断的需求迫在眉睫。正电子发射断层扫描成像(PET)和脑脊液(CSF)检测可以有效反映AD的β-淀粉样蛋白和神经原纤维缠结病理, 有力提升了AD诊断的准确性。熟悉各种CSF和PET标志物在AD诊断/分期中的价值是临床应用生物标志物的前提。生物标志物的选用和结果诠释应充分结合痴呆患者的临床特征和结构影像, 同时应注意生物标志物反映的生物学分期和临床分期的匹配程度, 以期生物标志物在AD诊疗中发挥更多附加价值。

关键词：阿尔茨海默病生物标志物正电子发射断层扫描脑脊液

水平集体主义文化取向对大学生慈善捐赠意愿的影响

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水平集体主义文化取向对大学生慈善捐赠意愿的影响

作者：张杰曲阜师范大学

学位级别：硕士

慈善捐助和志愿者服务是第三次分配的重要组成部分。作为社会未来中坚力量的大学生参与慈善捐赠会为社会慈善事业注入新的活力,推动社会公益事业的发展和进步,更有利于培养爱心、责任感和社会意识,提升社会公德素质。研究发现,文化取向... 详细信息

慈善捐助和志愿者服务是第三次分配的重要组成部分。作为社会未来中坚力量的大学生参与慈善捐赠会为社会慈善事业注入新的活力,推动社会公益事业的发展和进步,更有利于培养爱心、责任感和社会意识,提升社会公德素质。研究发现,文化取向会对个体的行为产生影响,随着社会变化,大学生逐渐秉持强调个人独立和平等的水平集体主义文化取向,而文化取向所影响的共情也会对大学生慈善捐赠意愿产生影响。因此研究水平集体主义文化取向对大学生慈善捐赠意愿的影响对促进慈善事业发展具有极大的益处。研究由三个部分组成,系统探讨了水平集体主义文化取向对大学生慈善捐赠意愿的影响及机制。研究一通过问卷调查和实验室实验两种方式探讨水平集体主义对大学生慈善捐赠意愿的影响;研究二在研究一的基础上增加了认知共情和情感共情两个潜在中介变量构成模型,探讨了水平集体主义文化取向、认知共情、情感共情和大学生慈善捐赠意愿四者间的关系以及作用机制;研究三引入调节变量社会支持,构成一个有调节的中介模型。通过实验室实验的方式,探讨社会支持在水平集体主义与大学生慈善捐赠意愿的关系中的调节作用。结果发现:(1)水平集体主义文化取向可以正向预测大学生的慈善捐赠意愿。(2)共情在水平集体主义文化取向对大学生慈善捐赠意愿的影响中起中介作用。(3)认知共情在水平集体主义文化取向对大学生慈善捐赠意愿的影响中起中介作用,认知共情可以正向预测情感共情,认知共情与情感共情在水平集体主义文化取向对大学生慈善捐赠意愿的影响中起链式中介作用。(4)社会支持可以调节水平集体主义文化取向对大学生慈善捐赠意愿的影响,当社会支持水平高时,水平集体主义文化取向对情感共情产生显著正向预测作用;当社会支持水平低时,水平集体主义文化取向对情感共情的预测作用不显著。该研究探讨了水平集体主义与慈善捐赠意愿的关系,揭示了影响慈善捐赠行为的原因和机制,为慈善政策制定提供支持。并且了解大学生慈善捐赠现状、推动水平集体主义价值观传承与慈善文化发展,发展水平集体主义价值观在慈善捐赠中的作用,有助于促进社会公益事业进步,并提供推动社会公益事业发展的指导和支持。

关键词：水平集体主义文化启动捐赠意愿

长三角地区城市韧性与高质量发展协同演进的时空分异与影响因素分析

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长三角地区城市韧性与高质量发展协同演进的时空分异与影响因素分...

作者：张杰安徽建筑大学

学位级别：硕士

工业革命以来,世界范围内的人口膨胀、交通拥堵、气候变化与环境污染等问题日益严峻。为有效应对全球化风险,中央政府将韧性城市建设纳入宏观政策、城市发展和管理规划等主流研究框架,旨在贯彻落实城市安全发展战略,全面促进高质量发展... 详细信息

工业革命以来,世界范围内的人口膨胀、交通拥堵、气候变化与环境污染等问题日益严峻。为有效应对全球化风险,中央政府将韧性城市建设纳入宏观政策、城市发展和管理规划等主流研究框架,旨在贯彻落实城市安全发展战略,全面促进高质量发展。因此,推动区域城市韧性与高质量发展的协同共进不仅是破解城市发展及治理难题的关键举措,也是建设具有活力、实力和魅力的新时代强市的动力源泉。长三角地区作为我国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一,在国家现代化建设大局中具有举足轻重的战略地位。然而,过分追求规模的扩大和发展的速度也为长三角地区带来了一系列的问题和风险挑战。目前,长三角地区已经成为我国自然灾害的高风险区域,并被中央政府列为公共安全管理和生态风险防控的重点关注对象。基于此,本文以长三角地区41市为研究对象,在深入阐述城市韧性与高质量发展耦合协调机理的基础上,探讨了2005-2020年城市韧性与高质量发展耦合协调度的时空分异特征,并指出影响两者协调发展的重要因素,以期为长三角的城市规划方案提供更具生命力和持久性的有益参考。本文分别构建了城市韧性与高质量发展的评价指标体系,利用熵值法和耦合协调模型对长三角地区城市韧性与高质量发展的耦合协调水平进行测算,并进一步运用核密度曲线与趋势面分析方法揭示其时空演变格局。立足空间视角,引入空间杜宾模型探讨影响两系统协同演进的主要因素。研究结果表明:(1)2005-2020年,长三角地区城市韧性与高质量发展各自呈现稳定上升和先升后降的变化趋势。在空间格局上,城市韧性与高质量发展分别表现为“东部高、中部次之,西部低”以及“南高北低、中部突出”的结构特征。(2)2005-2020年,城市韧性与高质量发展的协调度水平不断攀升并逐步趋于均衡发展态势。协调类型以中度失调、轻度失调及勉强协调为主。在长三角地区的东西方向上,一直表现为“东高西低”的空间分布特征,而在南北方向上,则由“中南部高、北部塌陷”向“南北趋向均衡、中部突出”的空间分异格局演变。(3)全局自相关结果表明,长三角地区城市韧性与高质量发展的耦合协调水平呈现显著的空间相关性,各市域单元之间的空间集聚效应不断增强。局部自相关结果显示,局部空间自相关主要由高-高区(H-H区)和低-低区(L-L区)主导,表明了空间同质性相较于异质性的更为突出的发展特征。(4)经济发展水平、产业结构、交通基础设施、政府调控及科学技术是对本地区耦合协调度提升作用明显的驱动因素,而劳动力因素对本地区耦合协调度的提升发挥着抑制作用;交通基础设施的完善程度是对相邻城市耦合协调水平提升发挥促进作用的因素,而政府干预、科学技术及人民生活水平是对相邻城市耦合协调度提升产生阻碍作用的因素。最后,依据研究结论,本文从建立健全都市圈协同发展机制、落实规范有效的信息通报制度及提升政府服务能力等方面提出了政策建议,一要依托辐射能力强的超大、特大城市培育都市圈,带动中小城市的共同发展;二要充分发挥政府的宏观调控与战略引导作用,合理配置各类要素资源;三要大力实施新时代人才强市发展战略,优化劳动力供给质量和结构。图[10]表[12]参[80]

关键词：城市韧性高质量发展耦合协调影响因素长三角地区

干旱区农田盐碱水淡化分离自动测控系统的设计与试验

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干旱区农田盐碱水淡化分离自动测控系统的设计与试验

作者：张杰塔里木大学

学位级别：硕士

新疆耕地盐渍化一直是制约农业生产的重要问题,实现农业经济的可持续发展改良农田土壤盐碱化势在必行,土壤盐渍化不仅破坏生物的生长发育环境,同时导致农作物产量骤降;传统的苦咸水脱盐淡化系统都是采用人工对装置进行控制,缺少传感器... 详细信息

新疆耕地盐渍化一直是制约农业生产的重要问题,实现农业经济的可持续发展改良农田土壤盐碱化势在必行,土壤盐渍化不仅破坏生物的生长发育环境,同时导致农作物产量骤降;传统的苦咸水脱盐淡化系统都是采用人工对装置进行控制,缺少传感器对系统参数进行采集及监测功能,导致系统运行效率低下。本文提出了一套干旱区农田盐碱水淡化分离自动测控系统,试验地点选取在新疆阿拉尔市十团十连试验地进行,通过采用PLC控制器作为主控器和组态软件开发上位机人机交互软件,开发了干旱区农田盐碱水淡化分离监控系统,通过设计的控制系统可以提高整个脱盐淡化系统的运行效率,使系统在运行时提高安全性和可靠性,最终实现全系统运行流程数字化信息化管理。主要采用PT100温度传感器、压力传感器、流量传感器、电导率传感器、PLC控制器和MCGS触摸屏等共同组成的控制系统,通过数据采集技术、组态技术、控制技术系统实现了对农田盐碱水淡化分离监控系统关键装置及工艺流程参数的实时监测和控制,使用该控制系统使苦咸水变脱盐淡化用于农田灌溉,实现水资源二次利用构建了闪蒸罐内部盐碱水温度控制模型,采用模糊PID控制上升时间为63秒,超调量14%,调节时间180秒对闪蒸罐内盐碱水加热温度控制进行控制,将闪蒸罐内温度维持在57-60℃,冷凝罐-循环水泵冷凝系统给水蒸气降温后,冷凝水温度稳定在22-25℃可以实现稳定的淡水产水。结果表明,超滤最佳运行压力0.04 MPa,纳滤（NF）进水p H=8在2.4 m3/h的进水流量下,进水压力为1.28 Mpa、1.38 Mpa、1.4 Mpa、1.45 Mpa、1.5 Mpa、1.6 Mpa、1.65 Mpa、1.7 Mpa和1.75 Mpa进行分组实验,投入800 mg/L、1000 mg/L、1200 mg/L、1400 mg/L和1600 mg/L的Na 2CO3同时采用该控制系统可以稳定运行,产水率在71%以上,对于二价离子Ca2+、Mg2+和SO42-等指标的去除率分别达到了99.4%、95.85%和97.8%,该系统相比较于传系统盐碱水淡化分离,实现了系统自我调节,系统控制水泵的压力可延长膜工艺使用寿命。

关键词：盐碱水淡化分离模糊PID 远程监控

基于Transformer的红外光伏板缺陷检测算法研究

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基于Transformer的红外光伏板缺陷检测算法研究

作者：张杰太原科技大学

学位级别：硕士

光伏系统作为未来主要的电力来源之一,保持光伏电池板的能源转换效率是实现光伏系统可持续运行和经济节约的关键因素,但是光伏电站复杂的部署地气候和环境会导致光伏板出现热斑、碎裂和电池串故障等缺陷,还有植物和鸟粪等异物对光伏板... 详细信息

光伏系统作为未来主要的电力来源之一,保持光伏电池板的能源转换效率是实现光伏系统可持续运行和经济节约的关键因素,但是光伏电站复杂的部署地气候和环境会导致光伏板出现热斑、碎裂和电池串故障等缺陷,还有植物和鸟粪等异物对光伏板进行遮挡,这些因素都对光伏电站安全、高效、稳定的运行构成了严重威胁,不仅会导致发电效率的大幅下降,还可能引发严重的安全问题。传统光伏板缺陷检测方法多依赖于人工目视或简单设备测试,效率低下,易遗漏微小缺陷。近年来,基于深度学习的光伏板缺陷检测逐渐成为研究热点。本文使用无人机携带热红外成像的相机,采集光伏组件和光伏阵列发电时候的红外图像,并利用基于Transformer的红外光伏板缺陷检测算法进行研究,主要从任务简化、检测网络结构优化和模型轻量化三个方面对缺陷检测算法进行探索。本文的主要工作内容和贡献如下:（1）首先利用无人机对光伏电站采集光伏板图像,包括可见光和红外两种图像。由于红外图像可以反映光伏板热分布情况,对缺陷检测有重要作用,因此最终共整理出约2300张红外图像。然后预处理解决样本不平衡问题后进行标注整理出本文所需数据集,最后,对基于Transformer的端到端检测算法DINO进行改进,随之利用改进后的算法进行光伏板缺陷检测,最终实验结果表明该算法可以较好地完成检测任务,相比人工铺设电路进行检测分析更便捷,准确率也更具优越性,检测任务得到较大程度的简化。（2）针对Transformer架构的算法在红外光伏板缺陷检测这种形态变化较大的应用场景比较少见且对于小目标检测的准确率较低的问题,设计一种用于光伏板缺陷检测的新型Transformer模型——SAC-DINO。为了在来自backbone的多尺度信息中提取更加精细的局部细节,在特征信息输入编码器前,设计一小目标再提取网络,将此网络的输出作为不同Encoder层的输入;其次,在Encoder中增加一卷积分支,该分支同注意力模块并行运算共同增强输入特征。新的编码器（SAC-Encoder）同时获得长距离特征信息和局部特征信息,加强语义特征和空间位置特征。对比实验结果表明,在红外光伏板故障数据集上该算法与基线算法DINO相比,取得了有竞争力的结果,AP50提高了3.5%,APS提高了8.2%。（3）针对目标检测模型的参数量和计算复杂度的不断增加,导致红外光伏板缺陷检测模型难以部署到边缘设备的问题,设计一种基于模型压缩的红外光伏板缺陷检测算法T-DINO。以Res Net-101为教师网络,Res Net-18为学生网络,设计一种动态的自适应特征蒸馏方法,即在基于特征蒸馏中利用师生间的注意力权重差异进行高效的知识转移,然后在基于输出响应（logit）蒸馏中将特征蒸馏后得到的学生注意力特征作为指导知识对学生网络最后一层进行蒸馏,最终在损耗极小精度的情况下大大降低了模型复杂度和参数量;同时设计融合模块CSF Block对局部特征和全局特征进行建模,提高检测精度。在红外光伏板故障数据集上进行实验,相比教师基线网络DINO（Res Net-101）模型参数量减少了77.3%,计算复杂度降低了69.3%,AP50提高了5.2%。仿真实验结果表明:压缩后的模型适合部署在边缘设备,可以满足实际红外光伏板缺陷检测要求。

关键词：光伏板缺陷检测 Transformer 小目标检测 SAC-DINO 知识蒸馏模型压缩边缘设备

MHR、NPAR、SII对进展性缺血性脑卒中发生预测价值的研究

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MHR、NPAR、SII对进展性缺血性脑卒中发生预测价值的研究

作者：张杰承德医学院

学位级别：硕士

目的:探讨外周血单核细胞数与高密度脂蛋白胆固醇比值（monocyte to high-density lipoprotein cholesterol ratio,MHR）、中性粒细胞百分比与白蛋白比值（neutrophil percentage to albumin ratio,NPAR）和全身免疫炎症指数（systemic immune inflammation index,SII）对进展性缺血性脑卒中（progressive ischemic stroke,PIS）发生的预测价值。方法:在2023年1月至2023年12月期间,于承德医学院附属医院本部神经内科就诊患者中选取符合标准的脑卒中病患,收集临床信息后进行病例回顾性研究。经过纳入及排除标准筛查后,共115例患者入组。据患者是否发生进展性缺血性脑卒中分组进展性卒中（PIS）组及非进展性卒中组（non progressive ischemic stroke,NPIS）,然后据患者卒中严重程度于两组中各自再次细分为轻度卒中组及中重度卒中组。进展性卒中分组要求患者于发病后6小时至7天内,出现神经功能缺损进展加重,同时NIHSS（National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS）分数比入院分数升高≥2分[1][4-6]。轻度卒中分组[25]要求入组患者NIHSS评分分数≤4分,中重度卒中分组要求入组患者NIHSS评分分数>4分。收集患者临床信息,包括疾病史、年龄、性别、烟酒嗜好及血常规、高密度脂蛋白、肾功能指标、白蛋白等数据后。根据SII=血小板计数×中性粒细胞计数/淋巴细胞计数,MHR=单核细胞数/高密度脂蛋白胆固醇值,NPAR=中性粒细胞百分比/白蛋白值,计算得到MHR、NPAR、SII值,对两组数据进行组间差异性比较。据初步数据分析,将具有差异性的指标纳入多因素Logistic回归排除偏倚,评估指标对发生PIS的预测价值。同时使用受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve,ROC）评价SII、NPAR对PIS发生的预测价值,并计算出预测最佳数值。最后分别在进展性卒中及非进展性卒中分组里比较MHR、NPAR、SII在不同卒中严重程度下有无差异。结果:1.对比NPIS组与PIS组,两组间中性粒细胞百分比、淋巴细胞计数、SII、NPAR具有统计学意义（P0.05）。3.进行ROC曲线、曲线下面积（area under curve,AUC）分析,结果为SII判断发生PIS的AUC为0.656,当最佳截断值为737.624时,灵敏度为40.0%,特异度为92.9%。4.分别在PIS组及NPIS组对不同卒中严重程度下SII、MHR、NPAR的值进行比较,结果为无明显统计学差异（P>0.05）。结论:本研究对MHR、NPAR、SII预测PIS发生的能力进行了多方面评估,认为SII对PIS的发生具有一定的预测价值,当急性缺血性脑卒中患者SII值升高大于预测值时,患者发生PIS的风险也随之升高。

关键词：进展性缺血性脑卒中 SII MHR NPAR 预测价值

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大语言模型研究现状与趋势

工程科学学报 2024年第8期46卷 1411-1425页

作者：王耀祖李擎戴张杰徐越北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

在过去20年中,语言建模(Language models,LM)已经成为一种主要方法,用于语言理解和生成,同时作为自然语言处理(Natural language processing,NLP)领域下游的关键技术受到广泛关注.近年来,大语言模型(Large language models,LLMs),例如Ch... 详细信息

在过去20年中,语言建模(Language models,LM)已经成为一种主要方法,用于语言理解和生成,同时作为自然语言处理(Natural language processing,NLP)领域下游的关键技术受到广泛关注.近年来,大语言模型(Large language models,LLMs),例如ChatGPT等技术,取得了显著进展,对人工智能乃至其他领域的变革和发展产生了深远的影响.鉴于LLMs迅猛的发展,本文首先对LLMs相关技术架构和模型规模等方面的演进历程进行了全面综述,总结了模型训练方法、优化技术以及评估手段.随后,分析了LLMs在教育、医疗、金融、工业等领域的应用现状,同时讨论了它们的优势和局限性.此外,还探讨了大语言模型针对社会伦理、隐私和安全等方面引发的安全性与一致性问题及技术措施.最后,展望了大语言模型未来的研究趋势,包括模型的规模与效能、多模态处理、社会影响等方面的发展方向.本文通过全面分析当前研究状况和未来走向,旨在为研究者提供关于大语言模型的深刻见解和启发,以推动该领域的进一步发展.

关键词：大语言模型(LLMs) 自然语言处理深度学习人工智能 ChatGPT

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基于U-Net的图像篡改定位方法研究

基于U-Net的图像篡改定位方法研究

作者：张杰重庆理工大学

学位级别：硕士

随着图像编辑技术的普及以及各种各样图像编辑软件的出现,人们可以利用P图软件将图像处理为肉眼难以区分的伪造图像。图像编辑技术的广泛应用无疑为人们的日常生活和工作带来了诸多便利,然而,它也伴随着一定的隐患,尤其是在当前信息传... 详细信息

随着图像编辑技术的普及以及各种各样图像编辑软件的出现,人们可以利用P图软件将图像处理为肉眼难以区分的伪造图像。图像编辑技术的广泛应用无疑为人们的日常生活和工作带来了诸多便利,然而,它也伴随着一定的隐患,尤其是在当前信息传播速度极快的网络环境下,不法分子利用图像编辑技术的便利性,对图像进行篡改、伪造,以达到误导公众、制造恐慌、甚至进行网络诈骗的目的,所以有必要对图像进行伪造检测。图像篡改检测技术通过对图像特征进行提取进行真伪鉴定,该技术成为了近些年来的热门研究方向。现阶段,基于深度学习技术的图像篡改检测主要面临着检测精度不高,模型参数量大,不方便在轻量化设备上进行部署等问题。本文主要针对这些问题进行了深入研究,并且提供了相应的解决方法。(1)提出一种具有多尺度特征融合的语义分割网络MSCU-Net(U-Net with multiple sensory field feature extraction)。该网络设计了一种多尺度特征提取模块(MFE,Multisensory field feature extraction module),通过不同尺寸的卷积核,能够获得图像篡改区域更加丰富的特征,再对所提取到的特征进行融合,能够使得所提取的特征包含更多的语义信息。同时还在网络的跳跃连接部分引入改进的注意力机制(CCCA,Channel coordinate confusion attention),使得模型在进行上采样和浅层网络的特征拼接时,能够聚焦浅层网络当中篡权区域的特征。(2)为了能够提高算法模型的处理效率,以及方便在便携式设备上进行部署,在MSCU-Net的基础之上进行了改进,提出了轻量化图像篡改检测网络MSCU-LiteNet。利用非对称卷积和深度可分离卷积对多尺度特征提取和融合模块进行改进。在模块的特征提取部分使用非对称卷积,特征融合部分使用深度可分离卷积,降低了模型的参数量。同时使用改进的轻量化注意力机制CCCA实现了聚焦篡改区域的信息。最后使用知识蒸馏技术,以MSCU-Net为教师网络,MSCU-Lite-Net为学生网络进行蒸馏,形成KD-MSCU-Lite-Net,使得模型同时兼顾速度和精度。为验证所提出算法的有效性,在图像篡改数据集NIST16等上进行相关实验。MSCU-Net在常用数据集上的F1值为0.8071,相比基准网络上升了4个百分点,相比于其他算法MSCU-Net的检测效果均有所提高,同时进行了消融实验,验证了所提出改进方法的有效性,最后对网络进行了鲁棒性测试,结果均高于其他对比算法。KDMSCU-Lite-Net在进行推理测试时相比于MSCU-Net参数量下降了60.7%,计算量下降了61.7%,而F1值为0.8041,只下降了0.3%左右。实验结果表明MSCU-Net拥有更高的检测精度,而KD-MSCU-Lite-Net具有更低的参数量和计算量。本文的模型可以有效地提取到图像篡改区域的特征,并且能够高效地将篡改区域进行定位。

关键词：篡改检测深度学习 U-Net 注意力机制知识蒸馏