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基于深度学习和多特征融合的阿尔茨海默症分类算法研究

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基于深度学习和多特征融合的阿尔茨海默症分类算法研究

作者：井水清曲阜师范大学

学位级别：硕士

阿尔茨海默症(Alzheimer's Disease,AD)是一种在老年人中普遍存在的神经退行性疾病,以记忆力衰退、认知能力下降和视觉空间技能受损为主要表现。早期准确识别高风险的AD患者对于延缓疾病进展具有重要意义。面对单模态数据信息的局限性... 详细信息

阿尔茨海默症(Alzheimer's Disease,AD)是一种在老年人中普遍存在的神经退行性疾病,以记忆力衰退、认知能力下降和视觉空间技能受损为主要表现。早期准确识别高风险的AD患者对于延缓疾病进展具有重要意义。面对单模态数据信息的局限性和高熵值医学影像特征提取的挑战,本文综合应用了临床影像数据、临床心理学数据及注意力机制、卷积神经网络、多层感知机等方法,对不同模态特征进行提取和融合,以实现对AD的分类。具体的研究内容如下:(1)针对单模态数据难以获取丰富特征的问题,提出了一种基于改进的残差网络和注意力特征融合的AD分类算法。首先,改进的残差网络和局部二值模式被用于从预处理的结构磁共振图像中提取特征。其次,使用多层感知机提取临床数据特征。最后,采用自注意力机制对特征进行融合,并使用支持向量机进行五折交叉验证,取得了93.67%的分类准确率。该模型全面分析了患者的病理和心理方面,提高了辅助诊断的准确性。(2)针对当前模型难以准确识别关键病变区域的问题,提出了一种基于双注意力残差网络和多模态特征融合的AD分类算法。通过引入双注意力残差网络和卷积稀疏自编码器进行端到端的学习,用于AD的早期诊断。首先,提出了双注意力残差深度神经网络来捕获MRI的局部特征。其次,设计了一个包含双隐藏层的卷积稀疏自编码器来提取PET图像的全局和空间信息,以提高诊断性能。最后,提出了一种新的多模态框架,该框架将MRI和PET图像集成到统一的网络架构中进行端到端学习。分类准确率为95.12%,敏感性和特异性分别为91.63%和96.73%。(3)针对仅在模型终端进行单次特征融合无法充分利用多模态之间的交互信息的问题,提出了一种基于分裂压缩注意力和多级特征融合的AD分类算法。首先,通过采用分裂压缩注意力机制得以高效地对特征图通道执行分割操作,进一步促进了对通道间不同尺度特征信息的学习,增强了模型对空间信息的感知能力。其次,在多模态特征融合方面,通过引入特征传递块实现了对多模态数据逐级学习并多次融合MRI和PET的多模态特征,实现了不同层次、不同通道之间的信息交流和特征融合,有效提升了特征表征的能力,最终的分类准确率为96.37%。最后,将分类任务拓展到了 AD/MCI/CN三分类,其中MCI作为AD的前驱阶段之一,对MCI进行分类和识别有助于医生进行早期干预和治疗,从而延缓疾病的进展。

关键词：阿尔茨海默症注意力机制特征融合卷积神经网络分类预测

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移植FA502型牵伸机构的实践

辽宁纺织科技 1993年第1期 14-16页

作者：石井水陈波

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低级棉纺纱的实践

辽宁纺织科技 1992年第1期 25-26,31页

作者：石井水杨延艳

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精梳涤棉腊纱的生产实践

黑龙江纺织 1992年第2期 20-21,7页

作者：张贵海石井水

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掺氢天然气管网数值仿真轻量化算法

天然气工业 2024年第2期44卷 156-165页

作者：石国赟宇波北京石油化工学院机械工程学院北京市安全生产工程技术研究院北京航空航天大学航空发动机研究院

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求... 详细信息

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求解。最后,结合计算机库函数的缺点以及现代CPU中SIMD (Single Instruction Multiple Data)模型的特点,提出了针对封闭关系与状态方程的轻量化算法,并验证了算法的高效性。研究结果表明:(1)封闭关系与状态方程模型中的耗时原因为直接调用库函数的次幂运算、指数运算、对数运算以及除法运算;(2)由于次幂运算效率远低于其他运算,通过变换消除了模型中几乎所有的次幂运算;(3)利用SIMD指令来计算指数运算与对数运算,实现了在单核CPU上同时计算多个数据的指数与对数,最后通过数学变换将所有除法转换为乘法;(4)轻量化算法加速效果显著,其整体加速比为18,而在状态方程求解模块的加速比更是高达70以上。结论认为,该轻量化算法在不影响计算精度的条件下提高了计算速度,对于提高掺氢天然气管网在线仿真与智能管网的建设具有重要的理论价值和技术支撑。

关键词：天然气管网数值仿真计算效率状态方程加速比掺氢

具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案

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农业工程学报 2024年第2期40卷 273-282页

作者：景旭石引娣西北农林科技大学信息工程学院杨凌712100 陕西省农业信息智能感知与分析工程技术研究中心杨凌712100

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,该研究提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事... 详细信息

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,该研究提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事务中;其次,设计离群值可处理的自适应有损压缩方法,在满足用户保真度要求的前提下降低数据冗余;最后,压缩数据上链,实现区块链上物联网数据的高价值密度存储。与现有方案相比,该方案能提高链上存储真实物联网数据的效率。试验结果表明,在使用自适应压缩方法压缩数据时,针对不同的数据集会自适应选取k值,在满足用户重建精度的前提下,获得良好压缩效果,减少链上存储空间,提高了数据价值密度;相对于风速之类频率较高的数据,温湿度、二氧化碳等变化频率较低的数据可以获得较高的压缩比;当假设正常数据压缩比为10:1时,该方案可节省约85%的链上存储空间,相应的价值密度提高了约85%。该研究可为农产品溯源过程中的物联网数据高效存储提供解决方案,为实现分布式农业物联网数据压缩存储提供技术支持。

关键词：数据压缩区块链农产品溯源链上存储物联网

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“小院”宣讲村规民约破立并举焕乡风新貌

乡镇论坛 2024年第18期 20-21页

作者：李井水宋法强不详

“道德为先,文明常讲;关爱妇幼,礼敬尊长。红白喜事,切勿铺张;公益事业,人人担当”近日,在山东省郑城县杨集镇杨集村的“宣讲小院”里,移风易俗工作队正在向村民解读村规民约。他们结合实际案例,从陈规陋习的危害、移风易俗的重要性等... 详细信息

“道德为先,文明常讲;关爱妇幼,礼敬尊长。红白喜事,切勿铺张;公益事业,人人担当”近日,在山东省郑城县杨集镇杨集村的“宣讲小院”里,移风易俗工作队正在向村民解读村规民约。他们结合实际案例,从陈规陋习的危害、移风易俗的重要性等方面向大家宣传村规民约的意义,引导广大村民摒弃陈规陋习,争当文明新风的倡导者、传播者和践行者。

关键词：杨集镇村规民约践行者移风易俗公益事业文明新风

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水力段塞的压力基数值模拟算法研究

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2702-2706页

作者：石国赟宫敬北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京市安全生产工程技术研究院北京102617 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249

本文提出了一种压力基算法来模拟水力段塞的初始化与发展过程。该算法首先结合双流体模型与合适的封闭关系,构建了适用于水力段塞的数理模型。其次,为解决段塞头不含气导致方程组奇异问题,提出了能够同时处理段塞体与液膜区的单相–两... 详细信息

本文提出了一种压力基算法来模拟水力段塞的初始化与发展过程。该算法首先结合双流体模型与合适的封闭关系,构建了适用于水力段塞的数理模型。其次,为解决段塞头不含气导致方程组奇异问题,提出了能够同时处理段塞体与液膜区的单相–两相耦合的压力基求解算法。结果表明,该算法能够自动初始化水力段塞,模拟分层流向水力段塞流的转换过程,并与常见流型转换图吻合,同时段塞频率、长度具有随机性,其统计量与经验关系式吻合。

关键词：双流体模型水力段塞压力基算法数值模拟

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定向绿色广告情景下绿色消费行为演化路径

系统工程理论与实践 2024年第4期44卷 1282-1303页

作者：夏德张云东张逸石武汉理工大学管理学院武汉430070

定向绿色广告如何影响和改变着消费者的绿色消费意愿与行为演化是当下学术界和企业界密切关注的科学问题.本文借鉴经典的SEIR传染病模型,对不同特征的绿色消费群体在定向绿色广告持续浸润下的绿色消费行为的产生和演进过程展开研究.首... 详细信息

定向绿色广告如何影响和改变着消费者的绿色消费意愿与行为演化是当下学术界和企业界密切关注的科学问题.本文借鉴经典的SEIR传染病模型,对不同特征的绿色消费群体在定向绿色广告持续浸润下的绿色消费行为的产生和演进过程展开研究.首先基于消费群体的绿色消费特征进行分类,并据此构建定向绿色广告浸润下绿色消费意愿及行为演化的传播动力学模型(以下简称PR2GN模型);然后探讨零平衡点和非零平衡点的存在性以及平衡点处的稳定性;最后基于模型特征,通过数值仿真实验发掘影响转化演变效率的路径和策略.结果表明:1)PR2GN模型基本再生数小于等于1时,存在唯一零平衡点,零平衡点处绿色消费意愿和行为无法转化扩散;2)PR2GN模型基本再生数大于1时,存在唯一非零平衡点,非零平衡点处绿色消费意愿和行为将长期存续和转化;3)PR2GN模型在零平衡点和非零平衡点处均局部渐进稳定;4)为了促进绿色消费意愿和行为的转化扩散,定向绿色广告信息控制策略旨在促进潜在需求者P^(C)向绿色意愿者RC以及两类绿色意愿者(深R_(1)^(C)、浅R_(2)^(C))向绿色购买者GC的转化,并抑制不同阶段和状态的消费者向非绿色消费者N^(C)的转化;5)为显著增加绿色消费者G^(C)的比例,提高绿色消费意愿和行为的转化效率,在四个向绿色购买者G^(C)转化的通道中,应优先考虑抑制绿色购买者G^(C)向非绿色消费者N^(C)的转化,其次提高非绿色消费者NC向绿色购买者G^(C)的转化来实现.研究结论丰富了定向绿色广告传播的内涵,厘清了消费意愿与行为转化演变的关键路径,明确了定向广告的策略选择及其优先方向,为定向广告理论与实践提供有益参考.

关键词：定向绿色广告绿色消费行为 PR2GN模型演化路径