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融合VIT与CNN注意力机制的面部疼痛评估算法研究

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计算机工程与应用 2024年第15期 277-283页

作者：郭士杰卢世杰耿艳利顾博文孙浩河北工业大学机械工程学院河北工业大学智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心河北工业大学人工智能与数据科学学院

准确的疼痛评估可以为病人镇痛提供一定指导，为解决传统人工疼痛评估效率低、费时费力等问题，提出一种基于VIT与CNN注意力机制的面部疼痛评估算法，对疼痛进行多级预测。搭建面部疼痛表情采集平台，提取视频帧序列并进行数据预处理，... 详细信息

准确的疼痛评估可以为病人镇痛提供一定指导，为解决传统人工疼痛评估效率低、费时费力等问题，提出一种基于VIT与CNN注意力机制的面部疼痛评估算法，对疼痛进行多级预测。搭建面部疼痛表情采集平台，提取视频帧序列并进行数据预处理，建立疼痛表情数据库；提出一种改进的多尺度通道注意力模块关注关键特征信息，将CNN和VIT作为主干网络并行连接，提取更高级的面部局部-全局特征，以时序方式输入长短期记忆网络（LSTM）进行疼痛评估；在疼痛表情数据库上进行模型性能验证，实验结果表明，该算法在精确率、召回率、F1分数、准确率指标方面分别达到96.8%、96.7%、0.97、96.8%，与其他深度学习模型相比可更有效识别疼痛，为康复领域疼痛评估研究做出一定贡献。

关键词：疼痛评估面部表情 VIT网络卷积神经网络注意力机制

拇外翻足三维有限元模型构建及其第1、2跖列生物力学分析

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医用生物力学 2024年第2期39卷 272-277页

作者：耿艳利苑智文宣伯凯徐敏河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300401 智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心天津300401 天津医科大学朱宪彝纪念医院天津300134

目的建立拇外翻足有限元模型,研究不同拉力下第1、2跖列的应力及位移变化情况。方法将采集的拇外翻病人足部CT图像导入Mimics软件,重建足部三维骨骼模型;利用3-matic软件对重建模型进行网格划分与体网格生成;将优化处理过的模型导入ANSY... 详细信息

目的建立拇外翻足有限元模型,研究不同拉力下第1、2跖列的应力及位移变化情况。方法将采集的拇外翻病人足部CT图像导入Mimics软件,重建足部三维骨骼模型;利用3-matic软件对重建模型进行网格划分与体网格生成;将优化处理过的模型导入ANSYS中进行有限元分析,通过改变拉力大小、方向验证拉力与第1、2跖列的应力、位移之间的关系。结果对第1近节趾骨施加不同大小、方向的拉力,当力小于12 N时,随着拉力的增加,第1趾骨位移变化较为明显,拉力每增大2 N,位移约增加1 mm;当力大于12 N时,随着拉力的增加,第1趾骨应力不断增加,而位移只发生微小变化;而当力保持12 N不变,以15°间隔改变力的方向时,第1、2跖列的应力大小及其分布随方向的变化而改变,同时位移也会产生相应的变化,且当力的方向与第2趾骨方向越趋于垂直时,第1趾骨产生的位移越大。结论有限元分析技术可以形象、准确地分析第1、2跖列在不同拉力下的应力及位移变化情况,为拇外翻矫形器的设计奠定基础。

关键词：拇外翻拉力应力位移矫形器

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膝-踝-趾动力型假肢解耦控制研究

哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 324-331页

作者：耿艳利王希瑞武正恩郭欣王倩河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心天津300130 中国核电工程有限公司河北石家庄050000

针对膝-踝-趾动力型假肢系统的强耦合性,导致系统控制效果不理想等问题,本文设计控制法则分解法解耦器对系统进行解耦,降低耦合度,提高控制效果。利用拉格朗日方程建立了膝-踝-趾动力型假肢系统支撑末期的动力学模型,此模型的耦合度为1.... 详细信息

针对膝-踝-趾动力型假肢系统的强耦合性,导致系统控制效果不理想等问题,本文设计控制法则分解法解耦器对系统进行解耦,降低耦合度,提高控制效果。利用拉格朗日方程建立了膝-踝-趾动力型假肢系统支撑末期的动力学模型,此模型的耦合度为1.22,耦合性较强,需要进行解耦;基于控制法则分解法设计模型解耦器,以此简化假肢系统,将耦合度强的系统简化为膝、踝、趾独立控制的模型;基于自适应迭代学习设计控制器,对解耦前后三自由度假肢系统的各关节进行控制。结果表明:此解耦器可以将假肢模型简化为3个单输入、单输出的系统,同时降低关节间的耦合度,加快系统的收敛速度,与解耦前的控制效果相比,解耦后系统收敛误差明显减小。本文为多关节假肢系统提供了模型简化方法,为实物样机控制提供理论验证。

关键词：膝-踝-趾动力型假肢动力学模型控制法则分解法解耦器自适应迭代学习解耦控制策略被动型假肢拉格朗日方程轨迹跟踪

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民办高校开展“四史”学习教育路径研究

时代报告 2024年第1期 111-113页

作者：耿艳利邱会锋郑丽芬广州华商学院

“四史”学习教育作为思想政治教育的重要组成部分，对于强化高校师生党性修养、引导大学生形成正确的“三观”、坚定理想信念和培养爱国主义情怀具有重要的意义。在开展“四史”学习教育活动时，应将营造教育活动氛围、丰富教育活动内... 详细信息

“四史”学习教育作为思想政治教育的重要组成部分，对于强化高校师生党性修养、引导大学生形成正确的“三观”、坚定理想信念和培养爱国主义情怀具有重要的意义。在开展“四史”学习教育活动时，应将营造教育活动氛围、丰富教育活动内容、创新教育活动形式、联动教育活动主体、深化教育活动效果相结合，这样才能更好地推动“四史”学习教育“进课堂、进教材、进头脑”。

关键词：民办高校 “四史”学习教育实现路径

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大学生网络社交圈层化的困境与出路

华商论丛

华商论丛 2024年第1期5卷 74-80页

作者：耿艳利郑龙行郑丽芬广州华商学院数据科学学院蒙古国研究大学教育学院广州华商学院管理学院

大学生网络社交圈层化是新媒体技术发展的结果，也是当前高校思想政治教育工作面临的新课题。大学生网络社交圈层化的自主性、稳定性、闭环性、多元性等特点，给大学生及高校思想政治教育工作带来“双刃剑”的影响。面对网络社交圈层化... 详细信息

大学生网络社交圈层化是新媒体技术发展的结果，也是当前高校思想政治教育工作面临的新课题。大学生网络社交圈层化的自主性、稳定性、闭环性、多元性等特点，给大学生及高校思想政治教育工作带来“双刃剑”的影响。面对网络社交圈层化的困境，高校思想政治教育工作者应积极探索引导策略，从融入和引导、监管和净化、重建和提升、打破和融合网络社交圈层等方面着手，深入研判、主动出击，让大学生的网络社交在正确的思想引领下有序开展。

关键词：大学生网络社交圈层化思想政治教育

心理资本对高职学生职业决策困难的影响--应对方式与未来工作自我清晰度的链式中介作用

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潍坊工程职业学院学报 2024年第2期37卷 94-99页

作者：耿艳利郑龙行郑丽芬类康广州华商学院广州511300 蒙古国研究大学乌兰巴托14200

采用积极心理资本问卷、简易应对方式问卷、未来工作自我清晰度量表和职业决策困难量表对广东省3所高职院校的351名大三的学生进行调查。结果发现:心理资本和与积极应对方式、未来工作自我清晰度两两显著正相关,分别与职业决策困难显著... 详细信息

采用积极心理资本问卷、简易应对方式问卷、未来工作自我清晰度量表和职业决策困难量表对广东省3所高职院校的351名大三的学生进行调查。结果发现:心理资本和与积极应对方式、未来工作自我清晰度两两显著正相关,分别与职业决策困难显著负相关;心理资本可以对职业决策困难直接产生影响,也可以通过3条中介路径作用于职业决策困难。得出结论:心理资本可以通过应对方式、未来工作自我清晰度影响高职学生的职业决策困难程度。

关键词：心理资本应对方式未来工作自我清晰度职业决策困难

基于双扩张层和旋转框定位的群猪目标检测算法研究

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农业机械学报 2023年第4期54卷 323-330页

作者：耿艳利林彦伯付艳芳杨淑才河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心天津300130 河北省畜牧总站石家庄050035 天津魔界客智能科技有限公司天津300130

目前猪群图像检测均为基于水平框的目标检测算法,对于图像中猪体粘连和相互遮挡情况检测率较低,针对图像中的猪只长宽比例较大和可能发生任意角度旋转的特点,提出了一种基于双扩张层和旋转框定位的群猪目标检测算法(Dual dilated layer ... 详细信息

目前猪群图像检测均为基于水平框的目标检测算法,对于图像中猪体粘连和相互遮挡情况检测率较低,针对图像中的猪只长宽比例较大和可能发生任意角度旋转的特点,提出了一种基于双扩张层和旋转框定位的群猪目标检测算法(Dual dilated layer and rotary box location network,DR Net)。采集3个猪场的群猪图像,利用数据增强保留9600幅图像制作数据集;基于膨胀卷积搭建提取图像全局信息的双扩张层,借鉴Res2Net模块改进CSP层融合多尺度特征,猪只目标以旋转框定位并采用五参数表示法在模型训练中利用Gaussian Wasserstein distance计算旋转框的回归损失。试验结果表明,DR Net对猪只目标识别的精确率、召回率、平均精确率、MAE、RMSE分别为98.57%、97.27%、96.94%、0.21、0.54,其检测效果优于YOLO v5,提高了遮挡与粘连场景下的识别精度和计数精度。利用可视化特征图分析算法在遮挡和粘连场景下能够利用猪只头颈部、背部或尾部特征准确定位目标。该研究有助于智能化猪场建设,可为后续猪只行为识别研究提供参考。

关键词：群猪目标检测膨胀卷积 Gaussian Wasserstein distance 旋转框定位

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基于点云语义分割的猪只体尺测量方法研究

农业机械学报 2023年第7期54卷 332-338,380页

作者：耿艳利季燕凯岳晓东付艳芳河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心天津300130 河北省畜牧总站石家庄050035

生猪的体尺参数是生猪生长状态的重要评判标准,而人工测量体尺耗时耗力且容易造成猪只的应激反应,本文研究了无接触式猪只体尺参数测量方法,借鉴人工测量经验法,提出基于点云语义分割的猪只体尺测量方法。本文以大约克夏猪为研究对象,... 详细信息

生猪的体尺参数是生猪生长状态的重要评判标准,而人工测量体尺耗时耗力且容易造成猪只的应激反应,本文研究了无接触式猪只体尺参数测量方法,借鉴人工测量经验法,提出基于点云语义分割的猪只体尺测量方法。本文以大约克夏猪为研究对象,搭建无接触式猪只点云采集平台,采集3510组猪只双侧点云数据;利用直通滤波器与随机采样一致性分割处理方法去除背景点云,基于统计滤波器去除离群点,采用体素下采样方法稀疏点云,完成猪只点云的预处理;基于PointNet网络,结合注意力模块构建语义分割模型,针对不同分割部位设计猪只体尺测量方法。试验结果表明,在自制数据集上,改进的语义分割模型准确率为86.3%,相较于PointNet、PointNet++和3D-RCNN分别高8、5.7、2.6个百分点;体尺的测量值与实测值最大绝对误差为6.8 cm,平均绝对误差均在5 cm以内,具有较高的估算准确性,此方法能够用于猪只体尺测量。本文将语义分割与体尺测量相结合,可为后续非接触测量提供思路。

关键词：猪只体尺 KinectV2 语义分割非接触测量

融合VIT与CNN注意力机制的面部疼痛评估算法研究

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计算机工程与应用 2023年

作者：郭士杰卢世杰耿艳利顾博文孙浩河北工业大学智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心河北工业大学机械工程学院河北工业大学人工智能与数据科学学院

准确的疼痛评估可以为病人镇痛提供一定指导，为解决传统人工疼痛评估效率低、费时费力等问题，提出一种基于VIT与CNN注意力机制的面部疼痛评估算法，对疼痛进行多级预测。首先，搭建面部疼痛表情采集平台，提取视频帧序列并进行数据预... 详细信息

准确的疼痛评估可以为病人镇痛提供一定指导，为解决传统人工疼痛评估效率低、费时费力等问题，提出一种基于VIT与CNN注意力机制的面部疼痛评估算法，对疼痛进行多级预测。首先，搭建面部疼痛表情采集平台，提取视频帧序列并进行数据预处理，建立疼痛表情数据库；其次，提出一种改进的多尺度通道注意力模块关注关键特征信息，将CNN和VIT作为主干网络并行连接，提取更高级的面部局部-全局特征，以时序方式输入长短期记忆网络（LSTM）进行疼痛评估；最后，在疼痛表情数据库上进行模型性能验证，试验结果表明，该算法在精确率、召回率、F1分数、准确率指标方面分别达到96.8%、96.7%、0.97、96.8%，与其他深度学习模型相比可更有效识别疼痛，为康复领域疼痛评估研究做出一定贡献。

关键词：疼痛评估面部表情 VIT 卷积神经网络注意力机制