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基于引领森林的多粒度广义长尾分类

计算机科学 2024年第11期 229-238页

作者：杨金业徐计王国胤贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室重庆邮电大学计算智能重庆市重点实验室

长尾分类在现实世界中是一项不可避免且充满挑战的任务。传统方法通常只专注于类间的不平衡分布，然而近期的研究开始重视类内的长尾分布，即同一类别内，具有头部属性的样本远多于尾部属性的样本。由于属性的隐含性和其组合的复杂性，... 详细信息

长尾分类在现实世界中是一项不可避免且充满挑战的任务。传统方法通常只专注于类间的不平衡分布，然而近期的研究开始重视类内的长尾分布，即同一类别内，具有头部属性的样本远多于尾部属性的样本。由于属性的隐含性和其组合的复杂性，类内不平衡问题更加难以处理。为此，文中提出一种基于引领森林并使用多中心损失的广义长尾分类框架(Cognisance),旨在通过不变性特征学习的范式建立长尾分类问题的多粒度联合求解模型。首先，该框架通过无监督学习构建粗粒度引领森林(Coarse-Grained Leading Forest, CLF),以更好地表征类内关于不同属性的样本分布，进而在不变风险最小化的过程中构建不同的环境。其次，设计了一种新的度量学习损失，即多中心损失(Multi-Center Loss, MCL),可在特征学习过程中逐步消除混淆属性。同时，Cognisance不依赖于特定模型结构，可作为独立组件与其他长尾分类方法集成。在ImageNet-GLT和MSCOCO-GLT数据集上的实验结果显示，所提框架取得了最佳性能，现有方法通过与本框架集成，在Top1-Accuracy指标上均获得2%～8%的提升。

关键词：长尾分类不平衡学习不变性特征学习多粒度联合求解

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基于优选建模和深度置信网络的电压互感器误差定量评估方法

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电测与仪表 2024年第8期61卷 55-62,77页

作者：徐云武李红斌张传计华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

电压互感器(potential transformer,PT)是电力系统中电压测量的关键设备,对PT的计量误差进行在线评估将有助于维护电能贸易结算的公平公正,其中基于数据驱动的PT在线评估方法因其评估性能优越而具有良好的工程应用前景,但存在着未考虑... 详细信息

电压互感器(potential transformer,PT)是电力系统中电压测量的关键设备,对PT的计量误差进行在线评估将有助于维护电能贸易结算的公平公正,其中基于数据驱动的PT在线评估方法因其评估性能优越而具有良好的工程应用前景,但存在着未考虑建模数据中是否含有异常数据以及无法定量评估等问题。为此,文中提出了一种基于优选建模和深度置信网络的定量评估方法,该方法通过无监督聚类技术确定理想的建模数据集,并利用深度置信网络进行训练得到PT定量评估模型,进而对PT实时输出信号进行分析实现误差定量评估。实验表明,该方法可有效检测出建模数据中的异常数据,且准确监测0.2级PT的计量误差状态,实现在运PT计量性能的准确评估。

关键词：电压互感器建模数据异常检测优选建模深度置信网络定量评估

基于三维井间电阻率层析成像技术的加油站储油区泄露污染羽精细刻画与量化分析

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地球物理学进展 2024年

作者：毕现行郭秀军孙计同郭恩宇中国海洋大学环境科学与工程学院山东省海洋环境地质工程重点实验室海洋环境与生态教育部重点实验室山东师范大学物理与电子科学学院

加油站泄漏导致的土壤和地下水污染是城市地下污染的主要类型之一。泄漏发生后，对石油污染羽进行实时监测和精细刻画是准确确定渗漏点位置和评估污染程度的关键环节。为实现这一目标，我们在本文中设计了一种新型采集方式的三维井间电... 详细信息

加油站泄漏导致的土壤和地下水污染是城市地下污染的主要类型之一。泄漏发生后，对石油污染羽进行实时监测和精细刻画是准确确定渗漏点位置和评估污染程度的关键环节。为实现这一目标，我们在本文中设计了一种新型采集方式的三维井间电阻率层析成像技术，并通过应用实例评测、分析了该技术对污染羽的精细刻画与量化评价能力。研究表明，本文设计的监测技术对加油站微小渗漏形成的污染羽，二次重复渗漏形成的污染羽边界及地下水位变动导致的污染羽扩散过程具有良好的刻画能力；并且利用反演后的污染羽三维空间电阻率数据及含油量-电阻率模型可估算三维空间污染羽含油量和总泄漏量。论文还根据三维观测电阻率时序反演结果，基于分级概念构建了泄露程度判别标准。论文研究对推进地下有机物污染羽三维精细刻画技术研究具有重要作用。

关键词：三维井间电阻率层析成像法加油站渗漏污染羽精细刻画

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轧机传动系统的状态观测-交叉耦合同步控制

机械设计与制造 2024年

作者：贾权郭计云徐青云山西大同大学机电工程学院山西大同大学煤炭工程学院

为了减小轧钢机多电机驱动下轧辊间的同步误差，设计了基于状态观测器-交叉耦合控制的综合控制器。介绍了轧机双机拖动工作模式，建立了驱动电机模型和电机-轧辊的等效质量弹簧模型。设计了PID控制器与状态观测器，实现了单个电机对设... 详细信息

为了减小轧钢机多电机驱动下轧辊间的同步误差，设计了基于状态观测器-交叉耦合控制的综合控制器。介绍了轧机双机拖动工作模式，建立了驱动电机模型和电机-轧辊的等效质量弹簧模型。设计了PID控制器与状态观测器，实现了单个电机对设定转速的跟踪控制，其中状态观测器用于对负载力矩进行观测和补偿，有效消除了控制抖振现象。依据BP神经网络设计了交叉耦合同步控制器，用于消除轧辊间的同步误差。经仿真验证可以看出，由PID控制、状态观测器、交叉耦合同步控制器组成的综合控制器可以有效减小轧辊间的同步误差，同时增强了负载突变时的控制鲁棒性。

关键词：同步控制状态观测器交叉耦合同步控制等效质量弹簧模型鲁棒性

教育数字化赋能乡村教师高质量发展的时代意涵、现实隐忧与推进路径

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现代教育管理 2024年第4期 64-74页

作者：谢计李如密南京师范大学江苏南京210097

为了顺应数字化社会的发展趋势,实施教育数字化战略行动,推动教育数字化转型势在必行。教育数字化赋能乡村教师高质量发展意指依托数字技术的核心支撑与创新应用,推动数字技术与乡村教师发展各维度的深度整合,助力乡村教师的教育空间、... 详细信息

为了顺应数字化社会的发展趋势,实施教育数字化战略行动,推动教育数字化转型势在必行。教育数字化赋能乡村教师高质量发展意指依托数字技术的核心支撑与创新应用,推动数字技术与乡村教师发展各维度的深度整合,助力乡村教师的教育空间、教学范式、知识储备、能力结构与乡村教师队伍管理等多方面的转型与变革,打造适应教育数字化发展趋势的高质量乡村教师队伍。同时教育数字化赋能乡村教师高质量发展也面临着数字技术焦虑,压制乡村教师高质量发展动力;数字素养薄弱,制约乡村教师高质量发展行动;数字资源不均,加剧乡村教师高质量发展鸿沟;数字成本繁重,加重乡村教师高质量发展负担等现实问题。基于文化路径、素养路径、资源路径与管理路径等推进逻辑,通过培养乡村教师数字文化自觉观念、实施乡村教师数字素养提升工程、构建乡村教师数字资源共享群落与完善乡村教师数字负担管理体系等路径,促进乡村教师高质量发展。

关键词：教育数字化乡村教师高质量发展赋能隐忧

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一种稳健的窄带反馈型主动噪声控制系统

仪器仪表学报 2024年第1期45卷 269-277页

作者：马亚平胡计昶吴定会毕勤胜路静江南大学物联网工程学院无锡214122 江苏大学镇江212013 无锡和烁丰科技股份有限公司无锡214142

传统窄带反馈型主动噪声控制系统采用并型自适应滤波器结构,用于合成参考信号时,仍存在参考信号合成质量较差、滤波器权值的初值设置难度高、应对非平稳窄带噪声的能力不足等问题。为解决以上问题,通过引入高效的串并型自适应滤波器结... 详细信息

传统窄带反馈型主动噪声控制系统采用并型自适应滤波器结构,用于合成参考信号时,仍存在参考信号合成质量较差、滤波器权值的初值设置难度高、应对非平稳窄带噪声的能力不足等问题。为解决以上问题,通过引入高效的串并型自适应滤波器结构来合成参考信号,提出新型的窄带反馈型主动噪声控制系统,改善参考信号合成质量,进而提升系统的整体降噪性能。新型系统不仅有效解决了传统系统存在的参考信号合成质量较差的问题,还降低了滤波器权值的初值设置复杂度,同时还提升了系统应对非平稳窄带噪声的能力。实验结果表明,新型系统较传统系统的前后两部分的降噪量分别提升了7.89和9.18 dB。仿真和实验结果共同验证了提出的系统较传统系统具有更强的稳健性和降噪性能。

关键词：反馈型主动噪声控制自适应滤波器窄带噪声滤波-X最小均方算法降噪性能

3DGE-UNet磁共振成像的脑胶质瘤全自动分割算法:对不充分全局特征提取的改进

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四川大学学报（医学版） 2024年第2期55卷 447-454页

作者：田恒屹王瑜计亚荣 Rahman MdMostafizur 北京工商大学人工智能学院北京100048

目的脑胶质瘤及其子区域的全自动分割是计算机辅助肿瘤临床诊断的基础,卷积神经网络在脑部磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)分割过程中,小卷积核只能提取局部特征而无法有效融合全局特征,缩小了对影像信息的感知范围,从而... 详细信息

目的脑胶质瘤及其子区域的全自动分割是计算机辅助肿瘤临床诊断的基础,卷积神经网络在脑部磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)分割过程中,小卷积核只能提取局部特征而无法有效融合全局特征,缩小了对影像信息的感知范围,从而导致分割精度不足的问题。本研究旨在利用膨胀卷积,针对三维(three-dimensional, 3D)-UNet不能充分提取全局特征的问题进行改进。方法 (1)算法构建:本文提出一种带有三条全局上下文特征提取通路的3D-UNet模型,即3DGE-UNet模型。使用脑部肿瘤分割挑战赛(Brain Tumor Segmentation Challenge, BraTS)2019提供的公开数据集(335例患者),设计一种全局上下文特征提取(more global contextual feature extraction, GE)模块,并将该模块引入到3DUNet网络的第一、二、三条跳跃连接处,利用该模块充分提取图像的不同尺度全局特征,并与上采样得到的特征图叠加,扩大模型感受野,实现不同尺度特征的深层融合,从而完成端到端的脑肿瘤全自动分割。(2)算法验证:图像数据来源于BraTs2019数据集(335例患者术前MRI图像,包括T1、T1ce、T2和FLAIR四种模态图像和一张医生标注的肿瘤标签图像),将数据集分别按照8∶1∶1划分为训练集、验证集和测试集。以医生标注的肿瘤标签图像为金标准,使用Dice系数(综合评价有效性)、敏感度(病灶区域的查全率)和95%Hausdorff距离(肿瘤边界的分割精度)在测试集中评估算法对完整肿瘤区域(whole tumor, WT)、核心肿瘤区域(tumor core, TC)和增强肿瘤区域(enhancing tumor, ET)三种区域的分割性能,分别使用无GE模块的3D-UNet模型和有GE模块的3DGE-UNet模型进行检测,内部验证GE模块设置的有效性。使用3DGEUNet模型、ResUNet、UNet++、nnUNet、UNETR检测上述性能指标,并比较5种算法模型的收敛性,外部验证3DGEUNet模型的有效性。结果 (1)在内部验证中,改进的3DGE-UNet模型在测试集中分割WT、TC和ET区域的Dice均值分别为91.47%、87.14%和83.35%,与传统的3D-UNet模型相比(89.79%、85.13%和80.90%),综合评价达到了最优值,对于三个区域的分割精度都有提升(P计学意义。3DGE-UNet模型可以在训练阶段快速收敛,速度优于其他外部模型。结论 3DGE-UNet模型可以有效地提取和融合不同尺度的特征信息,提高脑肿瘤分割的准确性。

关键词：脑胶质瘤核磁共振成像图像处理计算机辅助人工智能

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血脂参数及脂质比值与糖代谢异常的关联研究

现代预防医学 2024年第14期51卷 2628-2633页

作者：计叶徐文超江阴市疾病预防控制中心慢非传科江苏省现场流行病学培训项目常州市疾病预防控制中心慢非传科

目的探索血脂参数、脂质比值与糖代谢异常的关联性以及脂质比值与糖代谢异常的剂量反应关系。方法选取2022年7月至2023年3月，35岁及以上的常州市常住居民7 527人作为研究对象，收集其基本信息、血压、空腹血糖、血脂四项等资料，采用... 详细信息

目的探索血脂参数、脂质比值与糖代谢异常的关联性以及脂质比值与糖代谢异常的剂量反应关系。方法选取2022年7月至2023年3月，35岁及以上的常州市常住居民7 527人作为研究对象，收集其基本信息、血压、空腹血糖、血脂四项等资料，采用logistic回归探索影响糖尿病前期、糖尿病与血脂参数、脂质比值的关联强度，采用三次立方样条函数来分析脂质比值与糖代谢异常潜在的剂量反应关系。结果本研究发现TC、LDL-C、TC/HDL-C、TG/HDL-C、LDL-C/HDL-C、non-HDL-C/HDL-C升高是糖尿病前期和糖尿病的危险因素(P<0.05),HDL-C升高是糖尿病前期和糖尿病的保护因素(P<0.05)。TC/HDL-C、TG/HDL-C、LDL-C/HDL-C、non-HDL-C/HDL-C与糖代谢异常之间存在剂量反应关系，截断值分别为3.78、1.07、2.10、2.77。结论 TC/HDL-C、TG/HDL-C、LDL-C/HDL-C、non-HDL-C/HDL-C升高会增加糖尿病前期和糖尿病的患病风险，对糖代谢异常有预测作用。

关键词：糖尿病前期糖尿病血脂脂质比值