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基于深度学习的多模态磁共振图像转换

基于深度学习的多模态磁共振图像转换

作者：颜首昂烟台大学

学位级别：硕士

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)在临床诊断中具有举足轻重的影响,是目前医疗诊断上常用的手段,其最大的优点是在扫描过程中避免了辐射对受试人群的危害。通过设置不同类型的脉冲序列及参数可以产生不同结构和组织对比度信... 详细信息

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)在临床诊断中具有举足轻重的影响,是目前医疗诊断上常用的手段,其最大的优点是在扫描过程中避免了辐射对受试人群的危害。通过设置不同类型的脉冲序列及参数可以产生不同结构和组织对比度信息,被称作是多模态。多种形式的MRI都有其独特的解剖特征,作为对其他形式的补充信息,可以提供丰富的诊断信息。然而,由于数据质量差和昂贵的成本限制,收集每个患者的所有模态仍然是一个挑战。因此,一种MRI图像转换框架有望为提高临床诊断的时效性和准确性以及为科学研究提供全新见解做出有力贡献。为此,本文开展了基于深度学习的多模态MRI图像转换的研究。研究一:基于Swin Transformer用于多模态MRI图像的转换医学图像转换正在成为医学领域的一个新方向,具有众多潜在的应用前景。该领域主要由两种模型控制:用于图像到图像转换的条件对抗网络,以及无监督的循环一致生成对抗网络。然而,现有方法仍然存在两个缺点:首先,需要成对且像素对齐的图像,这很难获得,而且循环一致性模型的最优输出可能不是唯一的;其次,在捕获全局特征和模拟长距离相互作用方面存在不足,这对于具有复杂解剖结构的区域至关重要。在研究一中提出了一种基于Swin Transformer的多模态MRI图像转换网络。在研究一中,基于Swin Transformer设计的生成器能够转换具有与目标图像相同内容和相似风格信息的图像,基于Swin Transformer设计的配准网络中的编码器部分用于预测可变形向量场,基于卷积神经网络的设计的鉴别器用于判别真假图像。实验结果表明,研究一可以更好的转换MRI图像,并具有巨大的临床应用潜力。研究二:结合卷积神经网络分支和Transformer分支用于多模态MRI图像的转换MRI是一种广泛采用的医学成像技术,以其安全性和全面的数据采集而闻名。尽管如此,在临床应用中实现最佳对比度仍然是一个显著的挑战。大多数现有方法依赖于生成对抗网络,主要采用简单的卷积神经网络。不幸的是,这些网络很难捕捉MRI图像中的全局表征和上下文关系。虽然级联自注意力机制可以捕获远距离的特征依赖性,但它们通常会损害局部特征细节的保留。因此,在研究二中解决这些限制并增强多模态MRI图像转换的局部和全局表示。引入了一种新颖的双分支生成对抗网络。首先,Transformer分支包含稀疏注意力块和密集自注意力块,允许更广泛的接受域并同时捕获局部和全局信息。其次,通过集成残差卷积层构建的卷积神经网络分支增强了局部建模能力。另外,使用融合模块巧妙地结合了从两个分支提取的特征。在三个数据集进行的广泛实验已验证研究二提出的模型优于其他对比方法。

关键词：磁共振成像深度学习生成对抗网络 Transformer

基于英语学习活动观的初中英语阅读教学行动研究 ——以青海省河南蒙古族自治县寄宿制中学为例

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基于英语学习活动观的初中英语阅读教学行动研究 ——以青海省河...

作者：昂秀才卓青海师范大学

学位级别：硕士

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竹林场景下无人机避障系统的研究

竹林场景下无人机避障系统的研究

作者：陈子昂浙江农林大学

学位级别：硕士

我国毛竹资源丰富,无人机技术可以应用于竹林开发,结合视觉检测与自动定位算法,为智能化开发竹林资源带来新可能。多传感器融合技术涉及双目相机与惯性导航系统（INS）的信息的同步和集成。由于相机提供的视觉数据与惯性测量所得信息之... 详细信息

我国毛竹资源丰富,无人机技术可以应用于竹林开发,结合视觉检测与自动定位算法,为智能化开发竹林资源带来新可能。多传感器融合技术涉及双目相机与惯性导航系统（INS）的信息的同步和集成。由于相机提供的视觉数据与惯性测量所得信息之间存在高度互补性,这种结合能够显著提高定位导航的精确度和系统的稳定性。本文研究了竹林场景下无人机避障系统。设计了适用于山地丘陵地形的路径规划和避障框架,分析了四旋翼无人机运动学模型,构建了双目相机和惯性测量单元模型,并介绍了传感器预处理步骤和实时定位与ESDF建图理论。仿真验证表明,数据集中的定位精度提升了26.3%。在路径规划及避障算法研究中,详解了A算法和Hybrid A算法,提出了路径规划算法的改进方法,包括代价函数优化和基于B样条曲线的轨迹优化,通过Matlab和ROS环境的仿真实验对比分析,结果显示使用动态代价函数后,Matlab中规划时长平均值和最大值分别减少了5.5%和10.5%,搜索节点数减少了9.7%。在ROS环境中,尽管轨迹长度增加了15.6%,但规划时长和飞行时长分别减少了17%和8.4%。硬件及软件结构介绍了无人机避障系统的硬件组成和软件架构。以及在真实环境中的定位、建图结果和路径规划实验分析,结果得到改进后的算法显著减少了规划时长和陷入局部困境的次数,尽管轨迹变长,但通过改进轨迹跟踪控制算法,无人机的平均飞行速度提高,增强了机动性,最终优化了飞行时长。论文最后对全文进行了总结,并对未来的研究方向和可能的技术进步进行了展望。通过系统的设计、算法改进、以及大量的实验验证,本论文为竹林等复杂自然环境下无人机的避障技术提供了可供参考的的解决方案。

关键词：竹林开发多传感器融合定位 ESDF建图 Hybrid A~* 避障系统

高中语文必修教材“单元学习任务”实施策略研究

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高中语文必修教材“单元学习任务”实施策略研究

作者：韩昂冉佳木斯大学

学位级别：硕士

“双减”政策下中国式摔跤融入湖北省中小学体育教学优化路径研究

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“双减”政策下中国式摔跤融入湖北省中小学体育教学优化路径研究

作者：张子昂武汉体育学院

学位级别：硕士

“双减”为中小学学生减轻学习压力,完善中小学体育教学体系提供了政策保障。中国式摔跤作为代表性的中华民族传统体育运动项目之一,将其融入学校教育,促进民族传统体育文化回归课堂生态,是民族传统体育响应“双减”政策的时代要求,有... 详细信息

“双减”为中小学学生减轻学习压力,完善中小学体育教学体系提供了政策保障。中国式摔跤作为代表性的中华民族传统体育运动项目之一,将其融入学校教育,促进民族传统体育文化回归课堂生态,是民族传统体育响应“双减”政策的时代要求,有利于充实中小学教育的内容体系,筑牢中小学教育的民族共同体意识,增强学生体质健康,夯实中小学教育共同体。笔者以湖北省武汉市为例,采用文献资料法、专家访谈法、问卷调查法以及田野调查法,对于“双减”背景下中国式摔跤运动如何更好地融入中小学体育教学进行探讨,分析湖北省中国式摔跤作为中华传统体育类运动进入中小学发展的经验与问题,并提出针对性的优化实施策略,促进中国式摔跤进校园发展,强化青少年体质健康,为构建学校体育文化共同体提供理论支撑与实践支持。将中国式摔跤进校园落到实处,助推“双减”政策的实施和体教融合的发展。研究结果显示:(1)中国式摔跤运动在湖北省中小学开展情况呈现积极趋势,但大部分中小学不具备中国式摔跤运动专业场地器材,缺乏经费支持,湖北省中小学开展中国式摔跤教学的比例较低。(2)中国式摔跤融入湖北省中小学体育教学有利于发挥立德树人的德育价值;促进中华优秀文化传承;充实中小学教育内容体系;提高青少年体质健康水平;筑牢“家校社”教育共同体。(3)自2021年“双减”政策实施以来,义务教育阶段体育课程地位不断提升,但应试教育的高压环境使得湖北省中小学对中国式摔跤类民族传统体育传承不够深入,课程设置并不完善,缺少专业校本教材,师资队伍人力短缺、水平不足,阻碍了中国式摔跤与湖北省中小学体育教学的融合发展。(4)中国式摔跤项目自身创新激励不足,缺少有效的宣传推广机制,社会资源调动不充分,群众普及度有待提高。基于此,本文提出五点优化路径:(1)注重整体审察,加强“双减”政策的全面认识。“双减”给体育发展带来更多的机遇与挑战,加强对国家政策的解读并落实,推动中国式摔跤融入中小学教育,夯实中小学教育共同体。(2)优化课程设置,构建体教融合的完备体系。努力营造文化氛围,采取多形式传承路线,不断完善与中小学教育融合机制,加强理论研究,重视课程开发,择优选取教学内容,编写专业校本教材,既保证教学的“质”,又保证学习的“热”。(3)加强项目创新,增强体教融合的教化成效。在改造和重塑民族传统体育时,既要借鉴现代体育的特征又要注意传统体育的文化内涵,中国式摔跤项目存在一些其自身发展的弊端与局限性,加强项目创新,统一规范标准是关键。在其创新发展中需要不断探索和尝试新的方法和手段,以适应时代的发展和市场的需求,(4)强化教师队伍,提高教师自身业务水平。通过不断优化教师梯队建设、强化教师专业能力、深化教师职业素养加强中国式摔跤师资队伍的建设发展,发挥中国式摔跤的育人功效。(5)促进三方联合,推动民族传统体育发展。社会提供政策和资源支持,家庭提供情感和经济支持,学校提供课程和教学支持,三者共同构成了中国式摔跤课程发展的有力保障,共同推动和支持中国式摔跤课程的发展,让这一民族传统体育项目在湖北省中小学体育教育中焕发新的活力。

关键词：双减民族传统体育中国式摔跤学校教育文化传承

基于SWAT模型的季冻区流域径流随机不确定分析

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基于SWAT模型的季冻区流域径流随机不确定分析

作者：陈志昂黑龙江大学

学位级别：硕士

随机水文学是研究水文过程中随机变量及过程的重要学科,该学科包含了大量的水文过程分析和模拟,目的在于提高未来水文事件的预测能力,当今世界水文工作者在随机水文学的基础上建立水文模型来描述水文事件的随机演变特征,可更准确地预测... 详细信息

随机水文学是研究水文过程中随机变量及过程的重要学科,该学科包含了大量的水文过程分析和模拟,目的在于提高未来水文事件的预测能力,当今世界水文工作者在随机水文学的基础上建立水文模型来描述水文事件的随机演变特征,可更准确地预测极端水文事件,从而为当地水资源利用及水灾害防治做贡献。季节性冻土区有着独特的水文特性,多数在非冻土区使用的模型和理论不能直接照搬于季冻区使用,因此本文为了探究SWAT水文模型在季节性冻土区的适用性及随机不确定性,选择在典型季冻区呼兰河流域建立SWAT水文模型,以呼兰河流域随机径流为研究对象,通过SUFI-2、GLUE和PSO三种优化算法进行径流模拟及参数率定,并对水文资料和气象资料进行趋势及突变分析,从而对呼兰河流域SWAT模型适用性、模型及水文资料不确定性进行评价,本文主要研究成果如下:基于研究流域的DEM数字高程数据、土壤数据、土地利用数据、CMASDV1.1气象数据和实测月径流数据构建SWAT模型,并完成呼兰河流域子流域划分。基于在呼兰河流域构建的SWAT水文模型,分别启动SUFI-2、PSO和GLUE三种不同的优化算法,对研究区流域进行径流模拟及参数分析,可得出结论:三种算法在较多次迭代计算的径流模拟均能满足精度要求,且三种优化算法在不确定能力的分析上均较强,其中SUFI-2算法最快达到优秀拟合标准,SUFI-2算法和PSO算法计算简单高效,GLUE算法计算较为复杂,需要及大量计算才能满足精度要求,因此综合考虑SUFI-2算法为本流域最佳算法。对研究区水文资料序列进行了趋势性、突变性和相关性分析,结果表明:从趋势性上看,研究区相对湿度和降水量序列呈现出逐年显著上升的趋势,风速和径流量序列总体呈现逐年微弱上升趋势,气温和太阳辐射序列则呈现逐年微弱下降的趋势。突变性上看研究区气温序列在2008年存在突变点,相对湿度序列在2003年存在突变点,风速序列在2018年存在突变点,太阳辐射序列在2008年存在突变点,径流量序列则在2005年存在突变点。从相关性上看,存在显著正相关的序列组合有径流量与降水量,气温与降水量,气温与太阳辐射,太阳辐射与降水量;存在正相关的序列有径流量与相对湿度,相对湿度与降水量;存在显著负相关的序列有风速与相对湿度。

关键词： SWAT模型径流模拟参数不确定性分析相关性分析趋势突变分析

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V2I场景下基于通信感知一体化的波束对准

V2I场景下基于通信感知一体化的波束对准

作者：李殿昂北京邮电大学

学位级别：硕士