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基于胶片的放射治疗剂量分析系统

基于胶片的放射治疗剂量分析系统

作者：邵立珍电子科技大学

学位级别：硕士

适形放射治疗技术的发展使得我们需要一种实际的、精确的方法去验证三维不规则形状的剂量分布。用于验证三维剂量分布的系统包括软件和硬件两个部分。本人所做的主要工作是参与了硬件部分——模体的设计，并完成了与之相配的软件部分—... 详细信息

适形放射治疗技术的发展使得我们需要一种实际的、精确的方法去验证三维不规则形状的剂量分布。用于验证三维剂量分布的系统包括软件和硬件两个部分。本人所做的主要工作是参与了硬件部分——模体的设计，并完成了与之相配的软件部分——基于胶片的放射治疗剂量分析系统。模体是由人体组织替代材料构成的，它模拟了人体的组织特征，其中包括肺、骨、脊髓等。模体中除了可以插入胶片进行剂量分布的验证外，还可以插入电离室和半导体剂量仪进行点剂量的测量。基于胶片的放射治疗剂量分析系统主要用来建立胶片的灵敏度曲线，将验证模体中的胶片图象输入，进而将图象象素的灰度值通过相应的灵敏度曲线转换成绝对的剂量值，然后根据归一点勾画出等剂量曲线，重建剂量分布。最后，我们对基于胶片的放射治疗剂量分析系统进行了实验，给出了重建的剂量分布图。

关键词：适形放射治疗模体胶片灵敏度曲线等剂量曲线剂量分布治疗计划系统

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一种求解线性控制系统可达集的数值方法

控制与决策 2017年第3期32卷 541-546页

作者：邵立珍赵方园胡广大北京科技大学自动化学院北京100083 上海大学数学系上海200444

针对线性控制系统,研究应用常微分方程数值方法和优化技术相结合的近似可达集的方法.首先,用常微分方程数值方法对系统进行离散化.然后,提出基于优化技术的外部投影法来近似离散系统的可达集.外部投影法构造有限多个投影问题,每个都对... 详细信息

针对线性控制系统,研究应用常微分方程数值方法和优化技术相结合的近似可达集的方法.首先,用常微分方程数值方法对系统进行离散化.然后,提出基于优化技术的外部投影法来近似离散系统的可达集.外部投影法构造有限多个投影问题,每个都对应一个凸优化问题,通过求解这些凸优化问题最终可以得到可达集的近似描述.最后,通过数值仿真结果验证了所提出方法的有效性.与文献中已有的方法相比,在求解相同数量凸优化问题的情况下,外部投影法的近似精度更高.

关键词：可达集线性系统凸优化

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基于多目标支持向量机的ADHD分类

工程科学学报 2020年第4期42卷 441-447页

作者：杜海鹏邵立珍张冬辉北京科技大学自动化学院工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083

注意力缺陷多动障碍(ADHD)是儿童期最常见的精神疾病之一,在大多数情况下持续到成年期.近年来,基于功能磁共振数据的ADHD分类成为了研究热点.文献中已有的大多数分类算法均假设样本是均衡的,然而事实上,ADHD数据集通常是不平衡的.传统... 详细信息

注意力缺陷多动障碍(ADHD)是儿童期最常见的精神疾病之一,在大多数情况下持续到成年期.近年来,基于功能磁共振数据的ADHD分类成为了研究热点.文献中已有的大多数分类算法均假设样本是均衡的,然而事实上,ADHD数据集通常是不平衡的.传统的学习算法会使得分类器倾向于多数类样本,从而导致性能下降.本文研究了基于不平衡神经影像数据的ADHD分类问题,即基于静息状态功能磁共振数据对ADHD进行分类.采用功能连接矩阵作为分类特征,提出了一种基于多目标支持向量机的ADHD数据分类方案.该方案将不均衡数据分类问题建模为具有三个目标的支持向量机模型,其中三个目标分别为最大化分类间隔、最小化正样本误差和最小化负样本误差,进而正负样本经验误差可以被分开处理.然后采用多目标优化的法向量边界交叉法对模型进行求解,并给出一组代表性的分类器供决策者进行选择.该方案在ADHD-200竞赛的五个数据集上进行测试评估,并与传统分类方法进行对比.实验结果表明本文提出的三个目标支持向量机分类方案比传统的分类方法效果好,可以有效的从算法层面解决数据不平衡问题.该方案不仅可用于辅助ADHD诊断,还可用于阿尔茨海默病和自闭症等疾病的辅助诊断.

关键词：多目标优化功能磁共振数据注意力缺陷多动障碍支持向量机不平衡数据集

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基于深度神经网络的图像修复算法综述

计算机工程与应用 2023年第20期59卷 1-12页

作者：吕建峰邵立珍雷雪梅北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399 北京科技大学信息化建设与管理办公室北京100083

深度学习的快速发展使计算机视觉技术应用越来越广泛,同时利用深度神经网络根据破损图像的已知信息对图像复原的修复技术成为关注的热点。对近年基于深度神经网络的图像修复方法进行了综述和分析:按照模型优化的方向,对图像修复方法进... 详细信息

深度学习的快速发展使计算机视觉技术应用越来越广泛,同时利用深度神经网络根据破损图像的已知信息对图像复原的修复技术成为关注的热点。对近年基于深度神经网络的图像修复方法进行了综述和分析:按照模型优化的方向,对图像修复方法进行分类综述;介绍了图像修复常用的数据集和性能评价指标,并在相关数据集上对各种基于深度神经网络的破损图像修复算法进行性能评价和分析;总结和分析了现有图像修复方法面临的挑战和未来研究方向。

关键词：深度神经网络图像修复算法分析

基于改进MOEA/D的模糊柔性作业车间调度算法

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计算机工程 2024年第6期50卷 336-345页

作者：郑锦灿邵立珍雷雪梅北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399 北京科技大学信息化建设与管理办公室北京100083

针对实际生产车间中加工时间的不确定性,将加工时间以模糊数的形式表示,建立以最小化模糊最大完工时间和模糊总材料消耗为优化目标的多目标模糊柔性作业车间调度问题数学模型,提出一种改进基于分解的多目标进化算法(IMOEA/D)进行求解。... 详细信息

针对实际生产车间中加工时间的不确定性,将加工时间以模糊数的形式表示,建立以最小化模糊最大完工时间和模糊总材料消耗为优化目标的多目标模糊柔性作业车间调度问题数学模型,提出一种改进基于分解的多目标进化算法(IMOEA/D)进行求解。该算法基于机器和工序两层编码并采用混合的初始化策略提高初始种群的质量,利用插入式贪婪解码策略对机器的选择进行解码,缩短总加工时间;采用基于邻域和外部存档的选择操作结合改进的交叉变异算子进行种群更新,提高搜索效率;设置邻域搜索的启动条件,并基于4种邻域动作进行变邻域搜索,提高局部搜索能力;通过田口实验设计方法研究关键参数对算法性能的影响,同时得到算法的最优性能参数。在Xu 1~Xu 2、Lei 1~Lei 4和Remanu 1~Remanu 4测试集上将所提算法与其他算法进行对比,结果表明,IMOEA/D算法的解集数量和目标函数值均较优,在Lei 2算例获得的解集个数为对比算法的2倍以上。

关键词：模糊柔性作业车间调度问题基于分解的多目标进化算法混合初始化选择策略邻域搜索

基于综合智能模型的碳钢大气腐蚀重要变量提取和依赖关系挖掘

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工程科学学报 2023年第3期45卷 407-418页

作者：张明付冬梅张达威马菱薇邵立珍北京科技大学顺德研究生院佛山528300 北京科技大学自动化学院北京100083 北京市工业波谱成像工程技术研究中心北京100083 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 国家材料腐蚀与防护科学数据中心北京100083

针对碳钢在大气腐蚀过程中影响变量多且作用机制复杂的问题,提出一种基于综合智能模型的重要变量挖掘框架,利用该框架可以挖掘影响碳钢早期大气腐蚀的重要环境变量及其对腐蚀电偶电流产生的影响.本文通过大气腐蚀监测仪(ACM)收集了我国... 详细信息

针对碳钢在大气腐蚀过程中影响变量多且作用机制复杂的问题,提出一种基于综合智能模型的重要变量挖掘框架,利用该框架可以挖掘影响碳钢早期大气腐蚀的重要环境变量及其对腐蚀电偶电流产生的影响.本文通过大气腐蚀监测仪(ACM)收集了我国5个试验站点的大气腐蚀数据,首先,构建了随机森林(RF)、梯度提升回归树(GBRT)和BP神经网络(BPNN)三种机器学习模型;其次,利用多模型集成重要变量选择算法(MEIVS)量化环境变量的重要性并提取影响碳钢早期大气腐蚀的重要环境变量;最后,绘制了环境变量与腐蚀电偶电流的局部依赖曲线(PDP).仿真结果显示,MEIVS算法挖掘出的重要环境变量更符合大气腐蚀的先验规律;PDP与MEIVS算法的结论具有很好的一致性,重要环境变量对应的PDP的变化幅度大,且PDP的变化趋势能够反映环境变量对腐蚀电偶电流的影响.

关键词：大气腐蚀碳钢模型集成重要变量提取局部依赖曲线

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基于多目标优化的微纳卫星群姿态控制

空间控制技术与应用 2023年第1期49卷 21-29页

作者：缪海斌刘鸿瑾吕权修邵立珍北京科技大学北京100083 北京控制工程研究所北京100094

在微纳卫星群姿态控制中,要求多个卫星相互协同,能够快速达到期望的目标姿态,同时要求能耗最小.本文提出微纳卫星群姿态控制的多目标优化模型,以同时优化卫星姿态的角度误差和降低能耗2个性能指标函数.基于MATLAB用弹性约束法求解该优... 详细信息

在微纳卫星群姿态控制中,要求多个卫星相互协同,能够快速达到期望的目标姿态,同时要求能耗最小.本文提出微纳卫星群姿态控制的多目标优化模型,以同时优化卫星姿态的角度误差和降低能耗2个性能指标函数.基于MATLAB用弹性约束法求解该优化问题,得到了多目标优化的帕累托前沿,并给出了其相应的卫星姿态,实现了多个微纳卫星姿态机动控制和协同控制.仿真结果表明本文运用的多目标优化方法在微纳卫星姿态机动控制和协同控制中是有效的.

关键词：微纳卫星群姿态控制多目标优化弹性约束法

一种基于改进NSGA-Ⅱ的多目标绿色柔性作业车间调度方法

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制造技术与机床 2023年第1期 145-152页

作者：郑锦灿邵立珍雷雪梅北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学顺德创新院广东佛山528399 北京科技大学信息化建设与管理办公室北京100083

针对多目标绿色柔性作业车间调度问题,建立了以最小化最大完工时间、总负荷和总能耗为优化目标的多目标优化模型,提出了一种带有自适应交叉变异算子和学习机制的改进NSGA-Ⅱ多目标优化算法。该算法通过机器和工序的两级编码机制,使用基... 详细信息

针对多目标绿色柔性作业车间调度问题,建立了以最小化最大完工时间、总负荷和总能耗为优化目标的多目标优化模型,提出了一种带有自适应交叉变异算子和学习机制的改进NSGA-Ⅱ多目标优化算法。该算法通过机器和工序的两级编码机制,使用基于全局、局部和随机选择的非支配排序选择策略得到初始种群;采用具有自适应算子的混合交叉变异策略进行迭代,提高算法的全局搜索能力;引入分布函数来改进精英保留策略提高种群的多样性;通过学习机制进行邻域搜索提高算法的局部搜索能力。最后,采用基准测试算例Brandimarte以及Kacem数据集对算法进行测试,结果表明采用改进的NSGA-Ⅱ算法求解多目标绿色柔性作业车间调度问题具有求解精度高、收敛速度快以及解集多样性好的优点。

关键词：柔性作业车间调度问题改进NSGA-Ⅱ 自适应算子改进精英保留策略

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基于变量选择的尖点突变模型的两步构建方法

工程科学学报 2023年第1期45卷 128-136页

作者：张明付冬梅程学群杨丙坤郝文魁陈云邵立珍北京科技大学顺德研究生院佛山528300 北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学北京市工业波谱成像工程技术研究中心北京100083 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心北京100083 全球能源互联网研究院有限公司先进输电技术国家重点实验室北京102209

突变是工程实践过程中广泛存在的现象.当系统的状态发生跳跃性变化时,基于微积分的传统数学建模方法精度较低,人工神经网络等机器学习算法无法对突变现象作出合理的解释.基于突变理论的尖点突变模型可以用来解释系统状态的不连续变化,... 详细信息

突变是工程实践过程中广泛存在的现象.当系统的状态发生跳跃性变化时,基于微积分的传统数学建模方法精度较低,人工神经网络等机器学习算法无法对突变现象作出合理的解释.基于突变理论的尖点突变模型可以用来解释系统状态的不连续变化,然而在输入变量维度较大的情况下,传统的尖点突变模型复杂度高且精度较差.为了解决这一问题,提出了一种基于变量选择的尖点突变模型的两步构建方法.第一步,利用多模型集成重要变量选择算法(MEIVS)量化待选变量的重要性并提取重要变量;第二步,基于极大似然法(MLE)利用所提取的重要变量构建尖点突变模型.仿真结果表明,在具有突变特征的数据集上,通过MEIVS降维后的尖点突变模型在评价指标上优于线性模型、Logistic模型和通过其他方法降维的尖点突变模型,并且可以用来解释研究对象的不连续变化.

关键词：突变理论突变特征尖点突变模型变量选择模型集成