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基于链读数据的Scaffolding算法研究

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基于链读数据的Scaffolding算法研究

作者：陈国琳河南理工大学

学位级别：硕士

从头序列组装是在没有参考序列的情况下,将片段化的测序数据还原为完整准确的原始序列的过程。从头序列组装对生物信息学研究具有重要意义。Scaffolding是从头序列组装过程中非常关键的一步,旨在通过读数与contigs之间的比对信息确定con... 详细信息

从头序列组装是在没有参考序列的情况下,将片段化的测序数据还原为完整准确的原始序列的过程。从头序列组装对生物信息学研究具有重要意义。Scaffolding是从头序列组装过程中非常关键的一步,旨在通过读数与contigs之间的比对信息确定contigs之间的相对方向和位置,进而获取更加连续和完整的序列。基因序列重复区域多,测序数据量大,所以组装起来比较困难,而链读数据测序精确同时跨度很大,使用链读数据进行scaffolding有很大的优势。如何充分利用链读数据的特性来生成准确、连续的scaffolds已经成为人们研究的热点。本文基于链读数据的特点,做了如下工作:(1)为了纠正contigs中的组装错误,提高输入数据的质量,本文提出了一种基于链读数据标签相似度的组装错误纠正算法SLRC。现有的组装错误纠正算法通常是利用读数物理覆盖度,计算量大且容易受测序质量影响。SLRC算法通过分析组装错误处读数的比对特征,首先利用读数的比对位置筛选出可能存在组装错误的区域;然后通过比较潜在的组装错误区域两侧的标签相似度来确定存在组装错误的具体位置;最后在组装错误处将contigs断开实现对contigs的纠错。通过实验比较纠错前后contigs的组装错误数以及对scaffolding的影响,可以证明SLRC算法对contigs具有很好的纠错效果。(2)为了生成更加连续的序列,本文提出了一种基于链读数据的scaffolding算法SLRS。在构建scaffold图时,现有的基于链读数据的scaffolding方法通常仅考虑相同标签的数目,这不能很好地衡量边的置信程度。SLRS算法则采用更加复杂的策略来生成准确的scaffold图,从而得到更加连续的组装结果。SLRS算法以contigs数据集和比对文件作为输入,通过提取比对信息构建scaffold图,然后利用线性规划方法消除图中的方向冲突和顺序冲突,最后在优化过的图中生成scaffolds。为了提高比对信息的准确性,SLRS利用读数比对位置的变异系数消除重复区的干扰。在设置scaffold图中边的权重时,SLRS不仅考虑了标签的数目,还考虑了读数的数目以及contigs末端的长度。最后,SLRS还量化了gap距离和读数数目的关系,动态地估计了gap的距离。通过在三个人类数据集上进行对比实验分析,可以证明SLRS算法性能更优,能够极大提高序列的连续性。图28幅,表9个,参考文献69篇。

关键词：从头序列组装链读数据 stLFR读数组装错误 scaffolding

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电工常识第1版

电工常识

基于改进的Inception网络的天气图像识别研究

1987年

作者：董文权任国琳编

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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基于改进的Inception网络的天气图像识别研究

作者：陈国琳兰州大学

学位级别：硕士

天气对人类的交通、农业、工业等方方面面都有重要的影响,天气图像识别在人工智能、公路交通状况预警、汽车辅助驾驶、气候分析等领域具有广阔的发展前景.由于采集方法和采集设备不同,天气图像大小不一,常规预处理方法会导致信息损失;同... 详细信息

天气对人类的交通、农业、工业等方方面面都有重要的影响,天气图像识别在人工智能、公路交通状况预警、汽车辅助驾驶、气候分析等领域具有广阔的发展前景.由于采集方法和采集设备不同,天气图像大小不一,常规预处理方法会导致信息损失;同时,天气图像容易受到复杂的、非系统的因素干扰,因此天气图像识别存在分类精度不高的问题.此外,天气图像数据集通常数量庞大,如何进一步提升天气图像识别速度是亟待解决的问题.对此,本文共提出三点创新,分别如下:第一,提出多尺度池化方法,能够将任意尺寸的输入转换为固定尺寸的输出,避免对输入图像进行裁剪或缩放而造成不必要的信息损失,同时能够融合多层图像特征,获取全局特征.将输入特征图转化为四层特征图,分别划分为1×1,2×2,3×3,4×4个子区域,对每个子区域进行高斯池化,再使用1×1卷积将每层的通道数转换为原通道数的1/4,最后将特征图延展为一维矩阵并拼接,作为最终输出.本文在Multi-class Weather数据集上对该方法进行验证,实证结果表明,引入多尺度池化层后,模型的准确率、F1得分及运行速度均具有显著的提升.第二,提出并行非对称深度可分离扩张(Parallel Asymmetric Deep Separable Dilated,PADSD)模块,能够加快运算速度、提升性能,共有3处创新:其一,引入非对称卷积结构,设计并行的1×n和n×1的卷积核结构,取代常规的n×n卷积核,提高模块的非线性组合能力;其二,将卷积层和池化层并行连接,使得网络结构更宽而不是更深,减少维度;其三,引入深度可分离扩张卷积结构,扩大感受野,有效减少参数.第三,在前两个创新点的基础上,进一步提出改进的Inception网络,以PADSD模块为核心,引入多尺度池化层,采用双损失函数和RAdam优化器进行训练.实证结果显示,改进的Inception网络在准确率、F1得分、运行时间等指标上显著优于Inception V3等多个经典神经网络模型,能够满足迅速、准确识别天气图像的需要.

关键词： Inception网络池化卷积天气图像分类

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插装式电液比例节流阀特性研究

插装式电液比例节流阀特性研究

作者：李国琳太原理工大学

学位级别：硕士

液压技术广泛应用于工业自动化领域。随着液压系统向高压、大流量、大功率方向发展,对电液比例阀的动静态性能以及噪声要求也越来越高。在大流量场合,二通比例节流阀一般采用先导控制型结构。传统二级比例节流阀常用的内部反馈有位移-... 详细信息

液压技术广泛应用于工业自动化领域。随着液压系统向高压、大流量、大功率方向发展,对电液比例阀的动静态性能以及噪声要求也越来越高。在大流量场合,二通比例节流阀一般采用先导控制型结构。传统二级比例节流阀常用的内部反馈有位移-力反馈和位移-先导流量放大原理。由于其控制精度低、动态响应慢,只适用于对控制精度要求不高场合。主阀芯位移-电反馈控制精度高,动态特性好,主要用于闭环系统。但是现有的电闭环比例节流阀不含内部反馈,仅有电反馈通道。一旦电子检测和控制回路发生故障时,电闭环阀失去连续控制功能。本课题把位移-先导流量反馈原理和位移-电反馈原理结合,优化了阀的控制特性,并解决了电闭环控制阀在位移传感器电缆损坏下不可控的问题。Valvistor型阀是一种具有内部机械液压反馈机构的新型液压插装阀,可实现对流量连续成比例控制。,本文在Valvistor阀的基础上叠加包含有前馈控制器的电闭环控制器,设计了Valvistor NG16、NG25、NG63插装式比例节流阀。仿真结果验证：该类阀结构简单,控制精度高,动静态响应特性好,系统的可靠性高,满足设计要求。主要内容如下：1.介绍了插装阀和电液比例阀的基本概念、发展历史和国内外发展动态。并简要介绍了本文使用的建模和仿真软件。2.确定插装式比例节流阀阀的工作原理、控制方式。建立阀的动静态数学模型,为后续的仿真分析奠定理论基础。3.计算插装式比例节流阀结构参数,并根据其工作原理,利用Pro/E建立三维模型,SimulationX软件建立系统仿真模型。4.对开环和闭环两种工况,分析阀动静态特性。主阀面积比、反馈节流槽面积梯度、稳态液动力等因素对阀性能的影响。优化插装式比例节流阀主要结构参数。仿真结果验证：Valvistor NG16、NG25、NG63插装式比例节流阀基本满足比例控制流量的要求。

关键词：电闭环比例节流阀二通插装阀 SimulationX

基于非抽样Shearlet变换的红外与可见光图像融合方法

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农业机械学报 2014年第3期45卷 268-274页

作者：高国荣刘艳萍西北农林科技大学理学院

针对同一场景红外网像与町见光图像的融合问题，提出了一种基于非抽样Shearlet变换（NSST）的融合算法。首先对源图像进行多尺度、多方向NSST分解，得到低频子带系数和各带通方向子带系数；然后，在局部区域结构相似度的基础上，采用基... 详细信息

针对同一场景红外网像与町见光图像的融合问题，提出了一种基于非抽样Shearlet变换（NSST）的融合算法。首先对源图像进行多尺度、多方向NSST分解，得到低频子带系数和各带通方向子带系数；然后，在局部区域结构相似度的基础上，采用基于局部区域能量的方法选择融合图像的低频子带系数；基于脉冲耦合神经网络（PCNN）对带通方向子带空间频率（sF）的响应而得到的点火次数选择融合图像的带通方向子带系数，得到融合图像的NSST系数；最后经过非抽样Shearlet逆变换得到融合图像。实验结果表明：与其他5种相关的融合方法相比，该方法可获得具有更好视觉效果和更优量化指标的融合图像。

关键词：红外图像可见光图像剪切波变换融合结构相似度

采用改进的SqueezeNet模型识别多类叶片病害

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农业工程学报 2021年第2期37卷 187-195页

作者：刘阳高国琴江苏大学电气信息工程学院镇江212013 南通职业大学电子信息学院南通226007

为实现作物叶片病害的准确识别,该研究以PlantVillage工程开源数据库中14种作物38类叶片为研究对象,从网络规模小型化和计算过程轻量化需求的角度出发,对经典轻量级卷积神经网络SqueezeNet提出改进措施,包括修改最后一层卷积层的输出、... 详细信息

为实现作物叶片病害的准确识别,该研究以PlantVillage工程开源数据库中14种作物38类叶片为研究对象,从网络规模小型化和计算过程轻量化需求的角度出发,对经典轻量级卷积神经网络SqueezeNet提出改进措施,包括修改最后一层卷积层的输出、删除经典模型中的后3个fire模块并修改fire模块5的参数、调节fire模块中expand层中1×1和3×3的卷积核数目的比例、移动部分fire模块在模型中的位置等措施,共获取5种改进的病害叶片检测模型,并运用迁移学习和随机梯度下降算法进行训练。试验结果表明,在不过多损失网络性能的前提下,改进后5种模型的参数内存需求及模型计算量均呈现大幅减小,模型收敛迅速,其中最优模型参数内存需求仅为0.62 MB,模型运算量仅为111 MFLOPs,其平均准确率达到98.13%,平均查全率达到98.09%,平均查准率达到97.62%,在与已有相关研究的对比中表现出较高的性价比。该研究提出的改进模型在大幅减少参数内存要求和计算量的同时使模型性能保持在一个较高的水平,较好地平衡了这3项指标,适合将模型部署在移动终端等嵌入式资源受限设备上,有助于实现对作物病害的实时准确识别。

关键词：病害图像识别 SqueezeNet 轻量级卷积神经网络模型参数内存需求模型运算

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国民经济信息化呼唤经济信息专业教育

情报理论与实践 1996年第2期19卷 41-44页

作者：樊松林毛国琳上海大学情报研究所贵阳劳动就业管理办公室

国民经济信息化呼唤经济信息专业教育樊松林（上海大学情报研究所上海２０１８００）毛国琳（贵阳劳动就业管理办公室贵州８５００００）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｓｓｕｅｓｉｎｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃ... 详细信息

国民经济信息化呼唤经济信息专业教育樊松林（上海大学情报研究所上海２０１８００）毛国琳（贵阳劳动就业管理办公室贵州８５００００）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｓｓｕｅｓｉｎｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌ...

关键词：经济信息教育信息教育国民经济信息化

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妊娠期预防性补铁的研究进展

现代妇产科进展 2023年第6期32卷 458-460页

作者：曾悦何国琳四川大学华西第二医院产科出生缺陷与相关妇儿疾病教育部重点实验室成都610041

妊娠期贫血是孕产妇最普遍的营养缺乏症。铁缺乏是妊娠期贫血最常见的原因。世界卫生组织建议每日补铁以预防不良妊娠结局,但补铁对纠正不良妊娠结局这方面证据质量并不高。不同国家关于妊娠期贫血和铁缺乏的诊断标准不尽相同,国内外对... 详细信息

妊娠期贫血是孕产妇最普遍的营养缺乏症。铁缺乏是妊娠期贫血最常见的原因。世界卫生组织建议每日补铁以预防不良妊娠结局,但补铁对纠正不良妊娠结局这方面证据质量并不高。不同国家关于妊娠期贫血和铁缺乏的诊断标准不尽相同,国内外对于妊娠期预防性补铁的意义、时机及剂量等方面的意见尚不统一。本文就妊娠期预防性补铁的研究进展进行综述。

关键词：妊娠期铁缺乏补铁

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PDM和变型技术在数控编程中的应用

中国机械工程 2002年第13期13卷 1118-1120页

作者：葛江华隋秀凛高国安哈尔滨理工大学CAD中心哈尔滨工业大学现代生产技术中心

以 PDM系统作为快速变型设计的数据平台 ,分析了变型设计在快速产品设计中的作用 ,提出按关系型产品模型进行信息重组的思想 ,实现了变型技术应用于数控编程中的方法 ,可大幅度提高 NC程序编制的自动化程度。

关键词： PDM系统变型设计快速产品设计关系型产品模型数控编程