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Three-dimensional ATUM-SEM reconstruction and analysis of hepatic endoplasmic reticulum-organelle interactions

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Journal of Molecular Cell Biology 2021年第9期13卷 636-645页

作者： Yi Jiang Linlin Li Xi Chen Jiazheng Liu Jingbin Yuan qiwei xie Hua Han National Laboratory of Pattern Recognition Institute of AutomationChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Artificial Intelligence University of Chinese Academy of SciencesBeijing 101408China School of Future Technology University of Chinese Academy of SciencesBeijing 101408China Data Mining Lab Beijing University of TechnologyBeijing 100124China CAS Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology Shanghai 200031China

The endoplasmic reticulum(ER)is a contiguous and complicated membrane network in eukaryotic cells,and membrane contact sites(MCSs)between the ER and other organelles perform vital cellular functions,including lipid homeostasis,metabolite exchange,calcium level regulation,and organelle ***,we establish a whole pipeline to reconstruct all ER,mitochondria,lipid droplets,lysosomes,peroxisomes,and nuclei by automated tape-collecting ultramicrotome scanning electron microscopy and deep learning techniques,which generates an unprecedented 3D model for mapping liver ***,the morphology of various organelles and the MCSs between the ER and other organelles are systematically *** found that the ER presents with predominantly flat cisternae and is knitted tightly all throughout the intracellular space and around other *** addition,the ER has a smaller volume-to-membrane surface area ratio than other organelles,which suggests that the ER could be more suited for functions that require a large membrane surface *** data also indicate that ER-mitochondria contacts are particularly abundant,especially for branched *** study provides 3D reconstructions of various organelles in liver samples together with important fundamental information for biochemical and functional studies in the liver.

关键词： 3D reconstruction ATUM-SEM deep learning liver ER MCSs

Aligned Organization of Synapses and Mitochondria in Auditory Hair Cells

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Neuroscience Bulletin 2022年第3期38卷 235-248页

作者： Jing Liu Shengxiong Wang Yan Lu Haoyu Wang Fangfang Wang Miaoxin Qiu qiwei xie Hua Han Yunfeng Hua National Laboratory of Pattern Recognition Institute of AutomationChinese Academy of SciencesBeijing100190China School of Artificial Intelligence School of Future TechnologyUniversity of Chinese Academy of SciencesBeijing101408China CAS Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology Shanghai200031China Putuo People’s Hospital Tongji UniversityShanghai200060China Shanghai Institute of Precision Medicine Ninth People’s HospitalShanghai Jiao Tong University School of MedicineShanghai200125China Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery Shanghai Ninth People’s HospitalShanghai200125China Ear Institute Shanghai Jiao Tong University School of MedicineShanghai200125China Shanghai Key Laboratory of Translational Medicine on Ear and Nose Diseases Shanghai200125China Research Base of Beijing Modern Manufacturing Development Beijing University of TechnologyBeijing100124China

Recent studies have revealed great functional and structural heterogeneity in the ribbon-type synapses at the basolateral pole of the isopotential inner hair cell(IHC).This feature is believed to be critical for audition over a wide dynamic range,but whether the spatial gradient of ribbon morphology is fine-tuned in each IHC and how the mitochondrial network is organized to meet local energy demands of synaptic transmission remain *** means of three-dimensional electron microscopy and artificial intelligence-based algorithms,we demonstrated the cell-wide structural quantification of ribbons and mitochondria in mature mid-cochlear IHCs of *** found that adjacent IHCs in staggered pairs differ substantially in cell body shape and ribbon morphology gradient as well as mitochondrial ***,our analysis argues for a location-specific arrangement of correlated ribbon and mitochondrial function at the basolateral IHC pole.

关键词： Inner hair cell Ribbon synapse Mitochondrial network Volume electron microscopy AI-based image processing

中国金融状况与实体经济发展研究——来自中国2000-2017年月度数据

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系统工程理论与实践 2019年第11期39卷 2723-2738页

作者：刘超马玉洁谢启伟北京工业大学经济与管理学院

运用混合创新时变系数随机方差向量自回归模型(mixture innovation time-varying parameter vector autoregressive models with stochastic volatility,MI-TVP-SV-VAR)构建中国金融状况指数(MFCI)测度中国金融状况,并基于非对称多重分形去趋势交叉相关分析法(multifractal asymmetric detrended cross-correlation analysis,MF-ADCCA算法)分析MFCI对实体经济发展的预测能力.以我国2000-2017年月度数据为研究样本,实证结果显示:各金融状况变量的权重均具有灵活时变性,股票价格、债券价格、房地产价格在MFCI中的权重较大;MFCI在样本期间能够与实体经济发展保持趋势上的一致性,且领先于实体经济发展(EC)的变动;基于MF-ADCCA算法的非对称相关性检验得出MFCI与EC具有持久的交叉相关性,MFCI的下降会导致EC的下降,MFCI的上升会导致EC的上升;MFCI对EC的交叉影响改变了单独序列本身的非对称影响,说明中国金融状况对实体经济发展的前期影响作用存在,MFCI具有对实体经济发展的预测作用.跨期相关性检验得出MFCI对实体经济的预测作用在6个月内效果更显著.

关键词：中国金融状况指数实体经济发展 MI-TVP-SV-VAR模型 MF-ADCCA算法预测

An Improved Algorithm for Imbalanced Data and Small Sample Size Classification

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Journal of Data Analysis and Information Processing 2015年第3期3卷 27-33页

作者： Yong Hu Dongfa Guo Zengwei Fan Chen Dong Qiuhong Huang Shengkai xie Guifang Liu Jing Tan Boping Li qiwei xie Analytical Laboratory Beijing Research Institute of Uranium Geology Beijing China Department of Electronics and Information Toyota Technological Institute Nagoya Japan

Traditional classification algorithms perform not very well on imbalanced data sets and small sample size. To deal with the problem, a novel method is proposed to change the class distribution through adding virtual samples, which are generated by the windowed regression over-sampling (WRO) method. The proposed method WRO not only reflects the additive effects but also reflects the multiplicative effect between samples. A comparative study between the proposed method and other over-sampling methods such as synthetic minority over-sampling technique (SMOTE) and borderline over-sampling (BOS) on UCI datasets and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) data set is provided. Experimental results show that the WRO method can achieve better performance than other methods.

关键词： Class Imbalance Learning Over-Sampling High-Dimensional Small-Sample Size Support Vector Machine

基于Takenaka-Malmquist自适应时频分布的特征指标——来自上证和深证的数据

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系统工程理论与实践 2020年第12期40卷 3112-3123页

作者：陈维国钱涛李建平谢启伟北京工业大学经济与管理学院北京100124 中国科学院科技战略咨询研究院北京100190 澳门科技大学系统工程研究所中国澳门999078 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190

股票价格指数度量并反映了股票市场总体价格水平及其变动趋势,包含了丰富的市场信息,受到投资者和政策制定者的普遍关注.利用一定的数学方法对其进行分析和研究,挖掘股指的潜在价值,对加快资本市场治理,提升金融效率,促进国民经济的平... 详细信息

股票价格指数度量并反映了股票市场总体价格水平及其变动趋势,包含了丰富的市场信息,受到投资者和政策制定者的普遍关注.利用一定的数学方法对其进行分析和研究,挖掘股指的潜在价值,对加快资本市场治理,提升金融效率,促进国民经济的平稳快速发展具有十分重要的意义.本文利用基于Takenaka-Malmquist自适应傅里叶分解(简称自适应傅里叶分解或AFD)的时频分布,有效提取了股票价格指数的时频特征,分析股票市场的变动趋势.为满足自适应傅里叶分解的要求,首先利用H-P滤波算法对时间序列进行预处理,去除时间序列的趋势项,然后利用AFD算法处理周期项数据,在此基础上得到股票价格指数的时频分布,并进一步分析股指变动趋势.基于自适应傅里叶分解的算法可以有效提取股指在时频两域的信息,避免了单一域分析的缺陷,且比现有的小波分解方法具有更高的分辨率和准确度.为检验指标的有效性,本文利用上海证券交易所的上证综合指数(代码000001)和深圳证券交易所深证成份指数(代码399001)实证检验了指标的有效性,结果表明基于自适应傅里叶分解的时频分布提出的股市技术分析指标可以用于中短期股票市场的变动特征分析.

关键词：自适应傅里叶分解时频分布股票价格指数 Takenaka-Malmquist系统

基于随机森林融合的金融机构风险关联影响因素研究

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系统工程理论与实践 2024年第1期44卷 296-315页

作者：李靖宇郭湘媛谢启伟郑晓龙北京工业大学经济与管理学院北京100124 中国科学院自动化研究所北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京101408

“太关联而不能倒”使得金融机构风险关联及其影响因素成为维护金融稳定的重要问题.本文借鉴随机森林进行基因调控研究的思想,将森林融合和随机置换相结合,提出构建变量间关联网络的方法,探究金融机构风险关联及相关因素的影响关系.所... 详细信息

“太关联而不能倒”使得金融机构风险关联及其影响因素成为维护金融稳定的重要问题.本文借鉴随机森林进行基因调控研究的思想,将森林融合和随机置换相结合,提出构建变量间关联网络的方法,探究金融机构风险关联及相关因素的影响关系.所提出的方法能克服传统回归分析、格兰杰因果检验和贝叶斯网络等方法的不足,随机置换的引入提升了模型对变量异质性的解决能力.基于2012–2022年46家中国上市金融机构的实证结果表明,所构建的网络能够清晰识别不同因素对风险关联的直接或间接影响作用,并且揭示了因素的影响路径,从而提供更为系统全面的影响关系刻画结果,表明本文方法在解决该问题上具有适用性,可以为金融监管和风险管理提供有力工具.

关键词：金融机构风险关联随机森林随机置换

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基于超分辨率角点检测算法的双目相机高精度标定方法

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激光与光电子学进展 2023年第8期60卷 355-363页

作者：孙婷陈娜孟然龙潜谢启伟湖北大学数学与统计学学院湖北武汉430062 北京中科慧眼科技有限公司北京100023 中国科学院云南天文台云南昆明650000 北京工业大学北京现代制造业发展研究基地北京100124

双目相机标定是研究立体视觉的基础工作,标定的精度是视觉测量精度的关键。图像角点提取是相机标定的基础,但在现实应用场景中,外界影响使获取的图像不清晰,导致检测到的角点精度低,从而影响标定的精度。因此,提出一种基于超分辨率亚像... 详细信息

双目相机标定是研究立体视觉的基础工作,标定的精度是视觉测量精度的关键。图像角点提取是相机标定的基础,但在现实应用场景中,外界影响使获取的图像不清晰,导致检测到的角点精度低,从而影响标定的精度。因此,提出一种基于超分辨率亚像素角点检测的端到端算法,从特征级解决低质量角点检测问题。首先,应用盲超分部分估计低分辨率图像模糊核,融合低分辨率图像特征重建出高分辨率图;然后,在此基础上得到角点亚像素位置;最后对双目相机进行高精度标定,并用测距实验对其进行检验。实验结果表明,所提基于超分辨的亚像素角点检测方法在真实场景下具有优越性。

关键词：成像系统相机标定角点检测超分辨率亚像素自监督深度学习

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LncRNA在老年性耳聋中的研究进展

中华耳科学杂志 2022年第2期20卷 360-364页

作者：袁佳添谢奇伟王耀文宁波大学医学院宁波315000 宁波市第一医院耳鼻咽喉头颈外科宁波315000

目的随着人口老龄化的加剧,老年性耳聋(AHL)的发病率逐渐增加,严重影响了老年人的社会交往和生活质量。长链非编码RNA(lncRNA)在多种年龄相关性疾病起着关键作用。其中,lncRNA在AHL中的重要性引起了人们的广泛关注。本文将对可能参与AH... 详细信息

目的随着人口老龄化的加剧,老年性耳聋(AHL)的发病率逐渐增加,严重影响了老年人的社会交往和生活质量。长链非编码RNA(lncRNA)在多种年龄相关性疾病起着关键作用。其中,lncRNA在AHL中的重要性引起了人们的广泛关注。本文将对可能参与AHL发病的lncRNA进行综述。方法在Pubmed, Science,中国知网数据库搜索AHL与lncRNA相关文献并进行分析、归纳、总结。结果本文共引用了49篇文献,发现AHL病因复杂多样,其中遗传、噪声、疾病因素与lncRNA密切相关。结论虽然现在已经发现很多AHL相关基因,但lncRNA与AHL的研究仍在起步阶段,研究lncRNA在AHL的发生发展中的作用在AHL防治上有广阔前景。

关键词： LncRNA 老年性耳聋基因诊断基因治疗

两阶段DEA绩效评价及其分摊模型——以全运会为例

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系统科学与数学 2021年第3期41卷 667-687页

作者：崔泽欣王婵张欣谢启伟湖北大学数学与统计学院武汉430062 北京联合大学基础与交叉科学研究所北京100101 北京工业大学经济与管理学院北京100124

基于两阶段DEA (data envelopment analysis)模型提出了两阶段DEA固定资源分配方法.首先利用两阶段DEA模型计算各个决策单元之间的效率;然后考虑各决策单元的运营模式,提出比例分摊模型,引入一系列度量按有效分摊方案集与按比例分配方... 详细信息

基于两阶段DEA (data envelopment analysis)模型提出了两阶段DEA固定资源分配方法.首先利用两阶段DEA模型计算各个决策单元之间的效率;然后考虑各决策单元的运营模式,提出比例分摊模型,引入一系列度量按有效分摊方案集与按比例分配方案分摊的成本之间的差异的偏差变量,通过最小化偏差,得到唯一的固定资源分摊方案集;最后利用Tobit模型探究外部影响因素对决策单元效率的影响.利用上述方法对中国31个省(自治区,直辖市)参加第十二届全运会的数据进行了分析.结果表明:在整个两阶段全运会过程中,仅山东省和西藏自治区为DEA有效,且提高各地区总效率的关键在于提高其AC阶段效率;从固定资源分配结果来看,大多数地区第二阶段的体育资源分配值要高于第一阶段的体育资源分配值;从影响因素来看,体育场地资源配置及体育类支出是影响效率的主要因素.最后,文章为提高中国各省份的竞技体育效率提出了一些建议.

关键词：绩效评价两阶段DEA模型资源分摊 Tobit回归