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结合多分支纹理特征提取和注意力机制的肝脏肿瘤自动分割方法

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信息与控制 2024年

作者：邱云飞王月洋辽宁工程技术大学软件学院

针对计算机断层扫描图像中肝脏肿瘤边界模糊、类型多样、与周围组织对比度低等特点，以及现有网络对医学图像中的纹理信息利用不充分等问题，提出了一种结合多分支纹理特征提取和注意力机制的肝脏肿瘤自动分割方法。首先，设计了一个并... 详细信息

针对计算机断层扫描图像中肝脏肿瘤边界模糊、类型多样、与周围组织对比度低等特点，以及现有网络对医学图像中的纹理信息利用不充分等问题，提出了一种结合多分支纹理特征提取和注意力机制的肝脏肿瘤自动分割方法。首先，设计了一个并行卷积编码器，替换基准网络U-Net中的双卷积模块，用于提取两种不同感受野下的表层特征；接着，提出了一个纹理特征提取网络，将其搭建于U-Net的跳跃连接部分，以提取多尺度特征下肝脏肿瘤的深层纹理信息；随后，在解码阶段引入了一个带有残差路径的通道注意力模块，旨在有效捕获通道间的依赖关系，增强肝脏肿瘤分割任务相关特征。将所提方法在LiTS2017和3DIRDCADb-01肝脏肿瘤分割数据集上进行了实验论证，结果表明，所提方法在评价指标和可视化结果上均优于对比方法，对于小尺寸和边界模糊的肿瘤分割具有优势，有望为肝脏肿瘤筛检提供新的参考。

关键词：图像处理肝脏肿瘤 U-Net 并行卷积纹理特征注意力机制

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融合信息瓶颈与图卷积的跨域推荐算法

计算机工程与应用 2024年第15期60卷 77-90页

作者：王永贵胡鹏程时启文赵炀邹赫宇辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125105

基于迁移学习的跨域推荐可以有效地学习连接源域和目标域的映射函数,但其性能仍然受到表征质量不高和负迁移问题的影响,不能有效地为冷启动用户进行推荐,为此提出了一种融合信息瓶颈与图卷积网络的跨域推荐模型(IBGC)。利用图卷积神经... 详细信息

基于迁移学习的跨域推荐可以有效地学习连接源域和目标域的映射函数,但其性能仍然受到表征质量不高和负迁移问题的影响,不能有效地为冷启动用户进行推荐,为此提出了一种融合信息瓶颈与图卷积网络的跨域推荐模型(IBGC)。利用图卷积神经网络聚合有关联的用户-用户和项目-项目信息;利用注意力机制学习用户和项目偏好,以提高节点特征表示质量;考虑到两个领域的信息交互,将重叠用户进行嵌入表示的同时限制特定信息的编码,利用信息瓶颈理论设计了三种正则化器,以捕获域内和跨域用户-项目的相关性,并将不同领域的重叠用户表征对齐以解决负迁移问题。在Amazon数据集中的四对公开数据集上进行实验,实验结果表明该模型在MRR、HR@K和NDCG@K三个推荐性能指标上的表现均优于基线模型,在四对数据集上与最优对比基线模型相比,MRR平均提升34.36%,HR@10平均提升34.94%,NDCG@10平均提升36.83%,证明了IBGC模型的有效性。

关键词：跨域推荐算法用户冷启动推荐图卷积神经网络信息瓶颈理论网络嵌入学习注意力机制

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基于特征增强的轻量化可逆超分辨率网络

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：杨本臣李浩然金海波辽宁工程技术大学软件学院

针对当前深度超分网络参数量非常庞大，且推理速度缓慢，而轻量化网络在复杂环境条件下无法表达图像深层特征的问题，提出基于特征增强的轻量化可逆超分辨率网络. 首先提出边缘特征残差，配合所提的边缘相似损失指导模型重建，增... 详细信息

针对当前深度超分网络参数量非常庞大，且推理速度缓慢，而轻量化网络在复杂环境条件下无法表达图像深层特征的问题，提出基于特征增强的轻量化可逆超分辨率网络. 首先提出边缘特征残差，配合所提的边缘相似损失指导模型重建，增强重建图像对纹理轮廓的表达能力; 然后补充新的小波特征核，使小波变换支持任意缩放因子的重建任务; 最后引入全局特征提取模块，在特征图中嵌入自注意力机制，提取全局特征. 在缩放因子为4时的基准测试集Set5上的实验结果表明，与SwinIR-light相比，所提网络表现更优， PSNR提升0.41 dB，参数量减少244 k，推理时间降低49.05%.

关键词：超分辨率小波变换边缘特征可逆神经网络

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基于特征重用和膨胀卷积的遥感图像舰船检测

智能系统学报 2024年

作者：曲海成李瑞柯王蒙单以盟辽宁工程技术大学软件学院

在光学遥感图像中，港口内的舰船目标通常处于密集的船只群中，并受到周围环境的干扰和遮挡，如集装箱、车辆等。为了进一步提高现有舰船目标检测算法的精度和泛化性能，提出了一种基于特征重用和膨胀卷积的遥感图像舰船检测算法。首先... 详细信息

在光学遥感图像中，港口内的舰船目标通常处于密集的船只群中，并受到周围环境的干扰和遮挡，如集装箱、车辆等。为了进一步提高现有舰船目标检测算法的精度和泛化性能，提出了一种基于特征重用和膨胀卷积的遥感图像舰船检测算法。首先构建了基于分组卷积和拆分注意力的残差块来提取特征，同时嵌入可变形卷积提取更加符合舰船尺度变化的特征；接着，构造了多尺度感受野模块，通过并行提取多尺度特征后再进行融合来减少信息损失；最后，在原有特征金字塔的基础上构建了一条自底向上的特征重用聚合路径以提高特征表示能力。在大型遥感数据集DOTA和舰船数据集HRSC2016上进行实验，实验结果表明，所提方法能够有效缓解舰船目标漏检和误检问题，提高了遥感图像舰船目标检测的精度。

关键词：遥感图像舰船检测特征重用膨胀卷积拆分注意力分组卷积特征金字塔可变形卷积

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基于几何过程的多设备相干系统优化维修策略

系统科学与数学 2024年

作者：金海波夏文博辽宁工程技术大学软件学院

针对多类型设备组成的相干系统,如何制定二元预防性维修策略(T,N)才能使系统在生命周期内维修费用最小的问题,根据失效系统能否得到及时维修,创新性地提出了两个场景下优化维修策略.两个场景下,均通过几何过程刻画系统中每种类型设备在... 详细信息

针对多类型设备组成的相干系统,如何制定二元预防性维修策略(T,N)才能使系统在生命周期内维修费用最小的问题,根据失效系统能否得到及时维修,创新性地提出了两个场景下优化维修策略.两个场景下,均通过几何过程刻画系统中每种类型设备在维修作用下恶化过程,对每个场景分别建立周期性预防维修模型,利用survival signature技术计算系统可靠度,以此计算每个周期下系统维修费用的期望.以系统生命周期内单位时间平均投入成本最小为目标函数,采用改进的人工鱼群算法对目标函数求解,得到最优的周期长度T~*和最优维修次数N~*.最后针对每个场景均给出实际系统和仿真系统的数值算例,并对关键参数进行敏感性分析.数值结果证明了模型的有效性和求解方法的高效性,敏感性分析结果验证了模型的健壮性.

关键词：几何过程 survival signature 周期性维修人工鱼群算法

超临界CO不同浸泡时间致煤体变形破坏能量演化机制研究

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安全与环境学报 2024年

作者：于永江邬志强刘佳铭辽宁工程技术大学矿业学院

为探究超临界CO2不同浸泡时间（0、5 d、10 d、15 d）下煤体变形破坏全过程中能量演化机制，以“梅花井煤矿4-1煤层”的两种不同煤样（焦煤、弱黏煤）为研究对象，开展了四种超临界CO2不同浸泡时间下的煤体单轴压缩试验。研究结果表明:... 详细信息

为探究超临界CO2不同浸泡时间（0、5 d、10 d、15 d）下煤体变形破坏全过程中能量演化机制，以“梅花井煤矿4-1煤层”的两种不同煤样（焦煤、弱黏煤）为研究对象，开展了四种超临界CO2不同浸泡时间下的煤体单轴压缩试验。研究结果表明:随着超临界CO2浸泡时间的增加，煤体抗压强度及弹性模量均逐渐下降；基于能量计算原理，随着浸泡时间的增加，煤体在压密阶段存在微小量值的能量存储与耗散特征，在线弹性阶段存储弹性应变能的能力逐渐减弱，在塑性屈服阶段耗散能占总应变能的比重在逐渐增大，在峰后残余强度阶段耗散能的激增使得煤体产生相互贯通和扩展的宏观裂隙；在此基础上研究煤样的能量累积率与耗散率演化机制，研究表明：在应力峰值前，煤体受到超临界CO2的浸泡会削弱其弹性应变能的累积速率；应力峰值处时，煤体的弹性应变能累积速率达到最小；在峰后破坏阶段，随着浸泡时间的增加，煤体超临界CO2浸泡时间达到10 d时，其弹性应变能转化率与耗散率达到最大。此研究成果有助于分析其深部煤储层注入CO2压裂过程煤体变形的能量特征，也对CO2的地质封存具有一定参考意义。

关键词：安全工程超临界CO 力学特性能量演化能量累积率能量耗散率

粉煤灰负载纳米FeS处理酸性含铬废水动态试验

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水资源与水工程学报 2024年第3期35卷 59-66页

作者：郭旭颖付宏磊高新乐董艳荣胡志勇赵子龙谢周菲辽宁工程技术大学理学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000

针对矿区生态环境受酸性含铬废水污染严重的问题,采用超声沉淀法制备了粉煤灰负载纳米FeS吸附材料(nFeS-F)。并以粉煤灰、nFeS-F为填料分别构造1^(#)、2^(#)动态柱,进行酸性含铬废水动态处理试验,通过XRD、SEM、TEM、XPS对粉煤灰、nFeS-... 详细信息

针对矿区生态环境受酸性含铬废水污染严重的问题,采用超声沉淀法制备了粉煤灰负载纳米FeS吸附材料(nFeS-F)。并以粉煤灰、nFeS-F为填料分别构造1^(#)、2^(#)动态柱,进行酸性含铬废水动态处理试验,通过XRD、SEM、TEM、XPS对粉煤灰、nFeS-F进行表征,探究粉煤灰和nFeS-F处理酸性含铬废水的规律性、长效性和去除机理。结果表明:在进水Cr(Ⅵ)浓度为100 mg/L条件下,动态柱运行28 d内,1^(#)柱对Cr(Ⅵ)和总铬的平均去除率分别为42.86%和36.65%;2^(#)柱对Cr(Ⅵ)和总铬的平均去除率分别为70.74%和53.12%,至试验结束时,1^(#)柱和2^(#)柱的pH分别为5.50和6.38。通过nFeS-F的XRD、XPS表征分析表明,Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),并以氢氧化物和硫化物沉淀的形式固定在nFeS-F的表面上。nFeS-F对Cr(Ⅵ)表现出优异的吸附性能,该研究可为处理酸性含铬废水提供一定的技术参考。

关键词：粉煤灰负载纳米FeS 酸性含铬废水动态试验

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钢丝绳芯橡胶输送带两尺度统一本构模型与阻尼机理研究

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机械强度 2024年

作者：李建刚冯金平王鑫刘思远高仲杰吴建军辽宁工程技术大学

钢丝绳输送带的本构分析是优化输送带设计和节能的关键问题，采用黏弹性理论及瞬态动力学的知识构建了基于表征钢丝绳的Maxwell模型和表征橡胶基体的Burgers模型，考虑了钢丝绳间的微动摩擦阻尼和钢丝绳与输送带之间的相互阻尼，构建了... 详细信息

钢丝绳输送带的本构分析是优化输送带设计和节能的关键问题，采用黏弹性理论及瞬态动力学的知识构建了基于表征钢丝绳的Maxwell模型和表征橡胶基体的Burgers模型，考虑了钢丝绳间的微动摩擦阻尼和钢丝绳与输送带之间的相互阻尼，构建了其混合本构模型，运用外加激励载荷的方法，在0～30℃条件下，建立本构模型间各参数之间的关系，运用Matlab对仿真曲线进行拟合、求解，并取40℃为对照组，对混合本构模型的准确性进行了验证。验证结果表明，此本构模型表征的输送带与试验最大误差为5.88%，证明此本构模型能够比较好的表征钢丝绳芯橡胶输送带，运用仿真加预测的方法，验证此模型的普适性，此研究为输送带结构优化和节能分析提供理论基础。

关键词：混合本构模型相互阻尼钢丝绳输送带温度效应

基于LightGBM模型的肺腺癌免疫相关基因筛选与患者生存率预测

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生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 70-79页

作者：孟祥福田友发张霄雁辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛125000

肺癌是对人类健康威胁最大的恶性肿瘤之一。已有研究表明,一些基因在肺癌的发生发展过程中发挥着重要的调控作用。本文提出一种基于LightGBM的集成学习方法,根据免疫相关基因(IRG)表达谱数据和临床数据构建预后模型,对肺腺癌患者的预后... 详细信息

肺癌是对人类健康威胁最大的恶性肿瘤之一。已有研究表明,一些基因在肺癌的发生发展过程中发挥着重要的调控作用。本文提出一种基于LightGBM的集成学习方法,根据免疫相关基因(IRG)表达谱数据和临床数据构建预后模型,对肺腺癌患者的预后生存率进行预测。首先,使用Limma包进行基因差异分析,然后利用CoxPH回归分析方法对与预后相关的IRG进行筛选,进而使用XGBoost算法对IRG特征进行重要性打分,最后利用LASSO回归分析方法筛选可用于构建预后模型的IRG,最终结果共得到17个可用于构建模型的IRG特征。根据筛选得到的IRG特征来训练LightGBM,使用K-means算法将患者分为三组,其模型输出结果的受试者操作特征(ROC)曲线下面积(AUC)显示模型预测三组患者生存率的准确率分别为96%、98%、96%。实验结果表明,本文所提模型能够将肺腺癌患者分为三组[5年生存率高于65%(第一组)、低于65%但高于30%(第二组)、低于30%(第三组)],并能较准确地预测肺腺癌患者的五年生存率。

关键词：肺腺癌生物信息学集成学习免疫相关基因 LightGBM

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