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阿尔茨海默病辅助诊断的多模态数据融合轻量级网络

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浙江大学学报(工学版) 2025年第1期59卷 39-48页

作者：王光明柏正尧宋帅徐月娥云南大学信息学院云南昆明650504

单模态阿尔茨海默病辅助诊断方法缺少专业标注的影像数据,特征提取不稳定且要求高计算能力,为此融合核磁成像、正电子发射断层扫描影像数据和精神认知评分数据,提出多模态轻量级阿尔茨海默病辅助诊断网络(LightMoDAD).在影像特征提取模... 详细信息

单模态阿尔茨海默病辅助诊断方法缺少专业标注的影像数据,特征提取不稳定且要求高计算能力,为此融合核磁成像、正电子发射断层扫描影像数据和精神认知评分数据,提出多模态轻量级阿尔茨海默病辅助诊断网络(LightMoDAD).在影像特征提取模块中,去冗余卷积以提取局部特征,引入全局滤波用于提取全局特征,通过配准并相加实现多模态影像特征融合.在文本特征提取模块中,由可分离深度卷积提取精神认知评分数据特征与多模态影像特征融合,通过迁移学习增强特征判别性.采用多层感知器识别复杂的模式和特征,提高所提网络的分类准确率.在ADNI数据库中开展有效性验证实验,LightMoDAD的分类准确率、敏感性和特异性分别为0.980、0.985和0.975.实验结果表明,所提网络有助于提高医生诊断效率,具有移动端部署潜力.

关键词：阿尔茨海默病多模态数据轻量级网络融合算法迁移学习

基于嵌套U型结构网络的古代壁画破损区域检测

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计算机工程与应用 2025年第2期61卷 283-292页

作者：陈安余映赵辉荣王信超云南大学信息学院昆明650091

由于年代久远和自然因素等影响,许多古代壁画表面存在着不同程度的损坏,精准地检测这些破损区域对于保护文化遗产具有重要研究价值。然而,现有的方法在古代壁画的破损检测中存在检测不全,对微小细节的破损区域检测不准确等问题。针对以... 详细信息

由于年代久远和自然因素等影响,许多古代壁画表面存在着不同程度的损坏,精准地检测这些破损区域对于保护文化遗产具有重要研究价值。然而,现有的方法在古代壁画的破损检测中存在检测不全,对微小细节的破损区域检测不准确等问题。针对以上问题,提出基于嵌套U型结构网络的壁画破损区域检测方法U2-DUANet,该方法采用了一种新的深度监督聚合模块,能够更有效地融合侧边输出的细节信息。提出了一种像素级上下文及通道注意力(pixel-wise contextual and channel attention,PCCA)机制,来选择性地关注每个像素上的信息上下文特征以及通道信息,更精确地捕捉图像的重要特征,提高模型的准确性。自主创建了一个古代破损壁画图像的数据集,并对其破损区域进行了人工标注。在壁画数据集上的实验结果表明,U2-DUANet相比于U-Net,在精确率和F-measure上分别提升了10.5个百分点和8.2个百分点,并且具有更好的鲁棒性和泛化能力。

关键词：嵌套U型结构深度监督聚合注意力机制破损区域检测

用于无损离子操纵结构的双极性射频电源的研制

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质谱学报 2025年第1期46卷 97-105页

作者：刘青许润泽张允晶李灵锋李鹏苏州大学电子信息学院江苏苏州215006

无损离子操纵结构(structures for lossless ion manipulations,SLIM)是一种在特殊背景气体下,利用静电场、射频电场、离子驱动电场共同作用实现对气相离子无损传输的新结构,在物质传输和分离方面有着广阔的应用前景。为了充分发挥SLIM... 详细信息

无损离子操纵结构(structures for lossless ion manipulations,SLIM)是一种在特殊背景气体下,利用静电场、射频电场、离子驱动电场共同作用实现对气相离子无损传输的新结构,在物质传输和分离方面有着广阔的应用前景。为了充分发挥SLIM在体积和成本上的优势,本研究研制了一款体积小、结构紧凑、成本经济的高频高压双极性射频(radio frequency,RF)电源。该电源使用隔离模块实现控制电路与功率电路的电气隔离,并采用以GaN金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)为核心的半桥电路作为输出级。针对SLIM的容性负载特性,利用电阻-电感-电容(RLC)电路的滤波特性,实现双极性正弦脉冲电压的输出。经测试,该电源可输出频率1 MHz、峰-峰值420 V(±210 V)的双极性正弦射频高压信号。在实验室自建的基于行波(traveling wave,TW)的无损离子操纵结构(TW-SLIM)迁移谱实验平台上,以甲基膦酸二甲酯(DMMP)为样本,深入探究了射频电源幅值及频率对小分子离子传输效率的影响。结果表明,射频电源幅值及频率均会对TW-SLIM结构的离子传输效率产生影响,并存在1个最优值范围,这与COMSOL的仿真结果相吻合。该射频电源能够有效支持TW-SLIM平台的稳定运行,对推动基于SLIM的小分子迁移谱技术的小型化和便携化研发具有重要价值。

关键词：无损离子操纵结构(SLIM) 射频电源半桥电路隔离电路

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基于特征感知增强的孪生跟踪

计算机工程与应用 2025年第3期61卷 186-195页

作者：邓健张驰高赟云南大学信息学院昆明650504

对于孪生网络跟踪框架,骨干网络提取特征的目标表征能力对目标跟踪性能至关重要。为了提升特征对目标的表征能力,提出一种基于特征感知增强的孪生跟踪算法。其以TrDiMP算法为基础,对ResNet-50骨干网络提取的特征采用特征感知增强模块进... 详细信息

对于孪生网络跟踪框架,骨干网络提取特征的目标表征能力对目标跟踪性能至关重要。为了提升特征对目标的表征能力,提出一种基于特征感知增强的孪生跟踪算法。其以TrDiMP算法为基础,对ResNet-50骨干网络提取的特征采用特征感知增强模块进行增强,该模块基于自注意力对模板分支和搜索分支的特征进行自我增强,并基于交叉注意力对两个分支进行关联增强,建立模板特征和搜索特征之间的目标依赖关系,抑制与目标无关的特征干扰,进而提升特征对目标的表征能力。基于OTB100、UAV123、LaSOT、GOT-10k和VOT2018五个基准数据集的大量实验表明,与几种主流的孪生跟踪器相比,该算法取得了更优的精确度和成功率,尤其在相似性干扰、尺度变化、遮挡等复杂场景中鲁棒性更优。

关键词：目标跟踪孪生网络特征感知增强注意力

各向异性非Kolmogorov海面大气湍流传输高斯光束扩展定标规律

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光子学报 2025年第1期54卷 104-114页

作者：胡瀚引杨博文钟哲强张彬四川大学电子信息学院成都610065

为快速预测和评估海面大气湍流对高斯光束扩展的影响及规律,研究高斯光束在各向异性非Kolmogorov海面大气湍流传输的光束扩展定标规律。利用功率谱反演法生成海面大气湍流相位屏,数值计算了光束扩展随大气各向异性因子、光谱幂指数、激... 详细信息

为快速预测和评估海面大气湍流对高斯光束扩展的影响及规律,研究高斯光束在各向异性非Kolmogorov海面大气湍流传输的光束扩展定标规律。利用功率谱反演法生成海面大气湍流相位屏,数值计算了光束扩展随大气各向异性因子、光谱幂指数、激光初始光束质量和波长等参数的变化规律,建立了海面大气湍流传输的光束扩展定标关系。在海面大气非Kolmogorov谱基础上引入各向异性因子,更加全面地描述海面大气湍流的影响及规律。针对定标公式,进一步引入幂律和各向异性因子,以更全面地预估不同情况海面环境下的光束扩展规律。结果表明,在激光波长λ取值范围为0.4μm~3.5μm、初始光束质量因子β0取值范围为1.0~3.0、广义折射率结构常数C_(n)^(2)取值范围为5×10^(-16)~5×10^(-13)m^(3)-α、大气各向异性因子?取值范围为1~4、光谱幂指数α取值范围为3.1~3.8时,根据建立的定标关系式所预估的光束扩展规律与数值计算结果误差在15%以内。

关键词：湍流各项异性非Kolmogorov 定标海面大气

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机器学习赋能的多维数据查询处理研究综述

计算机学报 2025年第1期48卷 100-123页

作者：马超红郝新丽孟小峰张旭康中国人民大学信息学院北京100872

多维数据的查询和处理在数据库中普遍存在。高效的多维数据查询处理,一方面依赖于精细的索引结构,例如R-tree、KD-tree等被广泛应用;另一方面,也有诸多工作探索利用硬件优势设计高效的数据布局,即研究面向扫描的数据处理策略以及构建数... 详细信息

多维数据的查询和处理在数据库中普遍存在。高效的多维数据查询处理,一方面依赖于精细的索引结构,例如R-tree、KD-tree等被广泛应用;另一方面,也有诸多工作探索利用硬件优势设计高效的数据布局,即研究面向扫描的数据处理策略以及构建数据概要,避免高代价地访问原始数据。然而,随着数字化社会的发展,网络Web服务更加普及,传感器网络无处不在,诸如网约车、电子地图等基于位置的服务愈发盛行,使得多维数据正在以前所未有的速度产生,对查询处理提出新的要求,包括更快的查询响应、更低的存储占用。近年来,机器学习包括深度学习算法不断优化,且计算机等硬件环境持续发展,为多维数据查询处理带来更多的优化契机,不仅降低查询执行时间,同时能够节省存储资源,取得显著性优势。因此,机器学习被广泛应用于构建更好的数据管理和数据分析任务解决方案。该文提出机器学习赋能的多维数据查询处理研究框架,一方面介绍机器学习模型对多维索引结构的优化和改进;另一方面,介绍机器学习对不依赖索引结构的查询处理任务的赋能研究,包括数据布局策略和数据概要研究。在总结已有研究现状的基础上,指出该领域面临的挑战和未来研究方向。

关键词：查询处理多维学习化索引数据布局数据概要机器学习

基于机器视觉的船舶SO_(2)排放速率反演方法

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光子学报 2025年第1期54卷 189-200页

作者：何微微刘翔宇张会亮唐奇欣曹其航钟士桐孙明琨烟台大学物理与电子信息学院烟台264005

排放速率对于研究污染气体扩散的动力学特性及污染物的时空演化规律至关重要,为此提出一种基于机器视觉的排放速率反演方法。首先通过自主设计的SO_(2)紫外相机系统,基于紫外成像测量原理和光谱定标法获取烟台港一艘客货船排放尾气羽流... 详细信息

排放速率对于研究污染气体扩散的动力学特性及污染物的时空演化规律至关重要,为此提出一种基于机器视觉的排放速率反演方法。首先通过自主设计的SO_(2)紫外相机系统,基于紫外成像测量原理和光谱定标法获取烟台港一艘客货船排放尾气羽流中的SO_(2)浓度信息。随后利用Farneback光流算法检测羽流图像中光流的运动方向及强度,对光流向量进行可视化处理,计算得出图像中船舶尾气的排放速度。最后,结合SO_(2)的浓度信息与计算得到的排放速度,对结果进行分析,实现SO_(2)排放速率精确反演。试验结果表明,基于机器视觉的反演方法能够有效估算SO_(2)排放速率,对船舶尾气排放监测具有实际意义。

关键词：船舶尾气 SO_(2)紫外相机光谱定标图像处理排放速率反演

有限码长域下针对多用户大规模MIMO系统速率优化的高效功率分配算法

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电子与信息学报 2025年第1期47卷 35-47页

作者：胡钰林肖志成徐浩武汉大学电子信息学院武汉430000

第六代(6G)移动通信网络需要为大规模节点提供高可靠低时延通信(URLLC)服务。为此,该文针对多用户大规模多输入多输出(MIMO)技术辅助的URLLC下行通信场景,基于有限码长(FBL)域理论表征系统性能,以用户速率公平性为目标,提出一种高效的... 详细信息

第六代(6G)移动通信网络需要为大规模节点提供高可靠低时延通信(URLLC)服务。为此,该文针对多用户大规模多输入多输出(MIMO)技术辅助的URLLC下行通信场景,基于有限码长(FBL)域理论表征系统性能,以用户速率公平性为目标,提出一种高效的功率分配算法。具体而言,该文首先针对传统MIMO中基于全局奇异值分解(SVD)的线性预编码方案复杂度高、不能兼顾用户公平性等问题,设计基于局部SVD的预编码方案,以相对较低的复杂度实现对MIMO用户间干扰和用户内干扰的有效抑制。其次,该文以功率分配因子为优化变量、以最大化最小用户速率(MMR)为目标构建优化问题。为解决所构建的高维变量耦合非凸问题,该文通过引入辅助变量、分段McCormick包络将目标函数中香农容量相关项凸松弛处理,实现MMR问题重构。进而该文提出基于连续凸近似(SCA)的优化算法有效求解MMR问题。仿真结果验证了所提优化算法的收敛性与准确性,同时也表明所提优化方案相比于现有方案在系统MMR性能和鲁棒性上均具有优势。

关键词：超可靠低时延通信(URLLC) 多用户MIMO 有限码长(FBL) 连续凸近似(SCA)

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基于课程学习的跨度级方面情感三元组提取

浙江大学学报(工学版) 2025年第1期59卷 79-88页

作者：侯明泽饶蕾范光宇陈年生程松林上海电机学院电子信息学院上海201306

现有方面情感三元组提取方法存在无法充分利用预训练模型知识,容易出现过拟合或欠拟合,识别语句细粒度方面词和情感极性的能力不足等问题,为此提出基于课程学习框架的跨度级方面情感三元组提取方法.该方法基于课程学习框架进行数据预处... 详细信息

现有方面情感三元组提取方法存在无法充分利用预训练模型知识,容易出现过拟合或欠拟合,识别语句细粒度方面词和情感极性的能力不足等问题,为此提出基于课程学习框架的跨度级方面情感三元组提取方法.该方法基于课程学习框架进行数据预处理,使用预训练模型学习句子的上下文表示,搭建跨度模型提取句子中所有可能的跨度,基于双通道提取方面词和意见词,筛出正确的方面词和意见词组合进行情感分类.在ASTEData-V2数据集上的实验结果表明,所提方法的F1值比SPAN-ASTE的F1值提升了2个百分点,所提方法的实验结果优于GTS、B-MRC、JET等其他方面情感三元组提取方法.

关键词：课程学习跨度模型方面情感三元组提取双通道情感分类