课程文献中心 更多>>

关键词： 多模态   注意力机制   深度学习   掩码   编码器  

摘要： 多模态学习是人工智能领域中的一个重要研究方向。随着技术的不断发展和人工智能算法的日益成熟,如何利用各种形式的多模态数据来执行任务已经成为学术界的热门话题。然而,尽管多模态学习在提高准确性和可解释性等方面具有巨大潜力,但仍然面临着一些挑战。其中一种场景是对于一些小样本疾病数据的识别,通常这些疾病的发病率较低,医师们在日常临床实践中很少遇到相应的病例,导致医学数据库中有关这些疾病的数据相对匮乏。因此,传统的深度学习模型往往难以学习到相关知识,从而难以准确地识别这些罕见疾病,限制了多模态学习在这一领域的应用。在处理这种类型的数据时,如何将不同模态的信息有效地融合起来,以提高模型性能和鲁棒性是一个重要的问题。 首先针对多模态模型特征融合的样本效率过低问题,本文提出了一种适用于多模态模型的参数初始化方法MRPI,以更好地引导模型学习不同模态之间的相关信息。实验表明,相比目前主流的模型初始化方法,该方法使多模态模型在后续训练时具有更高的收敛速度和鲁棒性。 接下来,基于上述的模型权重参数初始化方法,本文提出了一种适用于迁移学习的多模态语义对齐学习(RIMu F)方法,旨在减轻多模态数据融合过程中所面临的融合困难,利用医院提供的喉癌患者的多种类型的临床数据,实现模态间信息融合和统一建模。该方法基于联邦学习框架的训练环境,探索了在实际应用上的可行性。RIMu F采用基于注意力机制的多层清晰度特征交叉对齐方法,以递进的方式融合那些在维度上差距较大的模态。这种方法使得模型可以通过较少量的数据进行微调,实现模态融合。考虑到数据受限和患者的个人隐私安全问题,本文采用联邦学习框架进行迁移学习训练。为了评估所提出的方法RIMu F,进行了一系列实验。首先在多个数据集上进行了验证该方法的性能,包括公开的医学图像数据库以及本文的研究者从医院获取的真实临床数据。实验结果表明,RIMu F在多个数据集上都取得了显著的性能提升。接下来通过消融实验分析了RIMu F中各个组成部分的影响,验证了每个组件的有效性和必要性。 通过应用这些创新性的模型框架和方法,本文的研究成果在多模态数据融合任务中取得了显著的性能提升,为解决现实世界中复杂的多模态数据分析问题提供了新的思路和方法,为在数据条件受限时的多模态人工智能应用提供了新的思路和方法,具有重要的理论和应用意义。

关键词： 部分相干光束   非均匀相干结构   湍流大气   耦合效率  

摘要： 激光问世六十多年以来,经过无数科研工作者的不断研究,已被广泛应用于生产生活中。激光束以其高相干性而闻名,通常被视为完全相干的光束。同时,研究发现具有低相干性的光束,即所谓的部分相干光束,具有相干性、相位、偏振度等丰富的调控维度,表现出有别于完全相干光束的新奇物理特性,比如更好的抗湍流能力、自整形、自聚焦等,在实际中有广泛的应用前景,如光信息加密、光学成像、微粒俘获及操纵领域等。因此,根据不同的应用场景可以按需定制部分相干光束。光纤耦合作为自由空间光通信的一个重要步骤,影响着光通信系统性能,以部分相干光作为信息载体,为提高激光-光纤耦合效率提供了新的思路。所以,研究构造新的具有独特传输特性的部分相干光束并且拓展到应用上是有意义的。本文的研究内容如下: 1.介绍部分相干光场的研究背景,概述部分相干光场的基本理论,部分相干光场的定义及表征方式,介绍部分相干光束的传输研究背景。 2.介绍部分相干光场的理论研究方法,研究部分相干光束在自由空间中传输的理论方法;研究部分相干光束在湍流介质中传输的理论方法;介绍了几种常见的湍流谱模型。 3.理论上构造拉盖尔非均匀相干结构光束模型,计算了其在自由空间和湍流大气中的光谱强度、相干结构、质量因子、光束漂移参量等二阶统计特性,用计算软件模拟了这些二阶统计特性的演化过程,我们可以通过设置不同的光束初始参数调控其传输特性。 4.利用构造生成的拉盖尔非均匀相干结构光束在传输过程展现出的自聚焦传输特性,初步尝试了其应用场景:令拉盖尔非均匀相干结构光束作为信息载体经过湍流介质后与单模光纤耦合,经过仿真后得出拉盖尔非均匀相干结构光束作为传输光源能有效提高与单模光纤的耦合效率。

关键词： 谷物水分   在线监测   STM32   传感器  

摘要： 如何衡量谷物的品质，其水分含量是一项重要指标，在谷物运输、储存等环节，水分的多少都会影响其质量。为了有效控制谷物水分含量，设计一款实时检测系统，可以在烘干机工作时对内部谷物的水分含量进行实时监测。该系统由直接安装在烘干机内部的传感器来收集烘干机内部谷物的电容值，经过硬件电路处理，再以STM32单片机为核心进行相关计算，单片机与上位机构建实时通信，使结果能在上位机上准确显示，以实时监测谷物水分的变化。该系统经过实地测试后，在各方面都展现出较强的稳定性，且测量精度高达0.4%，完全能胜任对谷物水分值进行实时测量的任务。

关键词： 磁共振成像   SerialLite Ⅱ协议   数据传输   光纤通信   相位相干  

摘要： 磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种先进的医学成像技术。在传统的MRI系统中,屏蔽室中接收线圈感应到的回波信号一般通过同轴电缆传输至设备室的谱仪进行采集。然而,同轴电缆传输模拟信号可能导致信号失真和噪声的引入,进而降低成像的信噪比和质量。此外,随着并行成像技术的发展,MRI系统的接收通道数量持续增加,这不仅增加了电缆布线的复杂性,还可能引起电缆间的射频信号耦合,为回波信号的传输带来了新的挑战。 鉴于同轴电缆传输方案存在的局限性,为了满足MRI系统多通道数据传输和快速成像的需求,本文针对在屏蔽室中靠近接收线圈进行信号采集的情况,提出了一种基于光纤的磁共振数据传输方案。该方案基于现场可编程门阵列(FPGA)和高速串行通信协议,目的在于实现采集数据的高速、稳定、可靠传输,提高成像质量。论文主要研究内容包括: (1)设计并实现了一个高性能光纤接口板,该接口板通过PC104接口与多个磁共振信号采集模块相连,并通过光纤与谱仪连接。各个采集模块的接口独立且相同,能够根据实际成像需求灵活增减采集通道,显著提升了系统的适应性和灵活性。 (2)设计了一种基于8B/10B编码技术的采集参数下传方案,谱仪的时钟与采集参数通过两根光纤相伴下传,不仅可以配置采集模块,而且能够为信号采集提供统一的时钟。 (3)完成了数字接收(采用数字下变频器AD6620)的参数配置与验证。研究了延时补偿方法,能够可靠地保证射频发生与信号接收的相位相干。 (4)实现了基于Serial Lite II协议的采集数据的传输,充分利用Serial Lite II协议的高带宽和低延迟特性,上传链路总体上的传输速率达到1.4Gbps,从而支持快速成像。 (5)为验证光纤数据传输方案的性能,进行了一系列测试,测试结果充分证明了系统在参数下传和回波数据上传方面的准确性和稳定性。此外,在实际MRI系统上的成像实验,验证了方法的可行性。 本研究开发的磁共振光纤数据传输方案,具有结构紧凑的特点,并且器件成本较低,从而为构建先进的高性能、高集成度磁共振成像谱仪提供了坚实的技术基础。

关键词： 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征   临床特征   SLC52A3   单核苷酸多态性  

摘要： 目的: 通过应用CRISPR-PAA电化学核酸检测系统检测SLC52A3P267L在阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSAHS）患者中的突变情况,验证该平台对于OSAHS突变基因快速诊断的可行性和灵敏高效性。分析OSAHS患者中SLC52A3P267L的临床特征,探讨该突变基因对性状表达的影响,为OSAHS的分子遗传学研究及疾病的治疗提供新思路。 方法: 选取收集自2022年9月至2023年9月,在吉林大学白求恩第二医院耳鼻咽喉头颈外科接受诊治的经多导睡眠监测仪（PSG）诊断为OSAHS的36例患者的腭帆间隙组织,并对其基础信息及各项检查结果进行汇总。所有病例均行常规体格检查、匹兹堡睡眠质量指数量表（PSQI）评分、Epworth嗜睡评分量表（ESS）评分、Friedman临床分型、电子鼻咽喉镜Müller's检查、上气道CT扫描检查。使用CRISPR-PAA电化学核酸检测平台对36例生物样本进行SLC52A3P267L检测,检测结果与q PCR和Sanger测序行对比验证。根据基因测序结果对患者进行分组,分析和比较不同组别之间的发病年龄、体质指数（BMI）、量表分数、Friedman临床分型结果、各项客观检查结果,运用t检验,结果以p<0.05有统计学意义。 结果: 36例OSAHS患者中,完全发生SLC52A3P267L等位基因突变者、未发生SLC52A3P267L基因突变者和携带SLC52A3P267L突变基因者,分别有5、16、15例。使用q PCR和Sanger测序法对所有样本进行验证,所得结果与CRISPR-PAA检测系统结果一致。根据基因测序结果将患者分为阳性组、阴性组、杂合组,分析比较3组患者的基本信息、PSQI及ESS分数、Friedman临床分型、电子鼻咽喉镜Müller's检查分度、上气道CT及PSG检查各项参数,结果显示在PQSI量表中,杂合组患者较阴性组患者评分更低;在ESS量表中,阳性组患者较杂合组患者评分更高;上气道CT扫描检查中,阳性组较其余两组的舌骨下缘距下颌骨下缘的垂直距离（D-HM）更长,阳性组较杂合组的Müller动作下软腭后区左右径更长;在PSG检查中,阳性组患者低通气次数和低通气指数（HI）较杂合组更低,最长低通气持续时间（LHD）较阴性组更久,平均低通气持续时间（MHD）较其余两组更久。以上结果均有统计学意义（p<0.05）。 结论: ***-PAA电化学核酸检测系统对于OSAHS临床突变基因具有快速诊断的可行性和灵敏高效性。 ***患者中SLC52A3P267L人群具有白日嗜睡程度更重、舌骨位置更低、低通气指数更小、低通气持续时间更长的临床特征。 ***52A3P267L可能通过作用于上气道解剖结构这一表型途径,间接影响OSAHS个体的易感性。

关键词： 测量   激光雷达   视觉传感器   在线标定   深度学习   强度信息  

摘要： 近年来，激光雷达与视觉传感器融合系统广泛应用于复杂环境下的精准感知，而在设备运行中标定参数不可避免地会发生偏差。为增强融合系统在不同初始误差范围内的鲁棒性，提出了一种基于四维（4D）相关性金字塔的激光雷达-视觉传感器外参在线标定方法，可以端到端训练和实时预测外部参数。首先，引入强度信息以增强稀疏点云的纹理信息感知能力。其次，构建并利用4D相关性特征金字塔，自适应地融合不同尺度特征，以获得多分辨率相关性特征，从而提高信息丰富度与标定精度。最后，通过增加点云距离损失函数提升模型泛化性能。实验结果显示，所提出的算法在低网络复杂性条件下具有高准确性、鲁棒性以及泛化能力，并能够实时估计雷达视觉传感器的外参。