基于边缘敏感的SLIC和二次密度聚类的GGO分割

针对磨玻璃肺结节(Ground Glass Opacity,GGO)边界对比度低、大小各异和灰度不均匀等造成分割准确率低的问题,提出一种基于边缘敏感的SLIC和二次密度聚类相结合的分割算法。将图像边缘检测结果与SLIC超像素算法相结合,并将其中含有边缘的超像素块用区域质心代替其原始聚类中心,改善SLIC边界黏连性较差的问题;针对密度聚类不能完整分割GGO的问题,提出二次密度聚类的方法,对密度聚类定位到的簇及其邻域簇进行二次密度聚类。实验结果表明,该算法分割GGO的平均准确率达90.17%,灵敏度达84%。     

基于深度卷积神经网络的两阶段肺结节检测

针对传统肺结节检测中存在灵敏度低、假阳性高、小结节难检测的问题,提出一种基于深度卷积神经网络的两阶段肺结节检测框架.第一阶段使用特征金字塔子网提取肺部影像的多层次特征,引入多尺度区域建议子网用于在高灵敏度下检测出所有的候选结节;第二阶段设计级联卷积神经网络模型减少假阳性,通过保留分类错误样本用于重新训练模型,将多个模型结果进行投票选出最终分类结果.LUNA16数据集上的实验结果表明,所提框架灵敏度达到95.9％,检测效果优于其它算法,能够有效实现肺结节的准确检测.     

时序图节点嵌入策略的研究

相较于传统的图数据分析方法,图嵌入算法是一种面向图节点的新型图数据分析策略.其旨在通过将图节点向量化表达,进而在节点向量基础上利用神经网络相关技术更有效的进行图数据分析或挖掘工作,如在节点分类、链接预测及交通流预测等经典问题上取得效果显著.虽然研究者们在图嵌入方面已取得了诸多成果,但是面向时序图的节点嵌入问题却未被充分重视,本文便是在先前研究工作的基础上,结合信息在时序图中的传播特性,提出了一种对时序图节点进行自适应嵌入表达的方法ATGEB （Adaptive Temporal Graph Embedding）.首先,为了解决不同类型时序图节点活跃程度不同的问题,通过设计一种自适应方式对其活跃时刻进行聚类.而后,在此基础上设计一种游走模型用以保存节点对之间的时间关系,并将节点游走序列保存在一种双向多叉树上进而可以更快速的得到节点时间相关的游走序列.最后,在基于节点游走特性和图拓扑结构的基础上,对节点向量进行重要节点采样,以便在尽可能短的时间内训练出满足需求的网络模型.通过充分的实验证明,本文面向时序图的嵌入策略相较于现流行的嵌入方法,在时序图时序中节点间时序可达性检测以及节点分类等问题上得出了更好的实验效果.     

基于模糊PID的球平衡机器人控制器设计与仿真

为了提高单球机器人的姿态控制和运动控制的能力,本文在构建单球机器人机械结构的基础上,设计了一种基于模糊比例—积分—微分(PID)控制算法的线性二次型最优控制方法的控制器,应用于机器人自平衡姿态解算和运动轨迹跟踪控制。为了提高单球机器人姿态控制的实时性、准确性和可靠性,将复杂的运动学模型简化成二维倒立摆运动学模型,并利用正运动学和逆运动学建立机器人全向轮与球移动函数,确立拉格朗日动力学模型。最后对机器人的姿态平衡和运动轨迹跟踪进行仿真。仿真结果表明:具有优化控制器的球平衡机器人在姿态控制和运动控制中,具有响应速度快、抗干扰能力强等优点。     

基于异构动态图模型的社交网络节点分类方法

在机器学习领域,与传统的神经网络相比,图神经网络在社交推荐等任务中发挥着越来越重要的作用,但是目前工作中大多数都使用静态图.针对现有静态图神经网络方法难以考虑社交用户动态特性的问题,通过引入动态图模型提出了一种基于异构动态图模型的社交网络节点分类方法.该方法在动态图建模的基础上,通过基于点边交互的节点特征更新机制和基于循环神经网络的时序聚合方法,实现了高效的动态社交网络节点分类.在多个真实数据集上的实验结果表明,提出方法在动态社交网络数据的节点分类方面有较好的效果,对比静态图和动态图的基准方法有显著的提升.     

检测型的联盟区块链共识算法d-PBFT

联盟区块链通常都会采用严格的身份准入机制,但然而该机制不能完全保证联盟网络中不会混入拜占庭恶意节点,也不能担保现有的联盟成员节点一定不会被第三方敌手劫持利用。针对这类问题,提出了一种能够监控节点状态的检测型实用拜占庭容错（d-PBFT）共识算法。首先,选举主节点并校验主节点的其状态,以保证选举出来的主节点从未有过作恶历史;然后,经历“预准备—准备—提交”的共识三阶段过程,尝试来完成客户端提交的共识请求;最后,会根据三阶段完成的情况对主节点的状态进行评估,将有故障或作恶行为的主节点标记出来,并将作恶的主节点加入到隔离区等待处理。该算法在容忍一定数量拜占庭节点的基础上还能随时监控各个节点的状态,并对恶意节点能够进行隔离,从而降低恶意节点对整个联盟系统的不良影响。实验结果表明,采用d-PBFT算法的网络拥有较高的吞吐量和较低的共识时延,并且在联盟网络中有拜占庭节点的情况下相较原实用拜占庭容错（PBFT）算法的共识生成量提升了26.1%。d-PBFT算法不仅提高了联盟网络的健壮性,还进一步提升了网络的吞吐量。     

唐诗宋词中的超网络特性分析

目前,唐诗宋词在文学角度的研究成果较多,然而采用基于超图的超网络方法对唐诗宋词进行研究的成果较少,且仅有的这种研究局限于对字频和词频的研究。采用超网络数据分析方法对唐诗宋词进行分析研究有助于探索传统文学角度无法涉及的广度,也有助于发现唐诗宋词所折射出来的文学组词规律和时代背景。因此,首先基于全唐诗和全宋词这两个古文本语料库,分别建立了唐诗超网络和宋词超网络。在构建该超网络时,将一首诗或一首词作为超边,将唐诗中的字或宋词中的字作为超边内的节点。然后,对唐诗超网络和宋词超网络的拓扑指标和网络特性,如节点超度、节点超度分布、超边节点度、超边节点度分布,进行了实验分析,旨在发现唐代诗人和宋代词人的用字、用词和审美倾向。最后,基于李白诗词集、杜甫诗词集、苏轼诗词集、辛弃疾诗词集的诗词作品构建了作品集超网络,并计算了相关网络参数。分析结果表明,唐诗宋词超网络中的最大超度与最小超度相差较大,且其超度分布近似为幂律分布,该结果表明唐诗宋词超网络的无标度特性。另外,唐诗宋词超网络的超边节点度也存在明显的分布特性,具体来说,唐诗超网络的超边节点度较多分布在20~100,宋词超网络的超边节点度较多分布30~130。并且,通过分析发现作品集超网络具有较小的平均路径长度和较大的集聚系数,该结果反映作品集超网络具有小世界特性。     

计算密集型大流量数据的接力计算与动态分流处理

针对当前大流量数据计算速度慢、服务器端计算压力大等问题,提出一套计算密集型大流量数据的接力计算与动态分流处理模型。首先,在分布式环境下,使用内存型数据存储技术确定计算任务的运算量与复杂等级,同时利用节点资源能力对节点进行排序;然后,动态分配任务到不同节点进行并行计算,并采用一种接力处理模式完成计算任务的分解,以有效保证高流量复杂运算任务的性能和精度要求。通过分析对比,可知在万级以上数据量的情况下,多个节点比单个节点的运行时间更短、计算速度更快;而且,将该模型应用于实际时,发现它不仅能在高并发场景下减少运行时间,而且也能节省更多计算资源。     

节能型无线传感器网络成对节点同步方法的设计与实现

针对无线传感器网络(WSN)中成对节点时间同步的能耗约束问题,提出了一种节能单向型贝叶斯估计同步算法(O-WBSA).首先,建立时间信令的单向模型;然后,利用贝叶斯估值理论,估计观测误差的标准差,进而得到参考节点本地时钟的估计值.将传统点对点双向型同步算法(TP-PSA)与O-WBSA植入到实验室使用CC2530等硬件搭建的Zigbee平台运行,实验结果表明,两算法均达到同步且同步后效果优越.理论分析表明,O-WBSA的能耗仅是TP-PSA的一半.     

手指静脉图像感兴趣区域提取研究综述

近年全球的疫情促使生物识别技术进一步发展,指静脉识别作为第二代生物识别技术因其具有极高的安全性等优点而被应用于各个领域。指静脉图像感兴趣区域提取作为指静脉识别系统至关重要的一部分,是识别系统性能与适应不同应用场景的保证。分别介绍了商用指静脉识别产品与科研用指静脉采集设备,对其公开数据集进行了整理与分析;重点论述了指静脉图像预处理中感兴趣区域提取的主要工作,对各个步骤的代表性方法进行了深入梳理与分析,并对指静脉特征提取与匹配认证进行了概述;最后对其今后的发展与应用进行了总结与展望。