深度学习在现代医疗领域中的应用

深度学习作为人工智能领域最为活跃的研究分支,近年来在计算机视觉、自然语言处理、语音识别等领域取得丰硕成果.同时,深度学习在医疗领域中的应用也逐渐成为研究热点,并且在医学图像和信号处理、计算机辅助检测与诊断、临床决策支持、医疗信息挖掘和检索等方面取得了一些成功,展现出了极大的应用前景.本文在介绍深度学习原理和常用深度神经...     

深度学习在游戏中的应用

综述了近年来发展迅速的深度学习技术及其在游戏(或博弈)中的应用. 深度学习通过多层神经网络来构建端对端的从输入到输出的非线性映射, 相比传统的机器学习模型有显见的优势. 最近, 深度学习被成功地用于解决强化学习中的策略评估和策略优化的问题, 并于多种游戏的人工智能取得了突破性的提高. 本文详述了深度学习在常见游戏中的应用.     

深度强化学习在智能制造中的应用展望综述

深度强化学习作为机器学习发展的最新成果,已经在很多应用领域崭露头角。关于深度强化学习的算法研究和应用研究,产生了很多经典的算法和典型应用领域。深度强化学习应用在智能制造中,能在复杂环境中实现高水平控制。对深度强化学习的研究进行概述,对深度强化学习基本原理进行介绍,包括深度学习和强化学习。介绍深度强化学习算法应用的理论方法,在此基础对深度强化学习的算法进行了分类介绍,分别介绍了基于值函数和基于策略梯度的强化学习算法,列举了这两类算法的主要发展成果,以及其他相关研究成果。对深度强化学习在智能制造的典型应用进行分类分析。对深度强化学习存在的问题和未来发展方向进行了讨论。     

深度学习在动物生态学中的应用研究

深度学习作为一种新兴的人工智能技术,已在各个领域展现出巨大的潜力和广阔的应用前景。动物生态学作为一门研究动物与环境相互作用关系的学科,也积极探索并运用深度学习技术,以期提高数据处理和分析的效率,深化对动物行为、物种分布和生态系统等重要问题的理解。本文针对深度学习在动物生态学中的应用进行综述,梳理并总结了目前相关研究的最新进展,为相关领域的未来研究提供参考和启发,促进深度学习在各种动物生态学问题中的应用。     

深度学习在口腔医学影像中的应用与挑战

口腔医学影像是进行临床口腔疾病检测、筛查、诊断和治疗评估的重要工具,对口腔影像进行准确分析对于后续治疗计划的制定至关重要。常规的口腔医学影像分析依赖于医师的水平和经验,存在阅片效率低、可重复性低以及定量分析欠缺的问题。深度学习可以从大样本数据中自动学习并获取优良的特征表达,提升各类机器学习任务的效率和性能,目前已广泛应用于医学影像分析处理的各类任务之中。基于深度学习的口腔医学影像处理是目前的研究热点,但由于口腔医学领域内在的特殊性和复杂性,以及口腔医学影像数据样本量通常较小的问题,给深度学习方法在相关学习任务和场景的应用带来了新的挑战。本文从口腔医学影像领域常用的二维X射线影像、三维点云/网格影像和锥形束计算机断层扫描影像3种影像出发,介绍深度学习技术在口腔医学影像处理及分析领域应用的思路和现状,分析了各算法的优缺点及该领域所面临的问题和挑战,并对未来的研究方向和可能开展的临床应用进行展望,以助力智慧口腔建设。     

深度学习在智能机器人中的应用研究综述

机器人发展的趋势是人工智能化,深度学习是智能机器人的前沿技术,也是机器学习领域的新课题。深度学习技术被广泛运用于农业、工业、军事、航空等领域,与机器人的有机结合能设计出具有高工作效率、高实时性、高精确度的智能机器人。为了增强智能机器人在各方面的能力,使其更智能化,介绍了深度学习与机器人有关的研究项目与深度学习在机器人中的各种应用,包括室内和室外的场景识别、机器人的工业服务和家庭服务以及多机器人协作等。最后,对深度学习在智能机器人中应用的未来发展、可能面临的机遇和挑战等进行了讨论。     

深度学习在医学影像中的应用综述

深度学习能自动从大样本数据中学习获得优良的特征表达,有效提升各种机器学习任务的性能,已广泛应用于信号处理、计算机视觉和自然语言处理等诸多领域。基于深度学习的医学影像智能计算是目前智慧医疗领域的研究热点,其中深度学习方法已经应用于医学影像处理、分析的全流程。由于医学影像内在的特殊性、复杂性,特别是考虑到医学影像领域普遍存在的小样本问题,相关学习任务和应用场景对深度学习方法提出了新要求。本文以临床常用的X射线、超声、计算机断层扫描和磁共振等4种影像为例,对深度学习在医学影像中的应用现状进行综述,特别面向图像重建、病灶检测、图像分割、图像配准和计算机辅助诊断这5大任务的主要深度学习方法的进展进行介绍,并对发展趋势进行展望。     

深度学习在网络安全防御中的应用研究

网络安全是影响其普及使用的一个重要因素,经过多年的研究和实践,许多学者和网络安全公司致力于防御研究,取得了一定的成就.但是,防火墙、杀毒软件等均具有一定的被动型,没有采集实时的、主动的防御模式.本文为了改进防御系统性能,引入了深度学习技术.深度学习是一种多层次的卷积神经网络,其可以从海量数据中发现潜在的、有价值的数据,将其应用于网络安全防御中,可以及时地发现网络中的病毒或木马数据,从而提高网络安全防御的主动性.     

深度学习在农作物图像识别中的应用研究

深度学习在语音识别、视觉识别以及其他领域都引起了很多研究者越来越多的关注.在图像处理领域,采用深度学习方法可以获得较高的识别率.本文以玻尔兹曼机和卷积神经网络作为深度学习的研究模型应用于农业方面,从病虫破坏农作物图像识别的角度,结合上述研究模型,并分别结合不同应用场景对模型进行改进.针对病虫破坏农作物的图像识别采用玻尔...     

深度学习在染色体分割中的应用综述

染色体分析是细胞遗传学研究的基本方法,被广泛地应用在遗传疾病筛查和产前诊断中,能有效地避免重度缺陷患儿的出生,对优生优育有着积极意义.染色体分割是染色体核型分析中最为关键的一步,其目标是将染色体实例从细胞分裂中期的显微镜图像中分割出来.在实际染色体分割应用中,由于染色体实例之间极其容易发生重叠和交叉的现象,给染色体分割...     

Recent trends and advances in machine learning challenges and applications for industry 4.0

This editorial summarizes and analyzes 17 articles selected for a special issue on machine learning advances for Industry 4.0 applications. The diverse articles cover fault detection, deep learning optimisation, IoT networking, vehicle control, recommendation systems and domain knowledge integration. Key methods represented include neural networks, deep learning, reinforcement learning and explainable AI. Real-world industrial case studies showcase machine learning's versatility in enabling intelligent automation, control, and decision-making across manufacturing, healthcare, transportation and other sectors. While highlighting theoretical innovations, the contributions also demonstrate machine learning's transformative potential for intelligent, connected, self-optimising next generation production systems. This editorial concisely overviews the latest trends represented in this special issue.     

基于深度学习的肺部肿瘤图像识别方法

鉴于浅层卷积神经网络难以获取图像深层特征、易过度拟合导致分类效率和精度低的问题,因此,设计一种肺部肿瘤图像的深度学习识别模型。在运用样本扩充和迁移学习的基础上,并对AlexNet卷积神经网络进行改善和提升,在每层网络数据输入之前对数据进行归一预处理,同时使用线性整流函数(ReLU),实现对肺部肿瘤表达性特征地快速获取,输出端经由三层全连接层和softmax算法进行分类。实验结果表明,此方法在网络收敛速率和分类精度方面取得更优性能,比基于AlexNet卷积神经网络分类精度提高5.66%以上,且具备良好的健壮性。     

深度强化学习进展: 从AlphaGo到AlphaGo Zero

2016年初,AlphaGo战胜李世石成为人工智能的里程碑事件.其核心技术深度强化学习受到人们的广泛关注和研究,取得了丰硕的理论和应用成果.并进一步研发出算法形式更为简洁的AlphaGo Zero,其采用完全不基于人类经验的自学习算法,完胜AlphaGo,再一次刷新人们对深度强化学习的认知.深度强化学习结合了深度学习和强化学习的优势,可以在复杂高维的状态动作空间中进行端到端的感知决策.本文主要介绍了从AlphaGo到AlphaGo Zero的深度强化学习的研究进展.首先回顾对深度强化学习的成功作出突出贡献的主要算法,包括深度Q网络算法、A3C算法、策略梯度算法及其他算法的相应扩展.然后给出AlphaGo Zero的详细介绍和讨论,分析其对人工智能的巨大推动作用.并介绍了深度强化学习在游戏、机器人、自然语言处理、智能驾驶、智能医疗等领域的应用进展,以及相关资源进展.最后探讨了深度强化学习的发展展望,以及对其他潜在领域的人工智能发展的启发意义.     

基于主动学习的深度医学图像分析算法综述

深度学习技术在医学图像分析领域发展得非常好,但医学图像注释成本高,使得深度学习技术在医学图像分析领域受到阻碍.主动学习算法是目前解决注释成本高的一个研究热点.文章介绍了在医学图像分析领域中采用主动深度学习降低注释成本的技术手段和方法,以便相关人员了解目前的研究进展.最后对主动学习方法仍存在的问题和发展趋势进行了总结和展...     

基于深度学习的多模态医学影像分割研究综述

多模态医学影像分割是医学影像分析领域的研究热点之一。有效利用不同模态影像的互补信息,从多种层面提供病灶区域及其周围区域的更多信息,可提高临床诊断的准确性。为了分析深度学习在多模态医学影像分割领域的研究现状及发展方向,对该领域近些年的分割方法进行了整理和研究。在分析它们的特点及存在的问题的基础上,对未来研究方向进行了展望,可帮助相关研究者全面、快速地了解该领域的研究现状、存在的问题和未来研究方向。     

基于深度学习的图片敏感文字检测

为快速检测图片文字中的敏感词汇,引入深度学习的方法进行文字检测和识别。对图片预处理,对连通区域进行标记;利用两层限制玻尔兹曼机（RBM）对连通区域进行文字区域的判别和选取;利用水平投影和区域生长的方法对得到的文字区域进行字符的分割;用BP神经网络算法和深信度网络（DBN）算法结合对敏感信息进行检测。敏感文字检测理论分析和实验数据表明该方法的算法复杂度低,检测速度快。     

Bone age estimation from carpal radiography images using deep learning

Bone age estimation has been used in medicine to verify whether the bone structure development degree of a person corresponds to their chronological age. Such estimate is useful for prognosis about the development of children and adolescents, as well as for the diagnosis of endocrinological diseases. This work proposes a fully automated methodology for bone age estimation from carpal radiography images. The methodology comprises two steps, the preprocessing of the image and the classification using a convolutional neural network. The system accuracy for different types of preprocessing is evaluated. We compare the accuracy achieved using the full radiography image as input for the neural network and using only parts of the image corresponding to the Phalangeal region, the Epiphyseal region, and the concatenation of these parts with a crop around the wrist. Digital image processing techniques are employed to segment these regions. Experiments are performed using radiography images from the California University Database. The impact of using different pre-trained neural networks for transfer learning is evaluated.