非参数贝叶斯分类字典学习的MRI重建方法

为提高磁共振图像的重构质量,提出一种基于非参数贝叶斯分类字典学习的重建方法.通过差分变换,在梯度域中利用无限高斯混合模型将图像块自动聚类,对具有相似结构的图像块进行分类训练字典.采用非参数贝叶斯字典学习方法训练字典,克服传统字典学习对参数选择的依赖性.实验结果表明,与目前几种典型的磁共振图像重建方法相比,该方法的峰值信噪比平均提高2.9 dB;在同一噪声水平下,该方法抗噪性能更强,重构质量更优.     

基于半经典量子傅里叶变换的◢t◣-比特半经典相位估计算法实现

半经典量子傅里叶变换(quantum Fourier transform,QFT)是通过测量计算线路中特定的比特,依据测量结果经过经典信息处理控制下一个比特的变换.利用半经典量子傅里叶变换思想,提出了t-比特半经典量子相位估计算法,并在IBMQ Experience量子云平台、IBMqiskit量子模拟器和国内本源悟源云平台量子模拟器上开展了不同规模的半经典相位估计实验.实验表明,该方法提高了估计精度的同时减少了算法对线路规模和两比特受控门的依赖.     

胸腹腔经皮穿刺机器人研究进展及关键技术分析

为促进我国经皮穿刺机器人的研究与发展,综述了国内外胸腹腔经皮穿刺机器人的研究现状.对穿刺机器人所涉及的术区信息感知、柔性针穿刺、运动规划、主从控制、安全交互控制等关键技术进行了讨论与分析.在总结研究成果与分析关键技术的基础上,指出胸腹腔经皮穿刺机器人今后的发展趋势与面临的挑战.     

人机不确定条件下康复步行训练机器人的部分记忆迭代学习限速控制

为了提高康复步行训练机器人的跟踪精度及安全性,提出了一种带有运动速度约束和部分记忆信息的自适应迭代学习控制方法,目的是抑制人机不确定性及速度突变对系统跟踪性能的影响.在考虑人机不确定性的基础上,建立了康复步行训练机器人的动力学模型.提出了基于模型预测的速度约束方法,通过限制每个轮子的运动速度,约束了机器人的实际运动速度.进一步,利用受约束的运动速度建立了动力学跟踪误差系统,提出了具有部分记忆信息的自适应迭代学习控制器设计方法,并验证了跟踪误差系统的稳定性.仿真对比分析和实验研究结果表明,文中提出的控制方法能抑制人机不确定性并使康复者在安全速度下完成步行训练.     

基于多重差异特征网络的街景变化检测

街景变化检测对于自然灾害破坏和城市发展变化的研究起着重要作用.其主要目标是将成对的输入图片中变化的区域标注出来,其实质是二分类的语义分割问题.不同时间拍摄的街景图片可能受到如光线、天气、背景噪声、视角误差等诸多干扰因素的影响,这给传统的变化检测方法带来挑战.针对该问题,提出了一种新的神经网络模型(Multiple Difference Features Network,MDFNet).该模型首先使用孪生网络提取成对输入图片的不同深度特征,并使用差异模块对相同深度特征计算差异,以此有效获得不同尺度的变化信息;然后通过JPU模块融合多重差异特征,在不损失细节信息的情况下提取其深层语义信息;最后使用金字塔池化模块结合全局和局部信息生成二分类的变化检测图像.在PCD数据集上的GSV和TSUNAMI部分分别采用5折交叉验证法对模型进行实验,实验结果表明,MDFNet获得了0.787和0.862的F-score,相比排名第二的DOF-CDNet方法,其值提高了约11.9％和2.9％,同时其能够更精准地分割变化细节.因此,所提模型可以有效应对干扰,对于复杂场景也具备优秀的检测能力.     

基于BCNN的胎儿颅脑超声横切面识别算法

孕期超声检查是评估胎儿大脑发育、检测生长异常的重要步骤,开展对胎儿早期检查准确高效的诊断研究具有重要的临床价值。文中使用双线性卷积神经网络BCNN进行胎儿颅脑横切面识别,提出了BCNN-R和BCNN-S两种算法。BCNN算法首先对输入的胎儿颅脑超声影像数据进行预处理,去除个人信息等敏感信息;其次,利用两路并行的子网络从影像数据中提取辨识度高、鲁棒性强的横切面特征,并将其融合得到有助于识别的细微特征;最后使用线性连接层进行识别和分类。为了验证算法的有效性,在自建胎儿超声数据集JFU19上进行了对比实验,实验结果表明,所提算法相比常见的深度网络(GoogleNet,DenseNet,SeNet等)在分类性能上有明显的提升,其中BCNN-S算法的总体准确率达到了88.95%,BCNN-R在水平横切面的识别上达到了97.22%的精确度和88.61%的召回率。此外,在公开数据集HC18上进行了实验,BCNN算法的准确率、精确度、召回率分别达到了89.48%,87.66%和87.71%,进一步验证了算法的有效性。     

回环软件缺陷数量预测模型

软件缺陷预测是软件工程中的一个研究热点问题,通常软件缺陷预测的研究工作主要关注于软件模块是否存在缺陷和软件模块存在缺陷的数量。目前软件缺陷数量研究主要集中在基于缺陷数的软件模块排序。为提高软件模块排序的准确度,提出一种回环软件缺陷数量预测模型。此模型主要包括回环特征选择和缺陷预测两部分。在回环特征选择部分,将改进的密度峰值聚类算法和包裹式特征选择方法相结合,以回环的方式动态的选出最优特征,并训练学习器;陷预测部分采用反距离加权集成的方式得到预测结果。实验结果表明,此模型相比于LRCR、GRCR、LR、MLP、GP、NBR、ZIP分别提升了10.36%、28.74%、13.51%、36.61%、25.30%、60.14%、54.72%,有助于提高软件缺陷预测准确性。     

COVID-19医学影像数据集及研究进展

由于影像学技术在新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的诊断和评估中发挥了重要作用,COVID-19相关数据集陆续被公布,但目前针对相关文献中数据集以及研究进展的整理相对较少。为此,通过COVID-19相关的期刊论文、报告和相关开源数据集网站,对涉及到的新冠肺炎数据集及深度学习模型进行整理和分析,包括计算机断层扫描（CT）图像数据集和X射线（CXR）图像数据集。对这些数据集呈现的医学影像的特征进行分析;重点论述开源数据集,以及在相关数据集上表现较好的分类和分割模型。最后讨论了肺部影像学技术未来的发展趋势。     

Fault estimation for aero‐engine LPV systems based on LFT

In this paper, a fault estimator with linear fractional transformation (LFT) parameter dependency is designed for the linear parameter‐varying (LPV) system of the aero‐engine with both sensor and actuator faults under disturbances. After an aero‐engine affine parameter‐dependent LPV model is derived by the linear fitting method and matrix pseudo‐inverse method, the LPV model with disturbances and fault signals is transformed into a LFT structure. Based on the full block S‐procedure, the sufficient condition for the existence of the fault estimator is proposed, which can lead to less conservative results. Then the fault estimator design algorithm which can adjust to the current system dynamic adaptively is presented. Finally, a fault estimator is designed for a turbofan aero‐engine under multiple types of faults and disturbances to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

Irregular Depth Tiles: Automatically Generated Data Used for Network-based Robotic Grasping in 2D Dense Clutter

Recent advances in deep learning have enabled robots to grasp objects even in complex environments. However, a large amount of data is required to train the deep-learning network, which leads to a high cost in acquiring the learning data owing to the use of an actual robot or simulator. This paper presents a new form of grasp data that can be generated automatically to minimize the data-collection cost. The depth image is converted into simplified grasp data called an irregular depth tile that can be used to estimate the optimal grasp pose. Additionally, we propose a new grasping algorithm that employs different methods according to the amount of free space in the bounding box of the target object. This algorithm exhibited a significantly higher success rate than the existing grasping methods in grasping experiments in complex environments.