K-S检验与mRMR相结合的基因选择算法

为了解决基因数据集的基因选择难题,提出一种基于K-S检验与最小冗余最大相关（Minimum Redundancy-Maximum Relevance,mRMR）原则的基因选择算法。该算法先采用K-S检验选择出具有一定区分能力的基因,然后对选择到的基因进行mRMR判断,保留与类别高度相关而其间相关性较小的基因构成最终被选基因子集。以SVM为分类器,以F1_measure、分类准确率和AUC为评价指标对本文算法选择的基因子集进行评估,并将本文算法与K-S检验、mRMR,以及经典的RELIEF和FAST算法进行比较。5个经典基因数据集上的平均实验结果揭示：本文算法的运行时间远低于mRMR算法,且其各项评价指标值优于其他比较算法。因此,本文提出的K-S检验与mRMR结合的基因选择算法能选择到非常有效的基因子集。     

融合最近邻矩阵与局部密度的自适应K-means聚类算法

针对传统K-means聚类算法对初始聚类中心和离群孤立点敏感的缺陷,以及现有引入密度概念优化的K-means算法均需要设置密度参数或阈值的缺点,提出一种融合最近邻矩阵与局部密度的自适应K-means聚类算法。受最邻近吸收原则与密度峰值原则启发,通过引入数据对象间的距离差异值构造邻近矩阵,根据邻近矩阵计算局部密度,不需要任何参数设置,采取最近邻矩阵与局部密度融合策略,自适应确定初始聚类中心数目和位置,同时完成非中心点的初分配。人工数据集和UCI数据集的实验测试,以及与传统K-means算法、基于离群点改进的K-means算法、基于密度改进的K-means算法的实验比较表明,提出的自适应K-means算法对人工数据集的孤立点免疫度较高,对UCI数据集具有更准确的聚类结果。     

基于GA与RST的分类规则挖掘算法

本文提出了在没有任何领域知识可供借鉴的情况下,利用遗传算法对信息系统的数量型属性进行离散化,利用RST进行分类规则挖掘,将GA与RST相结合进行分类规则挖掘的新算法。该算法不仅有效地解决了利用粗糙集理论进行分类规则挖掘时,数量型属性的离散化问题,而且可挖掘出通用的分类规则。     

SOSNet:一种非对称编码器-解码器结构的非小细胞肺癌CT图像分割模型

非小细胞肺癌严重损害人类健康,早期非小细胞肺癌CT(Computed Tomography)图像中的肿瘤结节体积小,不易发现,极易造成漏诊和误诊.为了精确分割非小细胞肺癌CT图像中的小体积肿瘤结节,本文提出SOSNet(Small Object Segmentation Networks)自动分割模型,利用ResNet(Residual Network)基础层和空洞卷积构造非对称编码器-解码器结构作为分割主网络,利用轴向取反注意力模块ARA(Axial Reverse Attention)逐步擦除背景中对分割有影响的结构,再使用结构细化模块SR(Structure Refinement)对主网络输出的粗略特征图进行结构细化,从而实现非小细胞肺癌肿瘤结节分割.在非小细胞肺癌公开数据集的实验测试表明,本文提出的小目标自动分割模型SOSNet可以有效分割出非小细胞肺癌CT图像中的小体积肿瘤结节,其mDice(mean-Dice)、mIoU(mean Intersection over Union)、Sensitivity、F1、Specificity、平均绝对误差MAE(Mean Absol...     

DL-MAML：一种新的蝴蝶物种自动识别模型

蝴蝶种类成千上万,每种蝴蝶都与一定植物密切相关,研究蝴蝶种类自动识别有重要意义.野外环境下的蝴蝶物种识别研究受制于现有数据集蝴蝶种类较少,每类样本（图像）数量较少,使基于机器学习的蝴蝶种类识别面临泛化推广难的挑战.另外,野外环境下的蝴蝶翅膀遮挡使分类特征学习面临挑战.因此,提出基于元学习的蝴蝶物种自动识别新模型DL-MAML(deep learning advanced model-agnostic meta-learning),实现野外环境下的任意蝴蝶种类识别.首先,DL-MAML模型采用L2正则改进经典元学习算法MAML(model-agnostic meta-learning)的目标函数和模型参数更新方法,并对MAML增加了2层特征学习模块,避免模型陷入过拟合风险,解决现有野外环境下蝴蝶物种识别面临的泛化推广困难;其次,采用ResNet34深度学习模型提取蝴蝶分类特征,对图像进行表征预处理,作为DL-MAML模型元学习模块的输入,克服其特征提取不足的缺陷,以及野外环境下蝴蝶翅膀遮挡带来的分类特征学习困难.大量消融实验以及与同类模型的实验比较表明,DL-MAML算法学习获得的初始模...     

基于粒计算的K-medoids聚类算法

传统K-medoids聚类算法的聚类结果随初始中心点不同而波动,且计算复杂度较高不适于处理大规模数据集;快速K-medoids聚类算法通过选择合适的初始聚类中心改进了传统K-medoids聚类算法,但是快速K-medoids聚类算法的初始聚类中心有可能位于同一类簇。为克服传统K-medoids聚类算法和快速K-medoids聚类算法的缺陷,提出一种基于粒计算的K-medoids聚类算法。算法引入粒度概念,定义新的样本相似度函数,基于等价关系产生粒子,根据粒子包含样本多少定义粒子密度,选择密度较大的前K个粒子的中心样本点作为K-medoids聚类算法的初始聚类中心,实现K-medoids聚类。UCI机器学习数据库数据集以及随机生成的人工模拟数据集实验测试,证明了基于粒计算的K-medoids聚类算法能得到更好的初始聚类中心,聚类准确率和聚类误差平方和优于传统K-medoids和快速K-medoids聚类算法,具有更稳定的聚类结果,且适用于大规模数据集。     

基于分裂算子的遗传算法和自适应遗传算法

针对遗传算法所存在的早熟和收敛速度慢等问题,基于低等生物的分裂生殖现象,提出了分裂算子的概念,并将该算子引入到传统遗传算法和自适应遗传算法中,对这两种遗传算法进行了改进。通过一系列多峰函数测试实验,将改进算法分别与基本遗传算法和自适应遗传算法进行比较,证明引入分裂算子后的遗传算法和自适应遗传算法不仅有效地收敛到全局最优解,而且提高了收敛速度。     

基于粒计算的免费师范生生源因素分析

免费师范生政策从实施到现在已有将近四年时间,但社会上对于免费师范生的评价褒贬不一,有人认为该政策的实施为很多贫困家庭的孩子解决了上学难的问题,但也有人认为该政策的实施使免费师范生在大学期间的学习积极性受到了影响。那么,影响师范大学免费师范生和非免费师范生做出选择的因素有哪些呢？通过对免费师范生以及非师范生进行问卷调查,获取生源因素相关数据,应用粒计算对是否选择报考免费师范生的影响因素进行了分析。分析结果显示报考免费师范生的前三个影响因素分别为：政策中规定的违约将带来不诚信记录,不能报考脱产研究生和跨省就业问题。文中结论将对免费师范生教育政策的进一步完善有一定指导作用。     

基于D-score与支持向量机的混合特征选择方法

F-score作为特征评价准则时,没有考虑不同特征的不同测量量纲对特征重要性的影响。为此,提出一种新的特征评价准则D-score,该准则不仅可以衡量样本特征在两类或多类之间的辨别能力,而且不受特征测量量纲对特征重要性的影响。以D-score为特征重要性评价准则,结合前向顺序搜索、前向顺序浮动搜索以及后向浮动搜索三种特征搜索策略,以支持向量机分类正确率评价特征子集的分类性能得到三种混合的特征选择方法。这些特征选择方法结合了Filter方法和Wrapper方法的各自优势实现特征选择。对UCI机器学习数据库中9个标准数据集的实验测试,以及与基于改进F-score与支持向量机的混合特征选择方法的实验比较,表明D-score特征评价准则是一种有效的样本特征重要性,也即特征辨别能力衡量准则。基于该准则与支持向量机的混合特征选择方法实现了有效的特征选择,在保持数据集辨识能力不变情况下实现了维数压缩。     

结肠癌患者诊断的基因标志物识别算法*

为了得到具有强分类信息的极少结肠癌特征基因,实现对结肠癌患者的准确识别,文中提出结肠癌患者诊断的基因标志物识别算法.首先提出基因密度和基因距离的概念,构造以基因密度和基因距离分别为横纵坐标的基因2D空间散列图,选择处于密度峰值点的基因构成优选基因子集,然后采用密度峰值K中心点(DP_K-medoids)算法对降维后的结肠数据集样本进行聚类分析.基因距离和样本距离分别采用欧氏距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离和夹角余弦距离度量.实验表明,在夹角余弦距离下,文中算法可以选择到具有高准确率、高灵敏度、高特异度和高马修斯相关系数的规模较小的结肠癌基因子集.