基于深度學(xué)習(xí)的多波段信號檢測技術(shù)及應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2021-08-03 03:41
目標(biāo)檢測是計算機(jī)視覺任務(wù)中的一個重要研究領(lǐng)域,現(xiàn)已在安防、醫(yī)學(xué)和軍事等諸多場景中得到應(yīng)用。隨著城市智能、工業(yè)智能、醫(yī)學(xué)智能等迅速發(fā)展,對目標(biāo)檢測的速度和精度提出了迫切且嚴(yán)格的要求。近年來,深度學(xué)習(xí)憑借其強(qiáng)大的自主特征學(xué)習(xí)能力在目標(biāo)檢測任務(wù)上的檢測精度不斷提升。但是,傳統(tǒng)的可見光單模態(tài)圖像的目標(biāo)檢測,限制了復(fù)雜場景下目標(biāo)檢測的應(yīng)用。同時,信息技術(shù)的迅猛發(fā)展使得數(shù)據(jù)表示形式也呈現(xiàn)出多態(tài)性、多源性和多描述性的特點(diǎn)。可見光、紅外、激光等多波段數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)互補(bǔ),不同波段的圖像或信號提供的信息具有冗余性、互補(bǔ)性和合作性。多波段目標(biāo)檢測大大擴(kuò)展了深度學(xué)習(xí)應(yīng)用場景,具有重要的研究價值。本文從工程應(yīng)用和算法研究出發(fā),針對短波段一維醫(yī)學(xué)信號、可見光波段二維人臉圖像、紅外波段城市場景圖像,分別提出了三種改進(jìn)型深度學(xué)習(xí)算法,建立了多波段目標(biāo)檢測系統(tǒng),并實現(xiàn)了實際場景應(yīng)用。本文主要研究工作如下:(1)提出基于改進(jìn)型卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短波段腦電信號目標(biāo)檢測算法,實現(xiàn)了注意力缺陷障礙(Attention Deficit Hyperactivity Disorder,ADHD)患者腦部量化自動診斷。由于腦部病變的復(fù)雜...
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.]本課題的研究內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)圖??1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??
?第2章基于改進(jìn)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦電信號檢測及應(yīng)用???電信號目標(biāo)檢測算法,實現(xiàn)了?ADHD患者腦部量化自動診斷。本章節(jié)提出的??ADHD量化自動診斷流程如圖2.1所示。首先對臨床受試者進(jìn)行持續(xù)操作試驗測??試(Continuous?Performance?Tests,CPT)米集一維腦電信號。然后使用一種數(shù)據(jù)??增強(qiáng)的方法來克服臨床樣本數(shù)量缺乏的問題。接著使用改進(jìn)的ADHD-lDNet對??腦電信號進(jìn)行分類。最后系統(tǒng)根據(jù)病例獲得相應(yīng)的結(jié)果,并將結(jié)果返回。??,受試者?預(yù)處理網(wǎng)絡(luò)??^?|?饋??-£|??ADHD-lDNet?樣'翁??;?*?irm?^??專家評估?數(shù)據(jù)擴(kuò)增??圖2.]本章節(jié)的ADHD診斷系統(tǒng)流程圖??2.2數(shù)據(jù)介紹??2.2.1實驗數(shù)據(jù)??研宄發(fā)現(xiàn)前額區(qū)域涉及ADHD的發(fā)病機(jī)制tW,因此本課題利用前額區(qū)7個??導(dǎo)聯(lián)(FP1,FP2,?F7,?F8,?F3,?F4,?Fz)的一維腦電信號來比較ADHD受試者??和對照受試者之間的差異。本文的受試者分為ADHD組和正常對照組。其中,??ADHD組的10名受試者從本市一家醫(yī)院招募,并根據(jù)DSM-IV診斷標(biāo)準(zhǔn)被診斷??為ADHD。同時,從本市的一所小學(xué)招募了?10名條件匹配的正常兒童。該研究??得到了兒童監(jiān)護(hù)人和醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)。??10??
改進(jìn)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦電信號檢測及應(yīng)用???2.2.2數(shù)據(jù)采集方案??研宄表明CPT對ADHD具有一定的輔助診斷價值M。CPT范式意味著受試??者被視覺或聽覺形式反復(fù)刺激,然后受試者需要對所給予的刺激作出對應(yīng)的反??應(yīng)。CPT測試通常會得到6個商數(shù),研究表明ADHD組的所有商數(shù)均明顯低于??對照組。在CPT任務(wù)中,ADHD患者與對照組相比,ADHD患者表現(xiàn)出遺漏數(shù)??多,命中率低,反應(yīng)遲緩和持續(xù)時間短等特征。因此本課題采用一種改進(jìn)的視覺??CPT范式用來收集受試者的腦電信號,如圖2.2所示。??提示刺激?靶剌激?提示刺激??I第I個數(shù)字)?(第2個數(shù)字)?(第1個數(shù)字)??.?mil.???:n_?<??SS.???,?下;T??結(jié)束▼?3Q()ms?,?1200ms???300ms?T?l200ms?▼開始??開始注意?幵始注意??_幵始響應(yīng)??—個trial?一?^??⑷??背景?背景?Lure?背景?NoGo?背景?Go?背景??—7\/4 ̄2?/?4?9X?x8?0^-1?3',6?7?1?9X?/?6?3?'??…人_人_人—_I?」二??(b)??圖2.2本章節(jié)所用的改進(jìn)型視覺CPT實驗范式。(a)實驗流程;(b)刺激序列??本文采用的CPT范式包含Go,?NoGo、Lure和背景四種條件。CRT顯示屏??上顯示的是隨機(jī)的阿拉伯?dāng)?shù)字0-9,且每次只呈現(xiàn)一個數(shù)字,每個數(shù)字會在CRT??顯示屏上停300ms,然后黒屏1200ms的時間。每個trail由相鄰的提示刺激和目??標(biāo)刺激組成,在測試中,數(shù)字1和9相當(dāng)于線索。當(dāng)提示刺激為1且目標(biāo)刺激為??9時為G
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于YOLOv3的紅外行人小目標(biāo)檢測技術(shù)研究[J]. 李慕鍇,張濤,崔文楠. 紅外技術(shù). 2020(02)
[2]無人駕駛汽車的安全問題及對策[J]. 范泉涌,金茂菁,黃玲,王薛超,曹耀光. 科技中國. 2019(06)
[3]基于尾燈的夜間前方車輛檢測與跟蹤方法[J]. 于莉媛,郭云雷,牛萍娟,劉大利,劉雷,羅德智. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[4]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向傳播算法改進(jìn)[J]. 楊鶴標(biāo),龔文彥. 計算機(jī)工程與設(shè)計. 2019(01)
[5]基于時空雙稀疏表示的成人ADHD腦網(wǎng)絡(luò)檢測與分析[J]. 龔軍輝,劉小燕,周建松,孫剛. 自動化學(xué)報. 2019(10)
[6]注意缺陷多動障礙的視聽注意反應(yīng)與P300的相關(guān)性研究[J]. 陶丹紅,吳緒旭,石敏,鄒瑩,孔微,韓耀靜,陶明. 浙江醫(yī)學(xué). 2017(23)
[7]基于總體經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的多類特征的運(yùn)動想象腦電識別方法研究[J]. 楊默涵,陳萬忠,李明陽. 自動化學(xué)報. 2017(05)
[8]基于視覺的目標(biāo)檢測與跟蹤綜述[J]. 尹宏鵬,陳波,柴毅,劉兆棟. 自動化學(xué)報. 2016(10)
[9]成人注意缺陷多動障礙靜息態(tài)功能連接分析[J]. 吳靜,戴培山,趙亞麗,李玲,盛韓偉,李新春. 中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2015(04)
碩士論文
[1]基于車載紅外圖像的目標(biāo)檢測系統(tǒng)[D]. 林旭鵬.北京交通大學(xué) 2019
[2]紅外圖像中基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車輛檢測[D]. 樊峻暢.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]基于深度學(xué)習(xí)的運(yùn)動想象腦電分類[D]. 戴若夢.北京理工大學(xué) 2015
本文編號:3318853
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.]本課題的研究內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)圖??1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??
?第2章基于改進(jìn)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦電信號檢測及應(yīng)用???電信號目標(biāo)檢測算法,實現(xiàn)了?ADHD患者腦部量化自動診斷。本章節(jié)提出的??ADHD量化自動診斷流程如圖2.1所示。首先對臨床受試者進(jìn)行持續(xù)操作試驗測??試(Continuous?Performance?Tests,CPT)米集一維腦電信號。然后使用一種數(shù)據(jù)??增強(qiáng)的方法來克服臨床樣本數(shù)量缺乏的問題。接著使用改進(jìn)的ADHD-lDNet對??腦電信號進(jìn)行分類。最后系統(tǒng)根據(jù)病例獲得相應(yīng)的結(jié)果,并將結(jié)果返回。??,受試者?預(yù)處理網(wǎng)絡(luò)??^?|?饋??-£|??ADHD-lDNet?樣'翁??;?*?irm?^??專家評估?數(shù)據(jù)擴(kuò)增??圖2.]本章節(jié)的ADHD診斷系統(tǒng)流程圖??2.2數(shù)據(jù)介紹??2.2.1實驗數(shù)據(jù)??研宄發(fā)現(xiàn)前額區(qū)域涉及ADHD的發(fā)病機(jī)制tW,因此本課題利用前額區(qū)7個??導(dǎo)聯(lián)(FP1,FP2,?F7,?F8,?F3,?F4,?Fz)的一維腦電信號來比較ADHD受試者??和對照受試者之間的差異。本文的受試者分為ADHD組和正常對照組。其中,??ADHD組的10名受試者從本市一家醫(yī)院招募,并根據(jù)DSM-IV診斷標(biāo)準(zhǔn)被診斷??為ADHD。同時,從本市的一所小學(xué)招募了?10名條件匹配的正常兒童。該研究??得到了兒童監(jiān)護(hù)人和醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)。??10??
改進(jìn)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦電信號檢測及應(yīng)用???2.2.2數(shù)據(jù)采集方案??研宄表明CPT對ADHD具有一定的輔助診斷價值M。CPT范式意味著受試??者被視覺或聽覺形式反復(fù)刺激,然后受試者需要對所給予的刺激作出對應(yīng)的反??應(yīng)。CPT測試通常會得到6個商數(shù),研究表明ADHD組的所有商數(shù)均明顯低于??對照組。在CPT任務(wù)中,ADHD患者與對照組相比,ADHD患者表現(xiàn)出遺漏數(shù)??多,命中率低,反應(yīng)遲緩和持續(xù)時間短等特征。因此本課題采用一種改進(jìn)的視覺??CPT范式用來收集受試者的腦電信號,如圖2.2所示。??提示刺激?靶剌激?提示刺激??I第I個數(shù)字)?(第2個數(shù)字)?(第1個數(shù)字)??.?mil.???:n_?<??SS.???,?下;T??結(jié)束▼?3Q()ms?,?1200ms???300ms?T?l200ms?▼開始??開始注意?幵始注意??_幵始響應(yīng)??—個trial?一?^??⑷??背景?背景?Lure?背景?NoGo?背景?Go?背景??—7\/4 ̄2?/?4?9X?x8?0^-1?3',6?7?1?9X?/?6?3?'??…人_人_人—_I?」二??(b)??圖2.2本章節(jié)所用的改進(jìn)型視覺CPT實驗范式。(a)實驗流程;(b)刺激序列??本文采用的CPT范式包含Go,?NoGo、Lure和背景四種條件。CRT顯示屏??上顯示的是隨機(jī)的阿拉伯?dāng)?shù)字0-9,且每次只呈現(xiàn)一個數(shù)字,每個數(shù)字會在CRT??顯示屏上停300ms,然后黒屏1200ms的時間。每個trail由相鄰的提示刺激和目??標(biāo)刺激組成,在測試中,數(shù)字1和9相當(dāng)于線索。當(dāng)提示刺激為1且目標(biāo)刺激為??9時為G
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于YOLOv3的紅外行人小目標(biāo)檢測技術(shù)研究[J]. 李慕鍇,張濤,崔文楠. 紅外技術(shù). 2020(02)
[2]無人駕駛汽車的安全問題及對策[J]. 范泉涌,金茂菁,黃玲,王薛超,曹耀光. 科技中國. 2019(06)
[3]基于尾燈的夜間前方車輛檢測與跟蹤方法[J]. 于莉媛,郭云雷,牛萍娟,劉大利,劉雷,羅德智. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[4]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向傳播算法改進(jìn)[J]. 楊鶴標(biāo),龔文彥. 計算機(jī)工程與設(shè)計. 2019(01)
[5]基于時空雙稀疏表示的成人ADHD腦網(wǎng)絡(luò)檢測與分析[J]. 龔軍輝,劉小燕,周建松,孫剛. 自動化學(xué)報. 2019(10)
[6]注意缺陷多動障礙的視聽注意反應(yīng)與P300的相關(guān)性研究[J]. 陶丹紅,吳緒旭,石敏,鄒瑩,孔微,韓耀靜,陶明. 浙江醫(yī)學(xué). 2017(23)
[7]基于總體經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的多類特征的運(yùn)動想象腦電識別方法研究[J]. 楊默涵,陳萬忠,李明陽. 自動化學(xué)報. 2017(05)
[8]基于視覺的目標(biāo)檢測與跟蹤綜述[J]. 尹宏鵬,陳波,柴毅,劉兆棟. 自動化學(xué)報. 2016(10)
[9]成人注意缺陷多動障礙靜息態(tài)功能連接分析[J]. 吳靜,戴培山,趙亞麗,李玲,盛韓偉,李新春. 中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2015(04)
碩士論文
[1]基于車載紅外圖像的目標(biāo)檢測系統(tǒng)[D]. 林旭鵬.北京交通大學(xué) 2019
[2]紅外圖像中基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車輛檢測[D]. 樊峻暢.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]基于深度學(xué)習(xí)的運(yùn)動想象腦電分類[D]. 戴若夢.北京理工大學(xué) 2015
本文編號:3318853
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