课题基金基金详情
基于张量模式的DTI数据模式分类及其分布式算法研究
结题报告
批准号:
61502473
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
王书强
学科分类:
F0605.模式识别与数据挖掘
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
李飞、马登超、张晓东、陈明扬、米悦、戴明威
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中文摘要
弥散张量成像(DTI)技术在大脑和脊髓相关的疾病分析、诊断上有着广泛的应用。传统的向量模式算法在处理分析DTI数据时,会破坏数据的结构和内在相关性,增加计算成本。针对DTI数据的特点,本课题提出了基于张量模式的DTI数据处理分析方法。首先,提出了基于二重度量的DTI图像配准方法,以解决DTI图像配准中张量场方向信息比灰度信息更敏感的问题;其次,提出一种基于弥散系数权重矩阵的多线性主成分分析方法,以实现DTI数据的特征提取;再次,提出最优投影支持张量机算法,大幅降低算法的时间复杂度,并实现目标数据的最大可分;最后,把张量模式分类算法扩展到基于Map-Reduce的分布式平台上。本项目提出的基于张量模式的DTI数据模式分类方法,能够保留DTI数据的结构信息和内在相关性,实现目标数据的最大可分,大幅降低计算成本。本项研究将为基于DTI数据的智能医疗诊断系统提供理论依据和算法支持。
英文摘要
Diffusion tensor imaging (DTI) has broad prospects of application in disease detection and analysis, especially in brain and spinal cord. The traditional vector-based algorithms often fail in dealing with DTI data because the original data structure would be destroyed and the computing cost would be increased. In this project, the following solutions are proposed to address the above issues. Firstly, the double-registration method is developed to solve the problem that the direction is more sensitive than grey level in diffusion tensor image. Secondly, according to the distribution characteristics of diffusion coefficient, the multi-linear principle component analysis method is proposed to perform feature extraction and dimension reduction for DTI data. Thirdly, the optimum projection support tensor machine (OPSTM) is designed for automated classification of DTI data as optimal as possible. The OPSTM can both decrease the time complexity and increase the accuracy. Finally, the OPSTM algorithm is expanded to Map-Redue based distributed computing platform for automated classification for large-scale DTI data. The proposed methods from this project can keep the original information and internal structure correlation to a large extent, make target data maximum divisible, and substantially decrease computing cost. This research can provide the theory basis and algorithm support for intelligent medical system using DTI data.
针对DTI大数据的非结构化特点,本课题充分利用张量的强大表达能力,研究了张量空间下基于张量模式的DTI分析方法,在现有研究工作的基础上,提出了基于张量模式的 DTI 数据分析方法。本项目研究内容主要包括:(ⅰ)基于张量相似性度量和标量相似性度量的二重度量图像配准方法。(ⅱ) 根据图像的弥散系数分布特征和多线性主成分分析原理,研究基于张量模式的 DTI 数据降维及特征提取方法。(ⅲ) 基于 Fisher 准则和结构风险最小化原理,提出基于最优投影的支持张量机算法(OPSTM),并把二分类算法扩展到多分类中去。我们本课题的核心算法OPSTM应用到多个张量结构数据集,实验结果表明OPSTM在识别精度和计算复杂度方面都优于现有算法。本课题的核心算法可以为基于医学影像大数据的智能医疗辅助诊断系统提供理论依据和算法支持, 为基于张量表达方案的大数据理论研究做出重要的探索。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Dynamic analysis of biochemical network using complex network method
采用复杂网络方法的生化网络动态分析
DOI:10.2298/tsci1504249w
发表时间:2015
期刊:Thermal Science
影响因子:1.7
作者:Wang Shuqiang;Shen Yanyan;Hu Jinxing;Li Ning;Zeng Dewei
通讯作者:Zeng Dewei
DOI:10.1007/s00449-015-1484-6
发表时间:2015-10
期刊:Bioprocess and Biosystems Engineering
影响因子:3.8
作者:Wang Shuqiang;Shen Yanyan;Hu Jinxing
通讯作者:Hu Jinxing
Subcarrier-Pairing-Based Resource Optimization for OFDM Wireless Powered Relay Transmissions With Time Switching Scheme
具有时间切换方案的 OFDM 无线供电中继传输的基于子载波配对的资源优化
DOI:10.1109/tsp.2016.2628351
发表时间:2017
期刊:IEEE Transactions on Signal Processing
影响因子:5.4
作者:Shen Yanyan;Huang Xiaoxia;Kwak Kyung Sup;Yang Bo;Wang Shuqiang
通讯作者:Wang Shuqiang
A Disease Diagnostic Assistant System Using DTI and Extreme Learning Machine
基于DTI和极限学习机的疾病诊断辅助系统
DOI:10.12720/jait.7.2.129-133
发表时间:2016
期刊:Journal of Advances in Information Technology
影响因子:1
作者:Shuqiang Wang;Dewei Zeng;Yanyan Shen;Jinxing Hu
通讯作者:Jinxing Hu
多模态医学图像计算方法及应用
基于生成对抗策略和"多模态数据+知识"驱动的脑网络计算方法及应用
融合增强型生成对抗网络和医学影像的CSM智能辅助诊断关键技术研究
国内基金
海外基金