朱浩[1]2000年在《心电活动的可视并行计算模型》文中进行了进一步梳理准确阐明正常与各种异常心电图如何产生于心肌细胞的电活动和考察各种心律失常的形成与持续机制对于心脏疾病的诊断具有重要意义。由于受临床与实验手段的限制,对于心电学领域中存在的许多不清楚和有争议的问题,建模与仿真一直是一个受到高度重视的研究手段。迄今为止,大多数的心电模型以经典的Miller-Geselowitz模型为基础,使用偶极子表达抽象的心肌细胞的电活动,并由偶极矩计算场点电势得到仿真心电图。其它重要的模型种类包括电生理模型和使用Fitzhugh-Nagumo方程考察心律失常动力学性质的模型。已报道的电生理模型都是一维和二维的多细胞模型,旨在详细考察细胞间连接通讯与兴奋传播的关系,未与体表心电图联系起来。大规模并行计算是发展全心脏电生理模型的主要障碍,所涉及的问题有两个方面,即如何高效地执行和如何方便地描述几千至几百万组心肌细胞动作电位方程的并行求解。 细胞自动机是一种完全并行的计算模式,具有固有的并行性,作为离散动力学仿真系统近年来受到广泛注意。尽管按标准定义的细胞自动机是基于规则的,但可以有基于语言的实现,使之具备更灵活的描述能力。作为建模的前提,我们对一种基于语言实现的细胞自动机系统Cellular3.0在语言和可视化设施方面进行了扩展,使之能够描述大规模并行数值计算。 为了在细胞与亚细胞层次精细地和可视化地考察心电图的产生与心律失常的形成,我们使用经扩展的Cellular3.0为工具设计与实现了一个全心脏电生理模型,该模型的两个构成要素分别是细胞自动机式的大规模并行计算和各种心肌细胞的动作电位模型。所包含的心肌组织为窦房结、房室结、心房肌、心室肌、心房传导束以及心室传导束。限于我们现有计算机的性能,模型是二维的,包含五千余个细胞。根据心室的分层特性以及不同层次细胞具有不同电学性质的事实,我们提出了一个与模型解析度和几何特性无关的运行时心壁分层算法,将室壁分层以及使心肌细胞的电活动与其所在层次联系起来。兴奋在同层细胞间是沿轴向端到端传导,在不同层细胞间是沿径向边到边传导,两种传导具有不同的速度。细胞间共有24种跨缝隙连结结构,用于准确描述各种细胞间不同的兴奋传导特性。靠并行求解数千组心肌细胞动作电位方程和计算各个细胞对之间的跨结兴奋传播,心电活动的时空过程,包括许多心律失常的形成与演绎过程,能够得到可视化地展现。单个心肌细胞的电活动可使用跟踪窗口进行跟踪与显示。对于建模中所遇到的问题我们也进行了讨论。 基于全心脏电生理模型,我们还提出了一个新的心电图仿真算法,在细胞层次计算每一个处于相互连接与通讯中的心肌细胞对各种导联位置心电图的贡献,仿真的正常与多种异常心电图波形与临床记录十分一致。根据仿真结果,我们讨论了若干心电图波形的形成机制及诊断意义,包括右胸R波的意义、病理性Q波的形成机制和一 侧 心室电活动对对侧胸表心电场的影响,处于不同位置心肌细胞动作电位波形变井’3 心电图波形变异之间的关系得到形式和定量的说明。已完成的仿真表明该模型对十考 察心律失常的形成具有极大的助益,论文给出了若干心律失常的仿真例,包括缺血诱 导的心动过速及M纠1胞独特的电学性质在心律失常形成中。】能起到的作川。 最后,我们简要讨论了大规模多层次并行i;算在解决广泛存在的复杂性问题方面 的作川,心电问题只是生物医学领域中复杂性问题的一个典型例了。
张宇[2]2009年在《虚拟心脏解剖及电生理数学建模》文中认为虚拟心脏建模仿真工作是对心脏结构和功能的模拟,集电生理学、动力学、血液流体力学以及神经、生化控制于一身的极其复杂的综合系统,是一项难度和复杂度极高的技术工作。目前,心脏生理病理学家大多从细胞、基因、蛋白、分子等微观层次来研究心脏机理,实验反映出来的大多是单细胞或局部的特性,不能很好地阐明从微观病理变化如何演变成整体心脏的异常,而临床心脏学家则更多地关注整体心脏的宏观综合表现特征,对病症微观起源较少深究,对于病因复杂的心脏病诊治很大程度上依靠经验决断。连接心脏微观宏观研究的有效手段之一就是虚拟心脏模型,基于虚拟心脏模型我们可以非常方便地研究心肌微观生理病理变化是如何发展成整体心脏的宏观变化,而且是定量的,从而有助于提高心脏病的诊治水平和创新药物的开发。近些年生物医学工程领域和其它学科快速发展,出现了很多新方法、新理论,将这些成果引入心脏建模领域,会帮助我们建立更为复杂和完善的虚拟心脏模型,深入认识心血管系统的运动规律和本质,从而朝着建立复合虚拟心脏仿真模型的最终目标深入下去,推动虚拟心脏建模正逆问题研究的进一步发展。本文以虚拟心脏解剖结构数学建模和虚拟心脏电生理数学建模为研究方向,在原有浙江大学第一代LFX虚拟心脏模型基础之上,综合应用虚拟人技术、图像处理、信号处理、并行计算、三维科学可视化等技术手段,尝试求解虚拟心脏建模中关键的生物计算问题,建立了代表国际先进水平的Cardiome-CN虚拟心脏电生理数学模型。在若干性能指标上领先于国际同类模型,对推动Cardiome计划相关技术的向前发展具有重要影响力。其中基于细胞离子通道和双域模型方程的超大计算量心肌兴奋传播并行算法的实现,对其它大型生物计算技术的发展也具有一定的借鉴作用。本文主要工作和研究成果包括:(1)基于医学影像数据、生理标本数据、虚拟人数据建立了虚拟心脏解剖结构数据库,包含兔子、犬、人体等心脏解剖模型样本。其中以人体心脏模型为例,数据结构空间分辨率为0.33mm,包含了完整的心房、心室结构。对心室壁分层、心肌纤维旋向设定、传导通路设定、组织功能分类定义等虚拟心脏解剖结构建模的关键问题进行了研究,并给出了解决方案。针对各模型建立了相应的计算、可视化网格。这是国际上目前结构完整、精度高,且包含完整心肌纤维旋向和电传导通路信息的人体心脏解剖结构模型之一。(2)基于心肌细胞离子通道水平的实验数据,开创性的建立了国内首个犬、人体心肌细胞动作电位模型库。其中包含了起搏细胞、心房肌细胞、心室肌细胞等多样性、特异性的模型定义。模型还包含了完整的钙循环以及兴奋收缩耦联机制。针对细胞模型的计算和分析方法进行了深入研究,首次提出了使用非标准有限差分方法(NSFD)和DVODE算子来加速细胞模型的运算速度。总结扩展了心肌细胞模型静态和动态的分析方法,丰富了模型研究的手段。并应用细胞模型针对心力衰竭、短QT综合症、Brugada综合症等相关疾病进行了初步的探索研究。(3)基于MPI和OPENMP并行计算协议库,设计并实现了基于双域模型模拟的各向异性的心肌兴奋传播并行算法,实现了离子通道细胞模型和双域模型兴奋扩散方程的耦合,建立了从一维结构模型到三维解剖模型的各种层次的传导模型,仿真了正常心脏组织的兴奋传导时序,并对折返性心律失常的兴奋传导机制进行了模型研究。其中并行扩散算法属国际先进水平,国内虚拟器官建模领域还没有类似的研究工作。(4)构建了基于真实人体心脏解剖生理结构,具有仿真心肌缺血、多种心律失常、基因变异类离子通道疾病等功能的达到国际领先和先进水平的Cardiome-CN虚拟人体心脏模型。(5)基于美国虚拟人断层数据,构建了真实完整的男性和女性人体躯干结构模型。使用Cardiome-CN虚拟心脏模型,模拟了心电场分布,计算了体表电位、心电图和心电向量图。未来虚拟心脏模型具有很大的应用潜力,不仅仅在生物医学领域,还可以为临床服务,包括介入治疗,为病人定制个体化的心脏信息数据库等等。特别是对于临床需求迫切的房颤、室颤等心律失常疾病的诊断和导管介入消融治疗技术的提升具有直接的应用价值。虽然目前还无法针对个体案例进行实时重建,但随着计算能力的提高,基于病人个体化定制的虚拟心脏模型辅助治疗必将成为现实。
喻德旷[3]2005年在《心室三维可视化及心电仿真建模》文中提出心电正问题和逆问题一直成为心电图领域的一个难点问题,也制约着心电图学由经验学向实验学的发展。简单来说,心电图问题研究的就是关于心电源与心电场的关系问题,从心电源的分布与变化来分析心电场称为心电正问题,反过来,由心电场的分布、改变来分析推导心电源的研究称为心电逆问题。在临床上的心电图诊断就是一个心电逆问题,在心电图发展的早期,心电逆问题成为心电研究的主流。但心电问题离不开心电正问题的研究,随着实验技术与心电相关学科、领域(如心脏电生理、生物建模与仿真等)的发展,心电正问题也越来越受到人们的重视,特别近年来大量的心电建模与仿真的进行把心电正问题的研究推到一个新的高度。心电建模与仿真成为心电正问题研究的重要方法和手段,是心电领域的一个热点研究方向。但由于心脏电活动的生物复杂性的特点,心电的建模与仿真仍是处在一个起步的阶段。 追溯心电建模与仿真的发展历程,早在心电图发现不久,就试图用偶极的物理模型来描述心脏的电活动,后来陆续有学者用多偶极子、聚偶极子来描述,这些模型我们称之为物理模型,由于这些模型对心电的描述都是近似的物理模型,未能反映出具体细胞与心脏结构与功能的问题,因此基于这些模型的解释也只是具有一定的定性分析作用,不能进行定量分析。基于细胞电生理的建模与仿真使定量分析成为可能。 基于细胞电生理的建模与仿真是在单个细胞电活动基础上,把兴奋的传播融入心脏结构来对心脏电活动进行模拟,这种仿真涉及了心脏电活动的本质,是从细胞水平对心脏电活动进行研究,能够解释心电中很多物理模型不能解释的
邓木清[4]2017年在《基于确定学习的人体生物信号建模识别及其应用研究》文中研究指明人体生物信号识别是近年来生物特征识别和生物医学工程领域一个备受关注的研究方向,旨在应用信息科学的方法对人体生物信号进行采集、提取、建模、分析、解释和分类,进而应用到实际。深入研究人体生物信号建模与识别技术,对于认识人体生命运动规律、寻找个体间差异、探索预防与治疗疾病以及发展精准医疗仪器等高新技术都具有极其重要的意义。从信息科学的角度看,对人体生物信号进行建模与识别是一个特征提取、模式建模、模式识别问题。近年来,在信号采集、信号分析、特征诊断等方面已有了大量的研究。这些研究大都是把模式建模与识别问题转化为静态模式建模与识别来研究,虽取得许多不错的结果,但由于部分人体生物信号本质上是由复杂非线性动力学系统产生的非平稳信号,仅用有限个静态的(或平稳的)特征参量的方法显然难以全面描述其动态变化特性。若能基于人体生物信号对其动态演变过程实现准确建模,并将这种动力学建模结果作为生物信号的动态特性进行提取,显然将对生物信号深度分析识别有很大的帮助。本文拟基于确定学习理论这一动态模式建模与识别的新方法,对人体生物信号进行动力学建模,提取时变生物信号中的动力学特性(非线性系统动态),突破已有方法中仅提取信号时频特征、统计特征的局限,对信号中微小的变异性进行更为敏感的检测,以达到人体生物信号准确建模与快速识别的目的。结合课题组承担的科研项目,研究了确定学习理论在两类典型的人体动态生物信号――步态信号和体表心电信号中的具体应用,验证确定学习这一动态环境下建模与识别方法在人体生物信号建模识别中的有效性。在前人工作的基础上,本文主要成果和创新点概述如下:1、本文具体阐述了基于确定学习理论的人体生物信号建模与识别的基本方法、适用条件以及应用思路。满足回归(即周期、类周期)特性的一类人体生物信号本质上是由非线性动力学系统产生的非平稳信号,都有其内在动力学模型和动力学机制,而并非完全随机的。这种动力学特性可用微分方程、偏微分方程进行描述。而确定学习理论正是针对微分方程描述,在满足持续激励条件下,径向基函数(RBF)神经网络可在回归生物信号轨迹领域内实现对其非线性系统动态(动力学特性)的局部准确的神经网络逼近(局部准确建模)。建模结果以常值RBF神经网络权值的方式存储,可用于后续分析单个个体建模所得常值权值所蕴藏的动力学规律以及不同个体(人体)建模所得常值权值之间的差异性。信号本身不能发现的规律,在动力学特征中有可能更加敏感地体现和反映,因而可以提供信号本身难以提供的宝贵信息。2、本文基于确定学习理论及动态模式识别方法,研究了人体步态信号的识别问题。步态信号来源于人体的整体运动,是一种随时空动态变化的人体生物信号,其建模与识别涉及到的数据处理量大,计算复杂度高,因而选择最能表现步态特性的特征组合进行准确的建模是步态识别中的关键问题。我们首先针对CASIA-B步态数据库中的动态步态信号,构建确定学习机制下的RBF神经网络。在满足持续激励条件的情况下,实现了对两类重要步态特征(基于模型特征和基于轮廓特征)的非线性步态系统的动力学特征建模以及步态准确识别。在项目组前期步态研究的工作基础上,本文以特征融合、视角融合为切入点,针对轮廓特征中应对步态条件改变时鲁棒性不强的问题,通过双视角融合,综合两个自由度下的步态运动信息,提出了视角融合下的步态鲁棒识别方法。实验结果表明,所提方法即便在复杂的步态条件变化下仍取得良好的识别效果,鲁棒性能大大增强。进一步,针对模型特征提取过程困难、计算量大的问题,通过结合Kinect数据流与特征融合技术,提出了Kinect数据流下的实用步态识别方法。在前期步态识别原型系统的基础上,利用高性能软硬件开发集成步态识别改进系统,在权威的步态数据库及真实环境下检验算法的可靠性和准确性。实验结果表明,所提方法可以有效实现人体步态的识别。3、本文研究了基于确定学习理论的人体体表心电信号建模及其在心肌缺血早期检测中的应用。人体体表心电信号是一种周期性的电生理信号,正常情况下呈现的是规律性、特征性信号,而心脏缺血病变下呈现的则是病态信号。临床医学上基于体表心电信号进行心肌缺血检测的准确率不高,许多冠心病/心肌梗塞患者的心电图为正常或大致正常。因此,运用工程技术方法挖掘体表心电信号中的内在特征,对冠心病/心肌梗塞患者进行心肌缺血早期检测是一个重要而困难的问题。本文改进并利用了项目组提出的心肌缺血早期检测技术――心电动力学图,在中国医学科学院阜外医院开展了首次严格的心电动力学图技术临床试验。纳入疑似冠心病且行冠脉造影检查患者为研究对象,采集患者体表心电图并提取其中的ST-T段信号。基于确定学习理论对心电信号的逐拍变化快慢规律(即动力学特征)进行准确建模,并将这种建模结果作为其动态特征进行提取,三维可视化为心电动力学图。以冠脉造影结果作为冠心病检测金标准,验证心电动力学图在心电图大致正常的疑似冠心病患者中检测心肌缺血的临床效果。试验结果显示,心电动力学图在421位心电图大致正常的疑似冠心病患者中检测心肌缺血的准确度为84.6%,敏感度为84.7%,特异度为83.7%,这表明在心电图正常的患者中,心电动力图可以实现心肌缺血的早期准确检测。进一步地,通过扩大受试者的入选标准,检验心电动力学图在更大住院人群中的临床试验效果。试验结果显示,心电动力学图与心电图联合诊断的准确度为91.0%,敏感度为92.1%,特异度为84.2%。在项目组前期工作的基础上,完善了心肌缺血早期辅助诊断系统及其配套数据管理系统。所提方法成功将工程技术应用于医学诊断中,由于其无创、经济、方便,因此有望成为缺血性心脏病早期检测的筛查工具。综上所述,本文研究分析了基于确定学习理论的回归性人体生物信号建模识别及其在步态、心电信号中的应用。在满足持续激励条件下,确定学习理论可以对一类用微分/偏微分方程描述的人体生物信号实现非线性系统动态的准确建模。步态信号是人体外在整体运动的动态信号,而体表心电信号则是反映了人体内在电生理的动态变化信号。为了验证确定学习方法在人体生物信号建模识别中的有效性,分别研究了对这两类信号的建模识别及其应用研究。
刘济全[5]2002年在《医学对象的可视化研究》文中指出在人类与疾病的斗争过程中,必然要求从人体获取各种各样尽可能丰富的、反映人体各种生理、病理状态的解剖及功能信息。由于人类在依靠视觉获取信息方面具有超常的能力,以视觉信息的形式来体现各类医学对象中所包含的丰富隐含信息,在临床对疾病的诊断、治疗以及科研教学活动中具有重大的意义。现代医学影像技术的发展,使得从人体上获取的信息越来越详实,极大地丰富了医学对象的内容。对于这些信息的利用,传统的方法往往是观察者根据胶片或者数字形式的二维图像,依靠“在头脑中进行三维对象重现”来进行分析和诊断。然而,要准确地把握分析对象的生理病理性质、空间几何特征及其与周围生物组织之间的空间关系,仅凭这种传统方法是极为困难的。计算机技术以及科学计算可视化的迅猛发展,使得人们可以通过可视化的方法,以一种直观、逼真、有效的形式对各种医学对象中丰富的隐含信息加以利用。医学对象可视化就是通过对具有空间特性的医学对象在静态或动态三维空间中进行处理,以视觉信息的形式充分反映出医学对象中丰富的隐含信息,在临床诊断、治疗以及科研教学中有着广泛的应用前景。近年来,医学对象可视化的研究一直是国际上的研究热点之一。 虚拟心脏模型提供了心电正问题和逆问题的研究和应用基础,虚拟内窥镜由于其非侵入性的特点具有传统内窥镜无可比拟的优势。采用可视化的方法对这两个医学对象进行研究是医学对象可视化中的重要内容。 本文的主要内容是针对医学对象可视化的要求,设计和实现一个医学对象实时可视化系统及技术平台,并在这个平台上对虚拟心脏模型医学对象和虚拟内窥镜医学对象的可视化进行研究。具体来说,研究工作主要包括: 从医学对象所涵盖的内容及其分类对医学对象进行了深入的分析和讨论。 综述了医学对象可视化的发展历史、研究内容、研究现状、发展趋势以及医学对象可视化系统的研究内容及其应用,并着重介绍了医学对象可视化的主要基础算法。 针对目前医学对象可视化系统中绘制和交互实时性较差的问题,从系统结构和技术实现上,对先进的可视化软件工具集VTK以及实时体绘制硬件系统VolumePro进行了深入的分析,由此给出了基于VTK和VolumePro软硬件综合的医学对象实时可视化系统及技术平台解决方案。 基于该解决方案,设计并实现了一个通用的医学对象实时可视化系统及技术平台4DView。4DView提供了Marching Cubes、Dividing Cubes等 l 加j以夯@¥M③wOWMW%@ig&&Z. 面绘制算法和各种体绘制算法,如光线投射、纹理映射以及VohimePro 所采用的算法等,能够实现高效的实时绘制和交互特性。此外,4DView 还具备了很好的可扩展性和开放性,能够作为研究理论方法和验证结果 的科研平台。 + 针对医学对象可视化过程操作复杂、对专业知识要求高的问题,4DView 初步设计和实现了显示协议,为目前可视化系统存在的这些问题寻求到 了一种可能的解决方案。 .在4DView平台上,对LFX虚拟心脏模型这一特殊的医学对象的可视 化进行了开拓性的研究,初步完成了虚拟心脏可视化的工作。通过体元 映射法和顶点投影映射法实现了该医学对象模型本身以及两个关键仿 真结果——心电兴奋时序图和体表电位图的可视化,从而将该医学对象 从一个数学模型拓展成了物理可视化模型,使得该模型更为接近真实的 人体心脏。 .对虚拟内窥镜技术进行了深入的研究,在4DVew平台上创建了基于体 绘制的虚拟内窥镜原型系统,并提供了基于标准数据和实际临床数据的 可视化结果。 总而言之,虽然目前国际上存在很多可视化系统,但普遍存在绘制和交互实 时性较差、操作复杂和对专业知识的要求高等弊端。本文通过给出基于VTK和 VolumePro软硬件综合的解决方案,在普通计算机上实现了医学对象实时可视化 系统及技术平台4DVew,并在4DView上对显示协议进行了初步设计和实现, 为以上这些问题的解诀寻求到了可能的方案。通过在LFX虚拟心脏模型中引入 可视化技术,将该模型从一个数学模型拓展成了物理可视化模型,使得其仿真效 果更为接近真实的人体心脏。最后,在4DVew平?
佚名[6]2011年在《自动化技术、计算机技术》文中研究说明TP112011011954一般成本环境下分散式多工厂资源调度/陈胜峰,蔚承建(南京工业大学信息科学与工程学院)//信息与控制.―2010,39(5).―640~645.研究多工厂一般成本结构特征,即工厂含有固定成本和单位成本,提出了一种分散式多工厂资源调度方法,该方法使用基于连续双向拍卖市场机制的ZI2策略。ZI2策略是一种包含价格和数量的二维报价策略,agent采用该策略在给定价格范围内随机提交报价。模拟实验结果验证了ZI2策略可以实现较高的调度效率,整体平均效率达到90%。图2表8参10
欧阳柳[7]2012年在《地理栅格数据并行访问技术研究与实现》文中研究指明随着对地观测技术的长足发展,海量地理空间数据日益增长,地理计算也越来越呈现出数据密集型和计算密集型的特点。如今以并行计算集群、多核处理器为代表的新型硬件设施逐渐成为主流,它们为复杂地理计算提供了高性能的计算能力。然而,I/O性能的增长并没有跟上计算性能的增长步伐,从而限制了对海量空间数据的处理能力,成为影响复杂地理计算整体性能的瓶颈,所以对并行地理计算中I/O问题的研究具有重要的意义和价值。本文围绕“面向地理栅格数据的并行访问技术”这一主题,从以下几个方面展开了深入研究。首先,通过研究地理计算的特点,分析并行处理中数据I/O模式的读写时间、数据划分时间和通信时间之间的关系,建立了地理计算中数据I/O的代价模型,并通过实验分析比较了分发收集式和并行I/O两种代价模型的特点,为设计和实现地理栅格数据处理的并行访问方法提供了理论和实验依据。其次,分析现有并行文件存储模型的特点及其适用条件,针对复杂地理计算任务的特点,设计面向地理栅格数据的并行访问模式,设计了支持多源地理栅格数据的抽象数据模型,并实现了地理栅格数据并行访问接口,为复杂地理计算算法的开发提供支持。再次,基于并行访问模式,提出了面向地理栅格数据的并行I/O框架,设计实现了地理栅格数据并行访问算法,提供了一种复杂地理计算算法中数据并行I/O的编程模式,并通过实验验证了并行I/O模型能够提高地理计算算法的整体性能。最后,论文基于并行集群环境,实现了地理栅格数据并行I/O访问技术在数字地形分析和地图可视化中的应用,并通过实验验证了算法的正确性和高效性。综上所述,通过对面向地理栅格数据的并行访问技术进行研究,有效地改善了地理栅格数据的访问效率,为大幅度提升并行地理计算的整体性能提供技术支撑。
赵勇[8]2011年在《基于几何代数表示原理的时间序列模式分类问题研究》文中指出时间序列广泛存在于科学实验、经济金融、工业控制以及生物医学等各个领域。快速、有效的分析时间序列类型数据,挖掘其背后蕴含的信息有助于揭示事物发展变化规律,为正确认识事物本质和科学决策提供依据。时间序列数据挖掘作为数据挖掘的一个重要分支,具有重要的理论研究价值和现实应用意义。时间序列的模式分类是时间序列数据挖掘的重要任务之一。合理的时间序列表示是实现正确分类的前提和基础。针对目前时间序列的表示主要采用基于数值的串行方法,无法提取特征之间的关联信息,不能实现有效降维的问题,本文提出基于几何代数表示原理的时间序列模式分类方法。该方法将时间序列的多个特征嵌入几何代数空间进行并行表示与并行处理,实现了多特征的有效融合。具体主要完成以下三方面工作:首先研究单变量和多变量时间序列的多向量特征几何代数嵌入表示一般化模型;基于所提出模型,在对原始时间序列进行小波包多尺度分析基础上,提取四个节点的小波包系数特征并嵌入四元数并行表示;采用四元数主成分分析算法进行多尺度特征序列的并行降维处理,再对得到的四元数主成分进行几何积运算,利用几何积反映特征之间的关联信息。针对正常和癫痫两类脑电时间序列进行分类实验,讨论四元数主成分个数和小波类型对模式分类结果的影响,并与传统时间序列串行特征表示与提取方法进行对比。然后进行时间序列多维特征几何对象表示与几何结构特征提取方法研究。该方法将原始时间序列进行子空间划分,在每个时序子空间提取多维度特征并映射为高维空间中的点,将代表多子空间的特征点构成高维特征空间的几何对象表示。研究利用几何代数语言描述特征空间几何对象并利用几何代数运算法则提取几何结构特征的方法。在二维空间和三维空间构建心电信号的多形态特征三角形表示,确定最有效的几何结构特征参数,针对MIT/BIH心律失常数据库中五类心电时间序列进行模式分类。最后研究时间序列多特征四元数融合符号化表示与符号熵特征提取问题。给出时间序列多个高阶累积量几何代数嵌入表示方法,将高阶累积量嵌入四元数并行表示;计算四元数分量矩阵的2-范数值和行列式值作为多个高阶累积量的融合;基于符号聚合近似算法对融合特征值序列进行符号化表示并提取符号熵特征。针对失神性癫痫大鼠三个不同状态的脑电时间序列进行分类实验研究,给出不同脑电节律在癫痫发作不同状态下高阶累积量融合特征符号序列和符号直方图表示,讨论不同符号化参数时三类脑电信号的四元数融合符号熵特征。研究结果表明,本文提出的基于几何代数表示原理的时间序列模式分类方法能够简洁的并行表示原始时间序列的多个特征并进行有效融合,以此来实现正确的模式分类。几何代数可以作为时间序列数据挖掘一个新的数学工具,应用于其他更多领域的时间序列模式分类问题。
佚名[9]2010年在《自动化技术、计算机技术》文中研究表明TP112010051942输出耦合的复杂网络自适应牵制同步/樊春霞,蒋国平(南京邮电大学自动化学院)//应用科学学报.―2010,28(2).―203~208.针对输出耦合复杂网络的同步控制,提出一种自适应牵制控制方法以实现复杂网络同步。不同于现有同步控制方法,该方法利用节点输出变量构造同步控制器,只需控制网络中的部分节点就可根据同步误差自适应
参考文献:
[1]. 心电活动的可视并行计算模型[D]. 朱浩. 第一军医大学. 2000
[2]. 虚拟心脏解剖及电生理数学建模[D]. 张宇. 浙江大学. 2009
[3]. 心室三维可视化及心电仿真建模[D]. 喻德旷. 第一军医大学. 2005
[4]. 基于确定学习的人体生物信号建模识别及其应用研究[D]. 邓木清. 华南理工大学. 2017
[5]. 医学对象的可视化研究[D]. 刘济全. 浙江大学. 2002
[6]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2011
[7]. 地理栅格数据并行访问技术研究与实现[D]. 欧阳柳. 国防科学技术大学. 2012
[8]. 基于几何代数表示原理的时间序列模式分类问题研究[D]. 赵勇. 燕山大学. 2011
[9]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2010
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