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联合单颗粒质谱与Score-CAM算法判定分析萎缩芽孢杆菌营养细胞和芽孢
1
作者
陈红
张宁
+2 位作者
杜耀华
詹晓波
程智
《质谱学报》
北大核心
2025年第2期175-186,I0002,共13页
萎缩芽孢杆菌(ATCC-9372)是一株重要的芽孢杆菌属菌株,利用单颗粒质谱技术区分萎缩芽孢杆菌营养细胞和芽孢的独特生化标志物,对理解其生物学特性和代谢途径具有重要意义。近年来,国内外单颗粒质谱技术取得了很大进展,但是,随着质谱数据...
萎缩芽孢杆菌(ATCC-9372)是一株重要的芽孢杆菌属菌株,利用单颗粒质谱技术区分萎缩芽孢杆菌营养细胞和芽孢的独特生化标志物,对理解其生物学特性和代谢途径具有重要意义。近年来,国内外单颗粒质谱技术取得了很大进展,但是,随着质谱数据处理算法的不断丰富,还未见联合先进的深度学习算法与单颗粒质谱技术区分不同状态萎缩芽孢杆菌的报道。本研究利用深度学习算法和分类模型可视化方法区分萎缩芽孢杆菌的营养细胞和芽孢,并从粒径和质谱离子特征角度进行分析。通过对比粒径发现,营养细胞的粒径大于芽孢,不同采样时间点的营养细胞的粒径大小基本一致。另外,采用相同的方法建立用于训练及测试分类模型的数据集和用于评价模型分类稳定性的验证集,发现模型在测试集和验证集上的识别准确率均在99%以上;对Score-CAM结果中得分高的特征离子进行成分溯源分析,通过箱型图展现了这些特征离子信号强度的分布差异。本研究从生化角度对不同状态下的萎缩芽孢杆菌进行深入分析,可为质谱数据的处理分析提供思路和方法。
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关键词
单颗粒质谱
萎缩芽孢杆菌
营养细胞
芽孢
1D-CNN
score-cam
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职称材料
高光谱成像的草莓缺陷检测及可视化
2
作者
赵路路
周松斌
+3 位作者
刘忆森
庞锟锟
殷泽轩
陈红
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第5期1310-1318,共9页
草莓在采摘、运输、贮藏、包装和销售过程中容易造成不同程度损伤与缺陷,如淤伤、冻伤,真菌感染等,给果农和销售商带来较大的经济损失。高光谱技术是光谱传感与视觉技术的结合,可实现水果各类品质缺陷的无损检测。然而,目前高光谱水果...
草莓在采摘、运输、贮藏、包装和销售过程中容易造成不同程度损伤与缺陷,如淤伤、冻伤,真菌感染等,给果农和销售商带来较大的经济损失。高光谱技术是光谱传感与视觉技术的结合,可实现水果各类品质缺陷的无损检测。然而,目前高光谱水果检测的建模方法仍存在两个方面的问题:首先,输入信息主要采用平均光谱为主,对高光谱的图像信息利用不足;其次,目前卷积网络已成为高光谱信息处理的发展趋势,但卷积网络存在感知域较小,难以获得谱段或图像信息的长程关系。为解决上述问题,实现多种草莓缺陷的准确检测与识别,提出空间光谱变换网络(SSTN)对四类(健康、瘀伤、冻伤、感染)草莓的近红外高光谱数据(900~1700 nm)进行分类。SSTN以Vision Transformer(ViT)网络为主体,将高光谱数据块进行位置编码作为输入信息,从而实现“图谱联合”建模,其内部的多头注意力机制还可捕获长距离谱段/图像关系。实验方面,以128个健康、128个淤伤、128个冻伤、118个感染,共计502个草莓作为样本,按照1∶1的比例随机划分训练集和测试集,进行分类建模实验。结果显示,SSTN模型的分类准确率最高,达到99.20%,相比于一维卷积神经网络(1D-CNN)、二维卷积神经网络(2D-CNN)和注意力卷积网络(CBAM-CNN),精度分别提升了3.8%、3.3%及1.5%。为了能够进一步可视化各类草莓缺陷的具体位置,将训练好的2D-CNN、CBAM-CNN和SSTN模型分别与Score-CAM结合进行可视化。缺陷可视化结果显示,CBAM-CNN模型中的卷积注意力机制能够提升缺陷定位的准确性,而具有多头注意力机制的SSTN模型结合Score-CAM获得最佳的可视化效果,能够准确的显示出缺陷的位置和缺陷形状轮廓。该研究为建立一种快速、无损、自动化的草莓缺陷检测方法提供参考。
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关键词
草莓缺陷
高光谱
score-cam
可视化
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职称材料
基于UG的PET吹瓶机开合模系统动力学仿真研究
被引量：
1
3
作者
唐伟强
聂世涛
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2009年第9期51-54,108,共5页
聚对苯二甲酸乙二脂(PET)吹瓶机开合模凸轮机构的动力学性能是影响吹瓶机稳定性的重要因素之一,同时也是影响吹瓶机生产速度的主要因素。首先利用UG NX3.0进行虚拟样机动力学模型的建立与求解,然后运用UG NX3.0运动分析后处理模块进行...
聚对苯二甲酸乙二脂(PET)吹瓶机开合模凸轮机构的动力学性能是影响吹瓶机稳定性的重要因素之一,同时也是影响吹瓶机生产速度的主要因素。首先利用UG NX3.0进行虚拟样机动力学模型的建立与求解,然后运用UG NX3.0运动分析后处理模块进行解算结果的图形显示。最后得出不同开合模凸轮曲线的动力学仿真结果,根据加权评分的方法,得出最适合的凸轮曲线类型——谐波组合凸轮曲线。
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关键词
开合模导轨机构
动力学仿真
加权评分
谐波组合凸轮曲线
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职称材料
题名
联合单颗粒质谱与Score-CAM算法判定分析萎缩芽孢杆菌营养细胞和芽孢
1
作者
陈红
张宁
杜耀华
詹晓波
程智
机构
军事科学院系统工程研究院
出处
《质谱学报》
北大核心
2025年第2期175-186,I0002,共13页
文摘
萎缩芽孢杆菌(ATCC-9372)是一株重要的芽孢杆菌属菌株,利用单颗粒质谱技术区分萎缩芽孢杆菌营养细胞和芽孢的独特生化标志物,对理解其生物学特性和代谢途径具有重要意义。近年来,国内外单颗粒质谱技术取得了很大进展,但是,随着质谱数据处理算法的不断丰富,还未见联合先进的深度学习算法与单颗粒质谱技术区分不同状态萎缩芽孢杆菌的报道。本研究利用深度学习算法和分类模型可视化方法区分萎缩芽孢杆菌的营养细胞和芽孢,并从粒径和质谱离子特征角度进行分析。通过对比粒径发现,营养细胞的粒径大于芽孢,不同采样时间点的营养细胞的粒径大小基本一致。另外,采用相同的方法建立用于训练及测试分类模型的数据集和用于评价模型分类稳定性的验证集,发现模型在测试集和验证集上的识别准确率均在99%以上;对Score-CAM结果中得分高的特征离子进行成分溯源分析,通过箱型图展现了这些特征离子信号强度的分布差异。本研究从生化角度对不同状态下的萎缩芽孢杆菌进行深入分析,可为质谱数据的处理分析提供思路和方法。
关键词
单颗粒质谱
萎缩芽孢杆菌
营养细胞
芽孢
1D-CNN
score-cam
Keywords
single particle mass spectrometry
Bacillus atrophaeus
vegetative cells
spores
1D-CNN
score-cam
分类号
O657.63 [理学—分析化学]
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职称材料
题名
高光谱成像的草莓缺陷检测及可视化
2
作者
赵路路
周松斌
刘忆森
庞锟锟
殷泽轩
陈红
机构
广东省科学院智能制造研究所
广东省现代控制技术重点实验室
出处
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第5期1310-1318,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(62275056)
广东省自然科学基金面上项目(2024A1515011628)
广东省科学院发展专项资金项目(2022GDASZH2022010108)资助。
文摘
草莓在采摘、运输、贮藏、包装和销售过程中容易造成不同程度损伤与缺陷,如淤伤、冻伤,真菌感染等,给果农和销售商带来较大的经济损失。高光谱技术是光谱传感与视觉技术的结合,可实现水果各类品质缺陷的无损检测。然而,目前高光谱水果检测的建模方法仍存在两个方面的问题:首先,输入信息主要采用平均光谱为主,对高光谱的图像信息利用不足;其次,目前卷积网络已成为高光谱信息处理的发展趋势,但卷积网络存在感知域较小,难以获得谱段或图像信息的长程关系。为解决上述问题,实现多种草莓缺陷的准确检测与识别,提出空间光谱变换网络(SSTN)对四类(健康、瘀伤、冻伤、感染)草莓的近红外高光谱数据(900~1700 nm)进行分类。SSTN以Vision Transformer(ViT)网络为主体,将高光谱数据块进行位置编码作为输入信息,从而实现“图谱联合”建模,其内部的多头注意力机制还可捕获长距离谱段/图像关系。实验方面,以128个健康、128个淤伤、128个冻伤、118个感染,共计502个草莓作为样本,按照1∶1的比例随机划分训练集和测试集,进行分类建模实验。结果显示,SSTN模型的分类准确率最高,达到99.20%,相比于一维卷积神经网络(1D-CNN)、二维卷积神经网络(2D-CNN)和注意力卷积网络(CBAM-CNN),精度分别提升了3.8%、3.3%及1.5%。为了能够进一步可视化各类草莓缺陷的具体位置,将训练好的2D-CNN、CBAM-CNN和SSTN模型分别与Score-CAM结合进行可视化。缺陷可视化结果显示,CBAM-CNN模型中的卷积注意力机制能够提升缺陷定位的准确性,而具有多头注意力机制的SSTN模型结合Score-CAM获得最佳的可视化效果,能够准确的显示出缺陷的位置和缺陷形状轮廓。该研究为建立一种快速、无损、自动化的草莓缺陷检测方法提供参考。
关键词
草莓缺陷
高光谱
score-cam
可视化
Keywords
Strawberry defects
Hyperspectral
score-cam
Visualization
分类号
O657.3 [理学—分析化学]
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职称材料
题名
基于UG的PET吹瓶机开合模系统动力学仿真研究
被引量：
1
3
作者
唐伟强
聂世涛
机构
华南理工大学机械与汽车工程学院
出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2009年第9期51-54,108,共5页
文摘
聚对苯二甲酸乙二脂(PET)吹瓶机开合模凸轮机构的动力学性能是影响吹瓶机稳定性的重要因素之一,同时也是影响吹瓶机生产速度的主要因素。首先利用UG NX3.0进行虚拟样机动力学模型的建立与求解,然后运用UG NX3.0运动分析后处理模块进行解算结果的图形显示。最后得出不同开合模凸轮曲线的动力学仿真结果,根据加权评分的方法,得出最适合的凸轮曲线类型——谐波组合凸轮曲线。
关键词
开合模导轨机构
动力学仿真
加权评分
谐波组合凸轮曲线
Keywords
opening and closing of mold guide agencies
dynamics simulation
weighted score
harmonic combination of cam curve
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
联合单颗粒质谱与Score-CAM算法判定分析萎缩芽孢杆菌营养细胞和芽孢
陈红
张宁
杜耀华
詹晓波
程智
《质谱学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
高光谱成像的草莓缺陷检测及可视化
赵路路
周松斌
刘忆森
庞锟锟
殷泽轩
陈红
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于UG的PET吹瓶机开合模系统动力学仿真研究
唐伟强
聂世涛
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2009
1
在线阅读
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职称材料
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