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基于影像的脑网络组算法与软件平台研究

作 者: 汪志军
导 师: 蒋田仔
学 校: 电子科技大学
专 业: 生物医学工程
关键词: 脑网络 复杂网络 工具箱 可视化 WEB
分类号: O157.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 13次
引 用: 0次
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内容摘要


人脑是个复杂而又神秘的系统,它由数百亿个神经元构成。研究大脑的有效方法之一就是通过脑网络。脑网络由相互连接,共同协作的脑区构成。研究发现精神病患者和普通人之间脑网络有显著不同。这表明脑网络研究具有十分总要的价值。然而,当前计算脑网络的软件具有一些弊端,例如用户图形接口不友好,三维可视化效果差,计算耗时等问题。本文的主要工作在于研发了三种软件用于解决上述问题。基于MATLAB开发的脑网络计算软件具有一个简约设计的GUI,它使得普通用户也可以方便地计算脑网络的各种属性。该软件是以Matlab工具箱存在,它提供大量的计算脑网络属性的函数库,可以很方便的计算脑网络的各种不同的属性值,并且该软件会根据当前的脑网络模式自动选择最佳的计算方法,用来减少计算时间。基于VTK技术的软件可以方便地对脑网络的结构进行三维可视化,利用VTK技术进行三维渲染可以加快渲染速度。它可以显示脑网络的三维拓扑图,将脑网络直观的显现出来,方便观察。它也提供了修改脑网络特性的功能,比如可以修改脑网络节点的颜色、大小等。基于WEB的脑网络软件不仅具备GUI和三维可视化能力,它还能将客户端的脑网络计算迁移到服务器端。利用并行计算技术和分布式计算技术,它可以节省计算时间。它的最大特点是跨平台,它可以在不同机器、系统上使用。它可以在客户端显示脑网络的三维拓扑图,也可以计算脑网络的一些属性值。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
  1.3 本文的研究内容及创新点  13
  1.4 研究的意义  13-15
  1.5 论文的章节结构安排  15-17
第二章 脑网络组介绍  17-21
  2.1 脑网络组的基本概念  17
  2.2 网络结构表示方法  17-20
    2.2.1 拓扑图表示法  17-19
    2.2.2 矩阵表示法  19-20
  2.3 本章小结  20-21
第三章 脑网络组的算法分析  21-28
  3.1 复杂网络算法理论  21-25
  3.2 复杂网络算法在脑网络组中的应用  25-26
  3.3 脑网络的小世界特性  26-27
  3.4 本章小结  27-28
第四章 软件平台研究  28-52
  4.1 Matlab 计算工具箱  28-40
    4.1.1 程序函数设计与实现  28-33
    4.1.2 程序界面设计与实现  33-38
    4.1.3 工具箱实例测试  38-40
  4.2 脑网络组可视化应用  40-47
    4.2.1 软件具有的功能  41-42
    4.2.2 软件的使用方法  42-46
    4.2.3 数据格式文件说明  46-47
  4.3 脑网络组在互联网上的应用  47-51
    4.3.1 HTML5 技术  48-49
    4.3.2 互联网应用介绍  49-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章 脑网络组的分布式计算与并行化计算研究  52-59
  5.1 分布式计算介绍  52-53
  5.2 并行计算介绍  53-54
  5.3 分布式计算和并行计算实现过程  54-55
  5.4 仿真实验  55-58
    5.4.1 分布式计算仿真实验  55-57
    5.4.2 并行计算仿真实验  57-58
    5.4.3 综合仿真实验  58
  5.5 本章小结  58-59
第六章 总结  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-63

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中图分类: > 数理科学和化学 > 数学 > 代数、数论、组合理论 > 组合数学(组合学) > 图论
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