基于小波框架的散乱数据重构及其在计算生物中的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11771120
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0205.调和分析与逼近论
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In the past decades, signal restoration has become one of the most important research area in the fields of information theory, biologic science, engineering and medicine. Many mathematical methods have been successfully applied to investigate it. In a large number of practical applications, we need to reconstruct and interpret the analog signals based on minimal measurements, which are usually scattered data containing kinds of noises and degeneracy. This project will focus on practical problems in computational biology, such as coarse-grained molecular dynamic, free energy landscape, small angle X-ray scattering,etc., and investigate wavelet frame based scattered data reconstruction. According to the features of data in practical problems, first we formulate them as mathematical problems, then establish appropriate models and algorithms, and provide effective solutions to the practical problems. In the end, we extend our methods to other area, such as surface reconstruction. The project will also explore new theories and obtain more general results. Therefore, the research of this project is of great importance, for it not only enriches the theories of image restoration (2D regular grid data recovery) and compressed sensing (highly sparse discrete signal recovery), but also provides new ideas and methods to practical problems.
近十余年来,信号恢复问题被认为是信息科学、生命科学、工程领域以及医学领域的重要 研究内容,各种数学方法被成功地应用于该领域的研究中。在大量的实际问题中,人们需要通过尽可能少的观测值,通常为含有各种噪音和退化的散乱数据,来恢复、解释未知的连续信号。项目拟针对计算生物领域中的实际问题,如粗颗粒化分子动力学、自由能地貌图、小角X射线散射等,研究基于小波框架的散乱数据重构。首先我们针对实际问题中数据的特点将其从数学上进行抽象,再建立合适的模型和算法,为问题提供有效的解决方案。最后将数学方法进行拓展,并应用到其他领域,如曲面重构上。项目也将探索新的理论,获得更加一般的结果。这些研究内容不仅是对图像恢复(二维规则网格点数据恢复)、压缩感知(高度稀疏性离散信号恢复)等重要理论的实质性拓展,而且也为实际应用问题提供了新的思路和方法,具有重要的意义。

结项摘要

项目致力于研究基于小波框架的散乱数据重构理论及其在计算生物学等领域的应用。研究内容的第一部分以理论研究为主,根据散乱数据的物理性质,建立相应的函数逼近模型,分析模型解的逼近性质。研究内容的第二部分以算法和应用为主,主要考虑去噪算法以及如何逼近非光滑信号,保持其跳跃、间断等重要信息,并应用到计算生物、曲面重构等领域。研究工作按照计划有序展开,研究成果包括散乱数据函数逼近的理论研究和散乱数据去噪,建模,计算,分析等应用研究。.具体而言.1.首次将B样条小波框架系统应用于计算生物力拟合领域,建立了力拟合模型和重构算法。.2.提出基于小波框架的去噪和逼近模型,系统研究了模型解的逼近阶、模型偏差和降噪能力。.3.证明了随机采样数据重构平移不变空间函数的稳定性,并建立与重构算法矩阵条件数的联系。.这些成果推动了函数逼近,平移不变空间等数学理论的完善,也为相关的工业应用提供了理论基础和保障。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
基于小波框架方法的信号重构
  • DOI:
    10.13299/j.cnki.amjcu.002088
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    高校应用数学学报A辑(中文版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨建斌;陶薪竹
  • 通讯作者:
    陶薪竹
QUANTITATIVE CONVERGENCE ANALYSIS OF KERNEL BASED LARGE-MARGIN UNIFIED MACHINES
基于核的大裕量统一机的定量收敛性分析
  • DOI:
    10.3934/cpaa.2020180
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Communications on Pure and Applied Analysis
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Fan Jun;Xiang Dao-Hong
  • 通讯作者:
    Xiang Dao-Hong
Wavelet Frame-Based Fuzzy C-Means Clustering for Segmenting Images on Graphs
基于小波帧的模糊 C 均值聚类在图上分割图像
  • DOI:
    10.1109/tcyb.2019.2921779
  • 发表时间:
    2020-09-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Wang, Cong;Pedrycz, Witold;Li, ZhiWu
  • 通讯作者:
    Li, ZhiWu
Random sampling and reconstruction in multiply generated shift-invariant spaces
多重生成的平移不变空间中的随机采样和重建
  • DOI:
    10.1142/s0219530518500185
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Analysis and Applications
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Yang Jianbin
  • 通讯作者:
    Yang Jianbin
B-spline tight frame based force matching method
基于B样条紧框架的力匹配方法
  • DOI:
    10.1016/j.jcp.2018.02.024
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Journal of Computational Physics
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Yang Jianbin;Zhu Guanhua;Tong Dudu;Lu Lanyuan;Shen Zuowei
  • 通讯作者:
    Shen Zuowei

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其他文献

自适应遗传算法求解模糊作业车间调度问题
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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深度神经网络自适应中基于身份认证向量的归一化方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
    刘加
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  • 通讯作者:
    杨建斌
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    --
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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其他文献

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杨建斌的其他基金

基于小波分析方法的保特征函数逼近及其应用
  • 批准号:
    12271140
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    面上项目
无限支集的小波及其应用
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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