智能感知與信息處理研究所

一、研究所簡介

智能感知與信息處理研究所由副教授、青年博士7人組成，團隊負責人為高永彬。近年來，團隊成員先後獲得國家自然科學基金、上海市科委重點項目子課題、十三五裝備預研基金項目、上海市自然科學基金面上項目以及中國商飛、振華重工等大型國企的委托項目。致力於智慧醫療、三維視覺等人工智能領域的研究。

二、團隊負責人

團隊負責人高永彬是上海市晨光學者，碩士生導師，自2013年起獲得國家基金委公派資助，於韓國全北國立大學獲得博士學位。發表包括Information Sciences, Pattern Recognition Letters, ICME等知名期刊/會議論文40余篇，其中SCI檢索17篇，EI檢索5篇。2017年回國後，加入恒达平台，主持國家青年基金項目/省部級項目4項，並作為主要技術負責人參與國家基金委重點項目，上海市科委重點項目。同時，積極推進產學研合作，上海振華重工集團、上海掌騰智能科技有限公司(技術顧問)、上海基於深度學習的人工智能技術在胃癌診斷中的應用目的在於構建和驗證一個用於早期胃癌自動識別的深度學習模型，提高早期胃癌的識別和診斷水平。

3.基於三維眼震檢測的眩暈智能診斷系統---與復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院合作及上海誌聽醫療科技有限公司

在前庭功能檢查器械領域，主流前庭功能檢查技術皆依托檢查不同條件下眼球的移動情況進而推斷受試者的前庭功能，其主要檢查功能為前庭眼反射，也是外周前庭在保持平衡過程中最為重要的功能。代表的檢查有視頻眼動電圖、甩頭試驗、前庭自旋轉檢查以及良性陣發性位置性眩暈（BPPV，俗稱耳石症）的動態位置試驗等，其中最為特殊的是BPPV的檢查：在早期無器械輔助情況下，醫生在床旁進行動態位置試驗，將受試者身體和頭部擺至檢查或治療的體位，通過肉眼觀察受試者眼球運動情況判斷病情。手法檢查與復位容易受諸多因素製約影響檢查或治療效果；例如患者睜眼看見周圍物體後眩暈感會更加強烈，實踐中常常因患者難以睜眼不能觀察到患者的眼球運動，此外，許多患有頸椎疾病或腰椎疾病患者無法配合一些幅度大的檢查或治療動作，使診療無法順利進行。

本項目基於大數據的深度學習算法提取足夠的BPPV眼震特征，對主要幾種類型（水平半規管管石型BPPV，後半規管BPPV等）的BPPV進行有效識別和分型，指導基層醫院對BPPV進行科學合理的診治。其特色和創新點：

（1）擺脫傳統BPPV醫生個人經驗性診療的方式，首次提出以數據形式為BPPV診療提供最為客觀的證據。（2）結合三維眼震（水平、垂直方向結合扭轉方向眼震）與轉椅位置多種參數加入BPPV診療分析。（3）基於大量實際病例與臨床一線醫生權威診斷資料的大數據分析。（4）國內乃至全世界唯一同時擁有能滿足智能診療數據搜集需求的BPPV診療硬件與軟件：能自由控製速度加速度和能擺動精準體位的診療轉椅，以及能1080p高清條件記錄眼球運動的紅外眼罩，結合能實時記錄與分析瞳孔二維位置的軟件系統，手機端可記錄眼震和陀螺儀同步位置的Verti-Mobile app。

    4.基於無人機的智能缺陷檢測系統---與中國商飛上海飛機製造有限公司合作

無人機自動巡航，研究融合 UWB無線定位、視覺定位和激光定位等多種傳感器的信號實現無人機的定位與導航方案。該方案應具有障礙物的三維檢測功能，獲取障礙物在三維地圖中的具體位置以及大小信息，實現障礙物的精準避障。對基於無人機的飛機表面噴漆智能檢測系統的定位和導航精度進行測試分析，改進和優化設計。

基於神經網絡的漆面缺陷檢測，針對飛機表面噴漆缺陷的規範要求，建立缺陷數據庫，開發適用於飛機表面噴漆檢測的機器學習模型。設計卷積神經網絡的結構，包括卷積、池化，歸一化，全連接層的數量和順序。設計合適的損失函數，用來對卷積網絡處理後的特征圖進行分類，從而判斷任意位置是否存在缺陷，缺陷屬於何種類型。開發一套檢測軟件，該軟件集成有機器學習算法、人機交互界面及可視化功能。

    5．基於激光與視覺融合的三維目標檢測系統---與上海市振華重工集團合作

提供基於相應硬件平臺的基於計算機視覺與激光融合的目標檢測識別算法，該算法能夠完成對應場景內目標物體的實時檢測與定位，並給出目標物體的大小，位置等特征信息，並將相關視頻及激光數據進行保存以供後續查閱校對。

    6.智能三維巡檢無人車

智能三維巡檢無人車通過自主研發的激光與視覺融合的自主定位導航技術、三維建圖技術、視頻直播技術，能夠實現電力、工廠、以及通航機場的全自動、無軌化、智能化、三維化的人員識別、目標識別、行為識別、設備異常監控等巡檢任務。通過自主研發的激光與視覺的深度融合，能夠實現高精度的定位導航、高精度的三維建圖、高精度的三維目標識別、高精度的動態感知。替代人工日常巡檢中的繁、難、險和重復性的工作。

五、團隊活動

1.邀請MICCAI Society board member加拿大李碩教授進行學術指導交流

2019年10月28日，應恒达平台、科研處、智能感知與控製國際聯合實驗室的共同邀請，加拿大西安大略大學李碩教授來院交流，在現代交通工程中心7950會議室作了主題為“Bring Artifical Intelligence(AI) to Imaging”的學術報告，報告由高永彬老師主持，相關專業教師與研究生出席。

李碩教授主要闡述了人工智能(AI)給醫學實踐帶來的重要轉變。他表示，AI具有改變疾病診斷和治療的潛力，可以用來確保患者在正確的時間獲得正確的治療。李教授分享了他在開發創新AI工具和機器學習工具方面的經驗，用以應對日常臨床醫學成像領域的挑戰。講座結束後，李教授悉心為同學們答疑解惑，給大家留下深刻印象。

據介紹，李碩，博士，加拿大西安大略大學醫學影像和醫學生物物理學系副教授，Lawson Health Research Institute科學家。之前，他曾任GeneralElectric（GE）Healthcare的研究科學家和項目經理9年。李教授於2006年創立了倫敦數字影像小組，這是一個充滿活力且高度多元化的學科協作小組。李碩教授於2006年從Concordia大學獲得計算機科學學位，其博士學位論文獲得了工程和計算機科學系的doctoral prize。他發表論文100多篇，曾獲得GE、研究所和國際組織的多個獎項；他在該領域的一些著名期刊中擔任客座編輯和副編輯，同時在極具影響力的多個會議中擔任程序委員會委員。他是Springer六本書的編輯，MICCAI協會的董事會成員。2019年，他的10篇論文被MICCAI收錄。他將在2022年醫療影像頂會MICCAI會議上擔任大會主席，以及MICCAI society的board member。

2. 邀請中山大學張賀曄教授進行學術指導和交流

5月7日上午，應恒达平台、科研處、智能感知與控製國際聯合實驗室的邀請，中山大學張賀曄教授來院交流，做了題為“Computational Modeling and Machine Learning in Medical Image Computing”的學術報告，恒达院長方誌軍、相關專業教師與研究生參加，報告由高永彬老師主持。

張教授闡述了通過計算建模及圖像處理技術，從心臟影像中提取評估冠心病生理狀態的量化指標，並應用於臨床診斷的過程。報告結束後，張教授還悉心為同學們答疑解惑，為大家留下了深刻的印象。

據介紹，張賀曄教授主要從事健康信息學定量分析研究工作，以臨床健康信息需求為驅動，推動並發展了一系列健康信息定量分析的技術與方法。截止目前，發表學術論文78篇（第一或通訊作者41篇），其中SCI檢索論文42篇（第一或通訊作者23篇），包括國際頂級期刊MedicalImage Analysis 4篇（通訊作者），國際頂級會議MICCAI 12篇，4篇ESI高被引和一篇ESI熱點文章，主持一項NSFC聯合基金重點項目和面上項目，申請或授權中國發明專利5項，獲吳文俊人工智能科學技術創新獎三等獎（唯一人）。

3.邀請上海大學施俊教授進行學術指導和交流

2019年6月6日下午，應恒达平台、科研處、智能感知與控製國際聯合實驗室的邀請，上海大學施俊教授來校交流，在行政樓506作了題為“面向不同模態醫學影像小數據集的深度學習方法研究”的學術報告，報告由高永彬老師主持，師生20余人聆聽報告。

施俊教授主要闡述了三種醫學影像模態所研究的機器學習方法：（1）面向超聲成像的腫瘤智能診斷，重點介紹遷移學習方法研究；（2）面向神經影像數據的機器學習方法研究；（3）基於無監督深度學習的病理圖像分類。講座結束後，施俊教授還悉心為同學們答疑解惑，給大家留下深刻印象。

據介紹，施俊教授，中國科學技術大學電子工程與信息科學系本碩博連讀，2005年獲生物醫學工程博士學位，讀博期間曾任香港理工大學研究助理。主持了國家自然科學基金面上基金項目、青年基金項目等國家級項目，合作主持國家自然科學基金重大科研儀器研製項目、國家自然科學基金重點項目，以及主持上海市自然科學基金項目、科委、教委項目等多項項目。已發表SCI論文四十余篇，包括IEEE TBME、IEEE JBHI、IEEE TNNLS、Pattern Recognition、UMB等期刊，以及高被引論文1篇，授權專利2項。為中國醫學裝備協會超聲裝備分會常務委員、中國信息協會醫療衛生和健康產業分會醫學人工智能學組常務委員、中國影像AI產學研用創新聯盟理事。