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申请/专利权人：中国计量科学研究院

摘要：公开了一种血培养仪通用型全自动校准装置及方法。该装置包括：数据采集系统、数据接收处理系统和辅助支撑系统；其中，所述数据采集系统包括若干校准单元，每个所述校准单元包括壳体组件、安装于所述壳体组件的充电接口、集成式温度和照度传感器和校准单元电路模块；所述数据接收处理系统包括计算机主机和电连接于所述计算机主机的显示模块；所述辅助支撑系统包括盛放箱体和安装于所述盛放箱体的箱体电路模块。这样，可以通过精确的校准提高血培养仪的测量精度，减少误差。

主权项：1.一种血培养仪通用型全自动校准装置，其特征在于，包括：数据采集系统、数据接收处理系统和辅助支撑系统；其中，所述数据采集系统包括若干校准单元，每个所述校准单元包括壳体组件、安装于所述壳体组件的充电接口、集成式温度和照度传感器和校准单元电路模块；所述数据接收处理系统，包括计算机主机和电连接于所述计算机主机的显示模块；所述辅助支撑系统，包括盛放箱体和安装于所述盛放箱体的箱体电路模块；所述校准单元电路模块，包括：数据获取单元，用于获取由多个所述集成式温度和照度传感器采集的温度值；空间拓扑矩阵获取单元，用于获取多个所述集成式温度和照度传感器之间的空间拓扑矩阵，其中，所述空间拓扑矩阵中非对角线位置上各个位置的值用于表示相应两个集成式温度和照度传感器之间的空间距离；样本关联特征提取单元，用于提取多个所述集成式温度和照度传感器采集的温度值的样本关联特征以得到温度间关联模式特征向量；拓扑特征提取单元，用于提取所述空间拓扑矩阵的拓扑特征以得到空间拓扑特征矩阵；以及温度校正测量估计值生成单元，用于基于所述温度间关联模式特征向量和所述空间拓扑特征矩阵的映射融合交互特征，生成温度校正测量估计值；所述样本关联特征提取单元，包括：向量化子单元，用于将多个所述集成式温度和照度传感器采集的温度值按照样本维度排列为温度输入向量；以及温度间隐含关联模式特征提取子单元，用于将所述温度输入向量通过基于一维卷积层的温度间隐含关联模式特征提取器以得到所述温度间关联模式特征向量；所述拓扑特征提取单元，用于：将所述空间拓扑矩阵通过基于卷积神经网络模型的传感器间空间拓扑特征提取器以得到所述空间拓扑特征矩阵；所述温度校正测量估计值生成单元，包括：空间映射融合子单元，用于使用空间映射融合器来对所述空间拓扑特征矩阵和所述温度间关联模式特征向量进行处理以得到拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量；以及解码子单元，用于将所述拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量通过基于解码器的温度校正测量估计值生成器以得到温度校正测量估计值；所述空间映射融合子单元，包括：第一卷积二级子单元，用于将所述温度间关联模式特征向量通过点卷积层以得到第一卷积特征向量；第一修正二级子单元，用于将所述第一卷积特征向量通过基于ReLU函数的修正线性单元以得到第一修正卷积特征向量；第二卷积二级子单元，用于将所述第一修正卷积特征向量通过点卷积层以得到第二卷积特征向量；第二修正二级子单元，用于将所述第二卷积特征向量通过基于Sigmoid函数的修正线性单元以得到第二修正卷积特征向量；卷积编码二级子单元，用于将所述空间拓扑特征矩阵通过CNN模型以得到高维隐含特征图；以及融合二级子单元，用于融合所述第二修正卷积特征向量与所述高维隐含特征图以得到所述拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量；所述解码子单元，用于：使用所述基于解码器的温度校正测量估计值生成器的多个全连接层以如下解码公式对所述拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量进行解码回归以获得所述温度校正测量估计值，其中，所述解码公式为：其中，V1是所述拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量，Y是所述温度校正测量估计值，M1是权重矩阵，B是偏置向量，表示矩阵乘法，h·为激活函数；所述血培养仪通用型全自动校准装置还包括用于对所述基于一维卷积层的温度间隐含关联模式特征提取器、所述基于卷积神经网络模型的传感器间空间拓扑特征提取器、所述空间映射融合器和所述基于解码器的温度校正测量估计值生成器进行训练的训练模块；所述训练模块，包括：训练数据获取单元，用于获取训练数据，所述训练数据包括由多个所述集成式温度和照度传感器采集的训练温度值、多个所述集成式温度和照度传感器之间的训练空间拓扑矩阵，以及，温度校正测量估计值的真实值；训练温度间隐含关联模式特征提取单元，用于将多个所述集成式温度和照度传感器采集的训练温度值按照样本维度排列为训练温度输入向量后，将所述训练温度输入向量通过所述基于一维卷积层的温度间隐含关联模式特征提取器以得到训练温度间关联模式特征向量；训练传感器间空间拓扑特征提取单元，用于将所述训练空间拓扑矩阵通过所述基于卷积神经网络模型的传感器间空间拓扑特征提取器以得到训练空间拓扑特征矩阵；训练空间映射融合单元，用于使用所述空间映射融合器来对所述训练空间拓扑特征矩阵和所述训练温度间关联模式特征向量进行处理以得到训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量；解码损失函数值生成单元，用于将所述训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量通过所述基于解码器的温度校正测量估计值生成器以得到解码损失函数值；以及损失训练单元，用于以所述解码损失函数值来对所述基于一维卷积层的温度间隐含关联模式特征提取器、所述基于卷积神经网络模型的传感器间空间拓扑特征提取器、所述空间映射融合器和所述基于解码器的温度校正测量估计值生成器进行训练，其中，在所述训练的每一轮迭代中，对所述训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量进行校正；在所述训练的每一轮迭代中，以如下校正公式对所述训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量进行校正以得到校正后训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量；其中，所述校正公式为： 其中，V是所述训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量，vi是所述训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量的第i个特征值，和分别是所述训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量V的1范数和2范数的平方，L是所述训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量V的长度，且ω是权重超参数，vi是所述训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量V的特征值，log[·]表示以2为底的对数函数，vi′是所述校正后训练拓扑信息掺杂温度间关联模式特征向量的第i个特征值。

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