基于平均密度投影和平移高斯模型的肺结节检测与分割算法

针对 CT图像中肺结节与血管粘连导致分割困难的问题,提出了一种基于平均密度投影和平移高斯模型的肺结节检测与分割算法。首先通过对二维CT序列图像作平均密度投影(AIP),融合局部三维特征生成AIP图像,然后利用阈值分割和形态学方法对结节轮廓进行粗分割,最后通过建立平移高斯模型来拟合肺结节,从而实现对肺结节的精确分割。对30个血管粘连性肺结节CT图像的实验结果表明,本文算法与专业医师标记区域的面积交迭度达到91%,能够实现对粘连型肺结节的有效分割,但对于灰度较弱且体积较小的肺结节仍存在漏检的风险,需要后续进一步研究。     

肺结节自动检测算法研究

本文研究一种用于自动检测CT图像中肺结节的计算机辅助检测(CAD)算法.该算法首先从CT图像中分割出肺部区域,然后利用基于图像灰度分布的阈值方法提取出包含肺结节和血管的感兴趣区域(ROIs).在研究区分肺结节和血管的特征之后,利用基于规则的判别方法将感兴趣区域进行分类并提取出肺结节.运用本算法对232幅CT序列图像进行实验,实验结果表明运用该算法具有高达85%的检出率.     

一种CT图像的肺实质分割方法

为了实现计算机辅助诊断,解决自动化CT图像处理的问题,文中提出一种肺实质分割的算法.采用求直方图峰值间极小值的方法获取最优阈值,实现图像分割;在此基础上,采用空间滤波以及连通域标记法去除干扰得到肺实质区域.结果表明该方法能实现肺实质分割,解决了肺结节检测的预处理问题.     

面向肺癌CAD的CT图像疑似病灶检测算法

CT图像中疑似结节病灶区域的分割和提取是肺癌CAD系统的关键和难点.本文提出一种疑似结节病灶自动检测算法,首先对原始CT图像进行有效、准确的肺实质分割,根据肺结节、气管和血管具有不同的几何特征,构造了一组不同尺度的类圆形结构元素,采用多尺度形态学滤波方法对ROI进行初始分割,再根据各ROI的大小构造相应尺度的二维高斯模板,对各ROI区域进行自适应局部高斯模板匹配,以进一步剔除假阳性.实验结果表明,该算法可以有效地提取出CT图像中类圆形的疑似结节病灶,具有较高的灵敏度和较低的漏诊率,可以为医生诊断早期肺癌病灶提供辅助信息.     

基于多投影图像配准的肺结节检测算法

针对多投影图像的特点,提出一种利用同一病人多投影图像中相近位置的候选结节互信息的配准算法,由此来减少检测结果中假阳性结节的数目。通过对多投影图像中候选结节的初始检测与精确分割、特征提取与分类,完成候选结节的检测。此时,在敏感性为65%条件下,平均每张图像检测到的假阳性结节数目为11.3。再使用互信息对检测到的候选结节进行配准,并利用配准信息进一步去掉假阳性结节,平均每张图像检测到假阳性结节的数目降为1.9。即使实验数据大部分为小结节,且图像噪声大,对比度低,此检测结果仍然令人满意。因此,提出的多投影图像肺结节配准算法能有效提高结节的检测性能。     

基于三维卷积神经网络的低剂量CT肺结节检测

为提高早期肺癌筛查过程中肺结节的检出率,提出利用三维卷积神经网络进行低剂量CT肺结节检测。首先采用多方向形态学滤波算法对低剂量序列CT图像进行预处理;接着,利用改进三维区域生长与凸包算法相结合进行肺实质分割;然后提取三维候选结节,为了解决卷积神经网络对样本不平衡的敏感问题,对三维候选结节正样本进行旋转和光照处理;最后在不同的网络参数下,对ELCAP数据库中50个序列低剂量肺癌筛查数据进行4组实验。实验结果表明,通过对网络参数的不断优化,准确度、灵敏度、特异度以及ROC曲线的AUC值分别达到了84.6%、88.89%、80.32%及0.924 4。该方法能够正确地对低剂量CT肺结节进行检测,与文献所提出肺结节检测算法相比,准确度、灵敏度和特异度分别平均提高了5.37%、5.6%和10.42%,综合性能较强,可以为肺癌筛查提供有效的帮助。     

基于Hessian矩阵及梯度熵的疑似肺结节检测算法

提出一种基于Hessian矩阵的多尺度增强滤波和梯度熵选择的疑似肺结节检测算法.首先,构造基于Hessian矩阵的多尺度圆形增强滤波器对肺部计算机断层扫描(CT)图像中的圆形区域进行增强,使得类似圆形的疑似结节区域得以增强,其他干扰区域得以抑制.然后,计算增强后的圆形肺结节区域(孤立圆、线交叉形成的圆)在原始灰度图像中相应区域的梯度熵,采用切比雪夫不等式确定孤立圆梯度熵分布区间,进行疑似结节区域的选择.实验结果表明,该算法能较好地检测肺部CT图像中疑似肺结节区域,为后续的肺结节检测以及诊断打下基础.     

一种自适应的分布式肺结节检测方法

提出了一种自适应的分布式肺结节检测方法。该方法由肺结节检测代理和中心管理器两部分组成。中心管理器负责数据收集以及调节肺结节检测代理。肺结节检测代理完成肺实质分割、多尺度增强提取感兴趣区域(ROI)、ROI的特征提取以及基于Mahalanobis距离的ROI分类4部分。在理想情况下,推导了控制中心管理器的自适应调节函数;在现实的分布式系统中,设计了基于遗传算法的自适应分布式肺结节检测算法。实验结果表明,所提出的自适应分布式肺结节检测方法能随着检测数据的增加不断调节分类算法中的阈值,提高分类检测的性能;同时,使用该方法检测肺结节具有较低的误诊率与漏诊率,能够辅助医生进行诊断。     

基于冗余小波和分水岭变换的肺结节识别

利用CT影像检测肺结节,已成为目前诊断和预防早期肺癌的主要方法.对肺结节的有效识别,是实现肺癌计算机辅助诊断的关键.本文根据医学影像的特点,提出一种基于冗余小波变换和分水岭变换的肺结节识别方法,该方法通过保持平移不变的冗余小波变换得到细节信息增强的影像,然后用基于有向欧式距离变换的分水岭算法实现对肺结节的分割.实验表明,该方法对CT序列影像进行肺结节识别可以得到良好的分割结果,从而为医生对肺结节的诊断提供更加准确的客观依据.     

基于残差网络深度学习的肺部CT图像结节良恶性分类模型

计算机辅助肺结节良恶性诊断对肺癌的及时治疗具有重要意义。针对计算机辅助诊断系统中肺结节良恶性诊断准确率较低,误诊率、错诊率相对较高的现状,提出一种基于残差网络的肺结节良恶性分类模型。首先选择部分LIDC-IDRI的肺部CT图像(共计10 402幅)作为数据集,然后通过图像的水平翻转对数据进行扩增,再将图像转为单通道,并进行裁剪及归一化等处理,最后将数据分为训练集与测试集(7∶3),对所设计的残差网络(ResNet-26)进行训练与测试。完成训练后,测试得到肺结节良恶性分类准确率、敏感性及特异性分别为97.53%,97.91%及97.18%,计算得出AUC为0.958。通过对比,实验结果在各个指标均优于现存的其他多种方法,其分类结果可为医生的诊断提供较好的辅助参考。     

Minimal Realization of Linear Graph Models for Multi-physics Systems

An engineering system may consist of several different types of components,belonging to such physical"domains"as mechanical,electrical,fluid,and thermal.It is t...     

On the Relation of Load to Average Gap in the Contact Between Surfaces with Longitudinal Roughness

A computer simulation model for the contact between longitudinally-oriented rough surfaces has been formulated. This model closely duplicates the actual surf ace contact deformation behavior by taking into account the elastic interactions between the asperities. There were no assumptions made about the shapes, or any deformation behavior of the asperities, except for their obeying the laws of elasticity. The plastic deformations on the high asperity peaks were taken into account by setting a ceiling on their contact pressures at the material hardness value. The simulations used real surface profiles which were digitized from unworn circumferentially ground steel surfaces. Each pair of these profiles was mathematically combined to form an equivalent rough profile pressing against an infinitely rigid flat and having the appropriately adjusted elastic modulus. A total of 28 different pairs of profiles were used in the simulations. Each contacting pair was subjected to 30 different load levels and the local contact pressures and deformations were calculated. The contact simulations yielded some important mathematical relationships between parameters, such as the real area of contact, average gap, and average asperity load through statistical curve fitting. Two analytical functions were generated to relate the average load to average gap and the real area of contact to load.     

三绕组变压器的双绕组等效建模及在Matpower中的应用

针对实际电网存在着大量的三绕组变压器,但国际上一些著名商业软件,如BPA仿真软件、Matpower这一权威潮流计算开源软件,均只提供双绕组变压器模型,限制了其在具有三绕组变压器的电力系统中的应用的问题,潮流计算是自主开发的电力系统各种应用软件的核心模块,因此依托国际权威开源程序进行二次开发,是一种较好的选择。对Matpower要求的数据格式进行了归纳,对变压器的一般的等值电路及带理想变压器的等值电路和带标幺值的等值电路进行了分析研究,提出了三绕组变压器转换为双绕组等效模型的建模方法,使得原先只适应双绕组变压器的潮流计算软件可以适用于三绕组变压器电网的潮流计算;最后以Matpower软件为例进行了案例计算,并用PSASP仿真软件进行对比验证。研究结果证明,所提出的建模方法是有效的。     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

电站锅炉模糊风险评价方法研究与应用

针对电站锅炉风险等级评价问题,将模糊综合评价技术应用到电站锅炉风险等级评价中。开展了电站锅炉失效影响因素及模糊评价因素的重要程度分析,建立了一套科学合理适于在线评价的电站锅炉风险评价体系,提出了模糊综合评价技术与改进的模糊层次分析法相结合的模糊风险评价方法,利用改进的模糊层次分析法计算了指标体系中各层指标权重。对某一台电站锅炉的实际运行工况影响子因素进行了模糊风险评价,采用模糊合成算子进行模糊综合运算得到电了站锅炉运行工况影响子因素的评价向量。研究结果表明:电站锅炉的运行工况影响子因素的风险评价等级为第6级,失效可能性等级为小,该电站锅炉运行工况良好。     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

Fifth International Summer School on Screw-Theory Based Methods in Robotics

正3-11 September,2014University of Bologna,Bologna,Italy www.summerscrews.org summerscrews2014.ing.unibo.it SUMMER 20SCREWS 14In 2014,our screw-theory school comes to the world's oldest university.In early September,Summer Screws'14 will gather six experts in the application of screw theory in robotics and up to 40 participants at the University of Bologna,Bologna,Italy.The school will teach attendees how to apply existing methods and empower them to develop new ones in their own research.The basic theoretical notions will be introduced in a rigorous manner,emphasizing examples,applications,and exercises.Scholarships are available.     

交通荷载作用下桥梁结构参数识别方法

应用动力节点加载法,将作用在桥梁上的交通荷载转化为等效节点荷载,再用两步构造法识别结构物理参数.第1步,用Newmark-β方法变换结构运动方程,并用结构的加速度响应求得变换空间内的位移、速度和加速度响应;第2步,基于最小二乘原理,构造出变换空间内求解结构参数的递推式,进行结构物理参数识别.数值模拟结果表明,在交通荷载作用下,该方法能够快速、准确地进行桥梁结构参数识别.     

INDUSTRIAL ENGINEERING AND VISUALISATION-A PRODUCT DEVELOPMENT PERSPECTIVE

Taking the actual project of teaching and researching process for example, the relationship between the industrial engineering and product development is discussed. And use the novel visualization technology to support the industrial engineering and product development. How to use the new computer modeling and simulating technologies to support the product development and industrial engineering, is introduced especially. The support includes both domestic products and industrial systems. The visualization and computer technologies take a very important role in some system or multi-direction modeling, those technologies mentioned above can help the industrial engineers study the effect of design on the whole life circle, including the producing steps. So the engineers can avoid making the wrong decision which may cause bad effects on the whole industrial engineering.     

Non-monotonic material contrast in scanning ion and scanning electron images

30 keV Ga⁺ focused ion beam induced secondary electron (iSE) imaging was used to determine the relative contrast between several materials. The iSE signal compared from C, Si, Al, Ti, Cr, Ni, Cu, Mo, Ag, and W metal layers does not decrease with an increase in target atomic number Z₂, and shows a non-monotonic relationship between contrast and Z₂. The non-monotonic relationship is attributed to periodic fluctuations of the stopping power and sputter yield inherent to the ion–solid interactions. In addition, material contrast from electron-induced secondary electron (eSE) and backscattered electron (BSE) images using scanning electron microscopy (SEM) also shows non-monotonic contrast as a function of Z₂, following the periodic behavior of the stopping power for electron–solid interactions. A comparison of the iSE and eSE results shows similar relative contrast between the metal layers, and not complementary contrast as conventionally understood. These similarities in the contrast behavior can be attributed to similarities in the periodic and non-monotonic function defined by incident particle–solid interaction theory.