Local adaptive segmentation algorithm for 3-D medical image based on robust feature statistics

Medical image segmentation is of pivotal importance in computer-aided clinical diagnosis. Many factors, including noises, bias field effect, local volume effect, as well as tissue movement may affect the med- ical image, thus causing blurring or uneven characteristics when forming a picture. Such quality defects will inevitably impair the gray-scale difference between adjacent tissues and lead to insufficient segmentation or even leakage during tissue or organ segmentation. In the present investigation, a local adaptive segmentation algorithm for 3-D medical image based on robust feature statistics （LARFS） was proposed. By combining segmentation algorithm principles for traditional region growing （RG） and robust feature statistics （RFS）, the location and neighborhood image information of input seed point can be comprehensively analyzed by LARFS. Results show that, for different segmentation objects, under controlling the input parameter of growing factor within certain range, LARFS segmentation algorithm can adapt well to the regional geometric shape. And be- cause the robust feature statistics is applied in the contour evolution process, LARFS algorithm is not sensitive to noises and not easily influenced by image contrast and object topology. Hence, the leakage and excessive segmentation effects are ameliorated with a smooth edge, and the accuracy can be controlled within the effective error range.     

不同设计使用年限建筑结构作用的取值

按现行建筑结构设计规范的思想,给出不同设计使用年限建筑的结构重要性系数,来调整结构荷载效应取值。依据现行抗震规范设防水准,给出不同设计使用年限建筑的多遇和罕遇地震动参数,计算建筑结构地震作用取值,为工程设计提供参考。     

基于SLIC和区域生长的目标分割算法

传统区域生长算法的分割结果依赖于种子点的选取,且图像自身的噪声以及灰度值不均匀等问题易在分割目标过程中形成分割空洞,针对以上问题提出了基于超像素的改进区域生长算法。采用拉普拉斯锐化,增强待分割目标边界,之后根据像素灰度相似的特征采用SLIC（简单线性迭代聚类算法）超像素分割将原始图像分割成若干不规则区域,建立不规则区域间的无向加权图,选取种子区域,根据无向加权图以分割好的不规则区域为单位进行区域生长,最后在分割目标边缘处以像素为单位做区域生长,细化边界。对比于传统区域生长算法,改进后的算法在分割结果上受种子点选取影响较小,且能有效地解决分割空洞等问题。对比于聚类分割,Otsu（最大类间方差）阈值分割法等典型算法,该算法在分割精度上具有明显优势。     

黄河流域干旱区湖泊冰封期浮游植物群落结构特征及影响因子研究

为研究黄河流域上游干旱地区湖泊冰封期浮游植物群落结构及影响因子,选取干旱区典型湖泊——乌梁素海、奈伦湖为研究对象,于2019年3月冰封期进行采样调查,分析冰封期湖泊营养状态特征与浮游植物物种组成、数量及多样性指数,利用冗余分析(RDA)揭示浮游植物物种与环境因子影响关系,并运用方差分解分析主要环境因子的影响程度。结果表明,冰封期水体浮游植物共6门21属29种,其中硅藻12属16种,占据全部物种的55.2%;不同采样点浮游植物数量、生物量变化范围为3.2×10~4～1.4×10~5cells/L和0.047～0.328 mg/L,主要优势种以尖针杆藻(Synedra acus)、美丽星杆藻(Asterionella formosa)、双头辐节藻(Stauroneis anceps)等硅藻为主;不同浮游植物多样性指数H′范围0.70～1.74,介于中度污染,表明研究湖泊浮游植物多样性相对较差;不同采样点位之间浮游植物群落相似性主要处于Ⅱ、Ⅲ等级,即极不相似和轻度相似,表明各采样点之间浮游植物群落结构具有较为明显的差异。RDA分析结果表明,影响浮游植物物种分布的主要环境因子水温、总氮和硝酸盐;方差分解分析进一步显示,营养因子(总氮和硝酸盐)单独对优势种物种分布解释量达到33.66%,理化因子(水温)单独对优势种物种分布解释量达到13.24%。     

绿塘堆石混凝土拱坝施工期温度分析

贵州省绿塘水库堆石混凝土拱坝是第一座采取不分横缝整体浇筑的堆石混凝土拱坝,不仅取消了振捣/碾压,通水冷却,还取消分缝,极大简化了混凝土拱坝施工。为了研究绿塘堆石混凝土拱坝的施工期温度过程,开展了施工期临时温度监测,并综合分析了大坝永久温度监测系统获得的施工期温度、施工单位混凝土温度记录、当地气温历史记录等多种资料,论证了温度监测资料的可靠性,得到了一些基本认识。主要结论有:(1)堆石混凝土水化热温升低;(2)气候温和地区完全不采取温控措施的堆石混凝土工程,堆石入仓温度接近于日平均气温,高自密实性能混凝土(HSCC)入仓温度显著高于气温;(3)堆石混凝土入仓温度可以根据HSCC入仓温度与气温加权平均得到。绿塘堆石混凝土拱坝采取不分横缝整体浇筑,是成功的创新实践,可以在气候温和地区推广应用。     

深圳市降水变化特征及其未来变化情况预测

基于1998—2018年深圳市日降水资料,采用降水相对变率、集中度及集中期分析了月尺度、年尺度降水稳定性及其年内分配特征,运用Mann-Kendall非参数法和相关函数法对深圳市年降水量、降水稳定性和分配特征参数的变化趋势、突变特征及其未来降水变化特征进行分析与预估。结果表明:深圳市汛期降水稳定性比非汛期更好,年际降水分布稳定性较差,降水集中期为每年6—8月份,降水集中度处于0.23~0.72;降水量和降水分布特征参数均在2011—2013年发生突变,在发生突变后降水相对变率和集中度呈下降趋势,而年降水量和集中期呈上升趋势;深圳市未来降水序列变化趋势受过去变化特征的影响,其中未来年降水量有减少的趋势,降水集中程度逐渐增强,降水稳定性逐渐变差,年内降水分配均匀性变差,降水集中期持续向后推迟。研究成果为深圳市合理蓄水和用水提供科学依据,对水资源调度、利用以及防汛抗旱具有实际指导意义和重要的学术价值。     

不同耕作措施及玉米生育期对黄壤坡耕地土壤团聚体稳定性的影响

为探讨耕作措施和玉米季对黄壤坡耕地土壤团聚体稳定性的影响,以横坡垄作坡面为研究对象,顺坡垄作坡面为对照,研究野外自然降雨条件下玉米季黄壤坡耕地土壤团聚体组成及其稳定性的变化特征,以期为山地黄壤区土壤抗蚀性研究提供理论依据。结果表明:①不同耕作措施对玉米种植土壤团聚体组成和稳定性影响显著,横坡垄作坡面较顺坡垄作含有更多大粒级团聚体;以(10,0.25]mm水稳性团聚体(WSA_>0.25)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、结构体破坏率(PAD)、水稳性团聚体分形维数(D)、团聚体稳定性系数(ASI)为指标进行分析,得出横坡垄作坡面土壤团聚体稳定性较顺坡垄作坡面好。②随玉米生育期的推进,土壤大粒级团聚体含量及团聚体稳定性均呈现出显著升高的趋势,且在成熟期达极大值,表明玉米生育期也显著影响土壤团聚体组成及稳定性。③相关性分析得出,团聚体稳定性与根系密度、根表面积、根体积呈极显著正相关关系,根系的发育对增强研究区土壤团聚体稳定性具有重要的贡献。适宜的耕作措施和合理的种植模式均有助于研究区水土流失的有效防控。     

网络控制系统的动态权重变采样周期调度算法

为提高网络控制系统的性能,提出一种用于网络控制系统的动态权重变采样周期调度算法.首先,通过二次平方根映射函数,根据控制回路数据传输误差对各个控制回路赋予不同的动态权重;然后,根据当前网络运行状况,通过比例控制预测新的网络利用率,同时利用最小二乘支持向量机算法预测各回路数据包传输时间;最后,在网络带宽资源受限的情况下,利用回路动态权重、网络利用率预测值并结合控制回路数据包传输时间,动态的调整回路的采样周期,使得网络控制系统的性能得到优化.仿真实验表明,提出的变采样周期调度算法能够使得网络利用率收敛到设定值,减少了控制回路的数据传输时延,提高了系统的输出响应与控制性能.     

基于区域生长的目标检测方法

针对前视红外图像对比度低、背景干扰严重、不利于目标检测等问题,提出了一种基于区域生长的目标检测方法。首先,在形态学滤波机理的基础上,利用图像的整体纹理分布特点进行逐行扫描,选取有效的极大值点、极小值点,自适应确定结构元素的大小进行图像滤波。其次,在自动种子区域提取的基础上,通过生长条件的判决准则动态调整生长阈值,确定待检测目标。实验结果表明：该方法与NCC方法和OTSU方法相比,检测准确率提高了10%,精确度较高。     

Simulation of X-ray pulsar signals with multiphysical properties

In view of the few and discontinuous X-ray pulsar data, based on the physical properties of the X-ray pulsar real data from the Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) spacecraft, this paper adopts the fast iterative method and the 10 μs time transformation model, simulates the X-ray pulsar signals which have the periodic property, spectral property, and the background noise property as well as a variety of delay effects. We design and implement simulation software which can simulate the X-ray pulsar signals with multi-physical properties. The results of comparing the real data and simulation data in the same situation show that the simulation noises and the actual noises have the same distribution, that the period stability of the simulated X-ray pulsar data agrees with the real data, with the error of only 0.43％, in different energy levels, that the simulated data's integrated profile and the real data's standard profile are highly correlated with the Pearson correlation coefficient of 0.99, and that under the 10μs time transformation model, the time conversion accuracy of the simulation data can reach 10^-7s, the error between the simulation and the real data being just only 10^-7s, which meets the time transformation accuracy. Therefore, the proposed method can realize the high-fidelity simulations and generate the continuous pulsar signal with many physical properties.