面向HARDI模型的脑纤维三维可视化系统

脑纤维是大脑各区域间信息交互的重要通道,而高角度分辨率扩散成像是表征人脑复杂神经纤维通路的有效方法,能对多种神经性疾病的诊断提供参考.但脑纤维分布错综复杂,如何对局部区域进行直观展示是可视化领域的研究难点.通过设计脑纤维三维可视化系统,实现对HARDI脑纤维数据的追踪和处理,并将处理结果在三维空间中呈现出来,实现光照技术以增加脑纤维可视化的空间层次感.文中提出基于散布矩阵的纤维筛选方法以降低三维可视化效果的视觉混杂性,并在此基础上实现2种算法对纤维进行聚类,增强了局部区域的直观展示,为临床诊断提供辅助分析工具.     

采用贝叶斯决策概率型DT-MRI的脑白质纤维追踪成像

弥散张量磁共振成像(DT-MRI)的脑白质纤维追踪成像可无创重建脑白质纤维的三维结构,而现有追踪成像方法一般仅考虑局部纤维的弥散倾向,对纤维束几何结构的综合考虑不足,为此提出一种贝叶斯决策概率型的纤维追踪成像算法.该算法通过纤维束当前体素的弥散张量方向和纤维束几何结构信息,利用贝叶斯决策理论估算追踪下一体素的方向概率分布;按照概率分布对纤维束进行加权采样,重建纤维束的三维结构图像.最后利用文中算法在合成弥散张量数据上进行了成像仿真,在真实脑部DT-MRI数据上进行了成像实验.仿真和实验结果表明,该算法能实现预期的脑白质纤维追踪成像,比现有追踪成像方法结果更可靠,可重复性更强.     

扩散磁共振图像的神经纤维追踪算法研究综述

扩散磁共振成像是目前唯一非侵入性研究脑神经纤维束微结构的技术,神经纤维追踪技术是显示神经纤维的关键步骤.本文综述了两大类的神经纤维追踪算法的研究进展,即：局部型追踪方法和全局型追踪方法,阐明各个追踪算法的优点以及存在的局限性,然后在此基础上介绍了在神经纤维追踪过程中能做出优化的具体方面,包括局部纤维方向建模、张量插值、种子点的选取、传播方向以及终止准则等,最后对神经纤维追踪算法的未来发展趋势进行展望.     

不确定性可视化综述

数据从采集到使用的过程不可避免地会引入不确定性.与数据错误和数据矛盾不同的是,不确定性存在于数据处理的各个环节,甚至各个环节会导致新的不确定性.作为数据不可或缺的组成部分,可视化不确定性有助于用户更加准确地分析和理解数据并做出正确的决策.文中简略地介绍了不确定性的基本来源;从不确定性的可视表达形式角度出发,梳理并总结了当前主流的不确定性可视化方法,包括图标法、可视变量编码法、几何体表达法和动画表达法;并探讨了需要进一步探索的研究方向.     

实时光线追踪相关研究综述

光线追踪因其渲染效果的真实性,长期以来被视为下一代主流图像渲染技术,是计算机图形学领域的热点研究方向。近年来,学术界和商业界对实时光线追踪开展了广泛研究。为促进实时光线追踪的研究,对相关文献进行归纳、分析和总结。首先阐述了光线追踪的概念、算法、加速数据结构等理论知识;介绍了三款支持光线追踪商用图形处理器（GPU）,并对比了之间的差异;从光线束遍历、无栈遍历、光线重排序、多分支BVH、降噪技术、与神经网络结合的实时光线追踪这六个方法综述了光线追踪的算法优化工作,并阐明了相关具体方法的优缺点;在算法加速的基础上,对使用GPU优化加速和采用定制化设计的硬件加速进行了归纳分析;最后对文章的内容进行了总结,指出了实时光线追踪仍面临的困难,并对未来的发展方向进行了展望。可以帮助研究人员系统地了解实时光线追踪的研究现状,为后续开展相关研究提供思路。     

可视化驱动的交互式数据挖掘方法综述

数据挖掘是一种从大量数据中发现信息的过程,其大量依赖自动算法的特质,使得用户难以对数据和算法过程本身直观地进行理解、探索和优化.近年来,随着可视化领域的蓬勃发展,有很多工作开始探究如何使用可视化方法辅助数据挖掘过程,使用户更加直观地理解数据,并对数据和算法和进行探索.文中首先对数据挖掘和可视化在知识提取流程进行比较分析,并从可视化增强的通用数据挖掘方法和面向应用场景的方法 2个方面对近年相关技术进行梳理总结,并依托一些相关主题的国际会议内容指出需要进一步探索的方向.     

基于感知的体可视化综述

体可视化是一门交互地视觉呈现三维数据场的技术,允许用户直观方便地理解数据中所包含的几何结构和特征信息,在医学影像、石油勘探、大气气象和科学计算模拟等领域得到广泛应用.由于三维数据场内部特征的复杂性,实现高表达力的体可视化需要同时考虑数据的特性和用户的因素.基于感知的体可视化技术在可视化流程中考虑人类感知过程和认知过程的特点,使得可视化的结果符合人类感知特性和习惯,达到有效地揭示数据特征的目的.文中从用户驱动的体数据分析、符合感知的可视化设计和表意性体可视化3个方面对基于感知的体可视化的相关技术进行梳理总结,并指出该领域需要进一步探索的研究方向.     

基于地震体追踪的有序扩展算法

三维地震解释离不开三维可视化技术,对于透视图和三维可视化来说体元追踪技术是最好的技术.本文提出一种基于地震体追踪的有序扩展算法,该算法实现了数据体的三维自动追踪,是沿着真正的三维路径追踪数据体的,追踪是在纵横测线和时间方向同时进行.     

文本可视化研究综述

随着海量文本的涌现,信息超载和数据过剩等问题促使了文本可视化技术的出现.文本可视化技术综合了文本分析、数据挖掘、数据可视化、计算机图形学、人机交互、认知科学等学科的理论和方法,为人们提供了一种理解复杂文本的内容、结构和内在规律等信息的有效手段.文中首先阐述了文本可视化的概念和重要性,然后按照不同可视化对象类型综述了文本可视化的研究现状,并介绍了典型的文本可视化方法与方案;最后,对文本可视化的未来研究方向进行了展望.     

层次信息可视化技术研究综述

随着掌控的层次信息在数量和规模上的急剧增长,用户迫切需要高效的可视化工具在理解信息和制定决策过程中对认知行为进行辅助.首先对层次结构进行介绍,给出层次可视化的设计目标;然后讨论了层次可视化技术的分类问题,并尝试提出一种较为合理且便于阐述的表现-维度分类框架;随后基于上述分类框架,重点分析现有主要层次可视化技术的基本原理和特征;最后比较总结各类技术,并对层次可视化可能的研究方向及面临的挑战做出展望.     

基于3D Slicer的弥散张量成像方法研究与应用

弥散张量成像技术已经应用于临床,而利用弥散张量数据进行纤维束追踪是近年来研究的热点问题,本文基于3D Slicer平台对弥散张量成像方法进行了研究,详细介绍了MR图像弥散张量成像的分析处理流程,对医学诊断有很重要的参考价值。     

Web追踪技术综述

Web追踪技术已经成为信息化时代背景下的研究热点,是对用户进行身份标识和行为分析的重要手段.通过跟进该领域的研究成果,从追踪技术和防御技术2方面分析Web追踪领域的研究与发展现状.首先按照技术的实现方式将Web追踪分为了存储型追踪技术和指纹型追踪技术,分析了当前研究追踪现状.其次按照追踪范围将Web追踪技术分为单浏览器追踪、跨浏览器追踪、跨设备追踪3个不同的层次,分析和讨论特征的获取技术和属性特点,论述特征、关联技术、追踪范围的关系;同时从Web追踪防御技术的形态角度,描述扩展防御、浏览器内嵌防御、防御框架工具和机制、防御对策或环境等不同技术的实现特点和抵御追踪的措施.最后总结现有研究概况,针对性分析Web追踪技术和Web防御技术的优劣势,指出当下面临的问题及可能的发展方向.     

大屏幕拼接可视化技术的研究进展

随着全样本大数据分析时代的到来,传统的显示技术已很难满足人们对信息的多通道、高清展示需求.而大屏幕拼接可视化技术正是为解决这一问题而发展起来的,它具有超大画面、纯真彩色、高亮度、高分辨率等显示优势,可应用于指挥监控、视景仿真及三维交互等领域.文中对目前大屏幕拼接可视化技术的研究进展进行了详细地介绍和分析,从硬件环境、软件平台、交互式可视分析和数据同步技术4个方面对现有各类技术的优缺点进行了总结比较,并指出了该领域需进一步探索研究的方向.     

体育数据可视化综述

体育数据可视化是体育新闻和体育竞技中的重要技术.体育数据可分为一维体育属性统计数据,体育属性和时空属性结合的多维数据等.已有工作主要有体育数据新闻、体育数据专业分析、可视分析系统.文中概括和归纳了体育数据可视化工作中采用的基本方法:从数据的时空角度出发,有基于技术统计数据的可视化、技术统计数据和空间数据结合的可视化、技术统计数据和时间数据结合的可视化、技术统计数据和时空数据结合的可视化等;从球员角度出发,有单个球员可视化和多个球员可视化等.文中阐述了体育数据可视分析的基本思路:基于统计学角度的分析、基于移动和集群的分析、基于特征检测的分析等;并展望了未来的发展方向.     

分布式追踪技术综述

随着分布式软件系统在各个行业的广泛应用,如何提升系统运维效率,保障其服务的可靠与稳定,得到了学术界与工业界的关注.分布式软件系统其规模庞大、结构复杂、持续更新且大量服务请求并发执行的特点,给分布式软件系统的运维任务带来了严峻的挑战.传统的以组件/节点/进程/线程为中心的系统监控与追踪方法难以支持分布式软件的故障诊断、性能调优、系统理解等运维任务.分布式追踪技术识别并提取出分布式软件系统因处理单个服务请求所产生的因果相关的事件,以服务请求为中心对分布式软件系统的行为进行精准、细粒度地刻画,对提高分布式软件系统的运维效率有重要意义.对分布式追踪技术的研究与应用进行了综述,从追踪数据获取、请求事件提取、因果关系判断及请求路径表示这四个方面总结了分布式追踪技术的现状;同时以基于请求执行路径的故障诊断和性能分析为例,讨论了学术界对分布式追踪技术的应用研究;最后,对分布式追踪技术的数据读写依赖问题、通用性问题和评价问题进行了探讨并对未来的研究方向进行了展望.     

面向计算机程序的可视化综述

计算机程序是由开发者使用编程语言编写、被计算机识别并执行的一系列指令.大型程序源代码通常逻辑复杂,句法抽象,造成较大的认知困难.计算机程序可视化以直观形象的方法呈现计算机程序的代码结构、执行过程和运行结果,增强用户理解和调试程序的能力.从程序执行流程出发,根据程序执行的前、中、后3个阶段分析其可视化目标,并介绍已有可视化方法.在程序执行前阶段,使用可视化对代码组织和潜在异常进行多层级、多维度的展示;在程序执行中阶段,利用可视化辅助算法理解、运行调试和状态监测;在程序执行后阶段,运用可视化进行性能评估优化和异常检测.介绍程序可视化在在线编程调试、算法可视化等多种应用场景下的实际应用案例.最后,总结程序可视化现阶段工作的分类以及存在的不足,并指出高泛化性的算法理解可视化和教育领域的运行调试可视化等是未来工作的研究方向.     

数据可视化技术在电视新闻中的应用及发展研究

数据可视化技术已经被广泛应用于电视新闻领域,但是对这一问题的研究并不多见.本文首先对数据可视化技术内涵的解释及其对于电视新闻的意义进行了分析;接着探讨了数据可视化将"大数据"变成图形的过程、符号以及模型应用;最后分析了其发展方向,以期为电视新闻可视化发展提供借鉴.     

项目管理中任务时间进度不确定性可视化

项目管理中对任务时间进度不确定性的处理是至关重要的.针对现有项目管理软件不能直观地展现项目任务时间进度不确定性和人员协作的问题,提出使用不确定性字形结合时间线法表示任务时间进度不确定性的可视化方法.首先总结项目任务进度不确定性特点,对影响项目进度的不确定性因素进行详细定义,建立项目进度不确定性模型;然后使用时间线法可视化项目整体流程,设计不确定性可视化字形隐喻任务时间进度不确定性,并为用户提供多种交互手段和多个视图帮助探索分析项目任务进度不确定性和人员协作情况,根据用户的色彩感知偏好提供多种配色方案.以软件开发项目管理为例,在Program Line可视化系统中验证了文中方法的有效性和实用性.     

空间数据可视化的研究与发展

随着3S技术的融合和空间信息处理技术的发展和广泛应用,空间数据的可视化以及基于可视化技术的空间分析、空间数据挖掘和知识发现已经发展成为空间信息处理的重要手段和关键技术。可视化方法已由数据的空间展现逐步发展成为可以表现数据的内在复杂结构、关系和规律的技术。由静态空间关系的可视化发展到表示系统演变过程的可视化。可视化方法不仅用于数据的理解,而且用于空间知识的呈现。可视化技术充分利用了人对于色彩和空间的敏锐的感知能力使人机有机地融合,在空间信息和知识的发现过程中发挥着重要作用。该文总结了空间分析中可视化技术的研究成果,分析了可视化技术的发展现状,给出了可视化方法的分类。从认知和空间数据所表征的客观对象的复杂性及非线性动力学特征分析了其发展演化规律的可视化方法,并对空间数据可视化技术的现状及发展趋势进行探讨。     

无线传感器网络诊断工具的可视化方法研究

在开发和部署无线传感器网络应用过程中,如何对网络运行状态进行诊断是一个重要的问题.现有的诊断方法包括仿真、模拟、日志分析和跟踪程序等等.在诊断过程中,诊断工具的分析过程和网络状态的可见性对于用户判断诊断结果是否准确至关重要,而这恰恰是传统诊断工具的弱项.因此探讨了无线传感器网络诊断工具的可视化方法所面临的挑战和解决方案.在研发的可视化诊断工具TinyD2的框架内,提出了两项关键技术:1)可视化诊断工具通过实时接收网络传回的数据建立知识表示模型,实现网络特征的动态添加和删除;2)基于虚拟引力-斥力设计网络逻辑拓扑的动态生成算法,实时展示网络运行状态;通过基于真实大规模传感网系统GreenOrbs数据集的评估验证,提出的技术可以辅助用户进行无线传感器网络的故障定位和故障检测,并极大地减少了用户理解网络传回数据的复杂认知工作.