基于Master/Slave模式的CT同时代数重建的并行进程

Master/Slave模式,又称主从模式,是一种并行程序设计思想.本文介绍了同时代数重建法(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique,SART),并简化、改进了该算法讨论了SART算法的并行性和基于Master/Slave模式的并行进程;通过算法复杂度分析和在以客户/服务器(Client/Serve)模式组建的局域网上的网络并行重建试验,证明了该并行进程能较大地提高SART算法的时间效率.     

投影幅数和采样间隔对 CT 重建能力的影响

目的 探讨投影幅数和采样间隔对CT重建能力的影响程度，为图像重建时选择参数提供依据。方法 通过计算机仿真测定参数值不同时CT重建图像的能力。结果 CT的图像重建能力与投影幅数和采样间隔的大小密切相关。结论 通过增大抽影幅数或减小采样间隔可以提高CT的图像重建能力。     

多通道联合的广义总变分能谱CT重建

基于光子计数探测器的能谱CT在材料分解、组织表征、病变检测等应用中具有巨大的潜力。在重建过程中,通道数的增加会造成单通道中光子数减少,从而导致重建图像质量下降,难以满足实际需求。本文从能谱CT重建的角度出发,将广义总变分向矢量延伸,利用奇异值的稀疏性,促进图像梯度的线性依赖,提出一种基于核范数的多通道联合广义总变分的能谱CT重建算法。在图像重建过程中,多层共享结构信息,同时保留独特的差异。实验结果表明,本文提出的算法在抑制噪声的同时,能够更有效地恢复图像细节及边缘信息。     

基于特征重建的工业CT算法

工业CT检测系统中,散射等噪声约束条件较多,传统的CT重建方法得到的重建图像噪声大、分辨率低,不适合对一些较小的疵病进行检测.文章依赖被检测对象内部结构特征,利用小波函数在RADON变换前后的特性,通过对投影数据预滤波,直接重建图像的特征部位,在不损失太多图像背景分辨率的情况下,凸显了被检测对象内部较小的疵病特征,提高了检测分辩率.     

基于自适应投影增强的压缩感知CT图像重建

针对投影数据受噪声影响严重、被检测工件体积大获取投影数据不完全等导致重建质量差的问题,提出一种自适应反锐化掩模算法对某发动机模拟件投影数据均匀抽取60个角度投影进行预处理,根据其边缘信息设定阈值进行自适应去噪并对高频信息乘以自适应增益增强,采用TV最小化约束的代数重建(ART)算法重建.将改进算法与经典ART、经典反锐化掩模技术处理投影以及投影未处理的POCS-TVM算法进行对比分析,实验结果表明,该方法能够平滑噪声,提高对比度,进而提升不完全投影重建图像质量.重建同样大小的图像,相对于全角度投影迭代一次时间100 s, 60个角度投影迭代一次18.7 s,时间缩短近6倍,大量节省重建时间.     

多相流CT系统的双对角化迭代算法

图像重建收敛速度是CT(Compute Tomography)系统的重要指标,针对图像重建时迭代算法计算量大、耗时等问题,在Lanczos方法基础上,提出一种基于双对角化的迭代算法.对多相流典型流型进行的图像重建仿真实验,并与反投影算法以及代数迭代算法进行比较,结果表明,提出的双对角化迭代算法收敛时间比代数迭代算法缩短约36%,重建图像质量也有所改善.     

基于lp范数的ECT图像重建算法研究

针对在ECT图像重建过程中,基于lp-范数的非凸压缩感知算法常存在计算量较大以及现有的近端映射算法受一些特定的p值限制而导致成像分辨率较低的问题,利用改进的插值函数替换lp-范数xpp,通过调整参数使得改进的函数无限逼近lp-范数xpp,同时引入阈值表示理论,并在此基础上提出新的自适应阈值迭代算法对新模型进行求解。实验结果表明,改进后的自适应lp-范数重构算法相对于Landwebr算法、迭代重加权最小二乘法具有更强的适应性,更高的图像分辨率,更快的成像速度。     

超拉普拉斯重叠组稀疏先验的稀疏角度CT重建

对于稀疏角度下的投影数据,计算机断层扫描在图像重建中容易出现伪影和噪声较多的问题,难以满足工业及医学诊断要求。本文提出一种基于重叠组稀疏和超拉普拉斯先验的稀疏角度CT迭代图像重建算法。其中重叠组稀疏反映图像梯度稀疏性,从图像梯度的角度考虑相邻元素之间互相重叠交叉的关系。而超拉普拉斯先验能够精确地近似图像梯度的重尾分布,能够使得重建图像整体的质量提升。本文提出的算法模型采用交替方向乘子法,主分量最小化法和梯度下降法求解目标函数。实验结果表明,在稀疏角度CT重建的条件下,本文提出的算法在保留结构细节、抑制图像重建过程中产生的噪声和阶梯伪影方面有着一定的改善。

     

基于并行模式的产品创新设计方法

主要研究基于并行模式的产品创新设计方法.该设计方法能有效组成跨部门和跨企业的产品创新设计团队,将多方资源和职能相融合,并快速响应市场.可以快速获得大量优质设计方案,设计实践证明是一种快速、良好的产品创新设计方法.     

基于双重分组和密钥计数的并行认证模式

由于CBC-MAC模式不可并行处理,提出了一种基于双重分组的并行认证模式(PKCB).PKCB模式同并行认证模式PMAC相比,安全性和速率都有显著提高,PKCB认证模式与CTR(计数器)加密模式结合可构成分组密码算法的一种全工作模式.在此基础上提出了一种基于密钥计数的并行认证模式(KCTR-MAC).KCTR-MAC模式安全性比PMAC模式高得多,而速率未降低,KCTR-MAC认证模式和CTR加密模式结合也可构成分组密码算法的一种全工作模式(2CTR),2CTR模式的综合性能不亚于标准模式CCM(CTR with CBC-MAC),是一种安全快速的实用模式.     

一种基于属性划分的序信息系统并行约简算法

在粗糙集理论中,序信息系统的属性约简是一个重要的问题.目前已取得一些初步的研究成果,但仍缺乏有效的计算方法,主要表现为求解约简耗时过长.本文采用"分而治之"的策略,利用递减划分对属性进行分组,从而将原系统分解为规模相近的若干子系统,并在互不影响的情况下同步计算各子系统的核与约简,然后将子系统的核与约简合并得到原系统的核与约简.算例分析验证了本文提出的属性约简方法的可行性和有效性.     

基于2CRU/2PRRR并联式灌装机构的设计与工作空间分析

目的 针对目前流水线上的灌装机构,对含有不同倾角瓶子的通用性不强等问题,提出一种新型2CRU/2PRRR并联机构来解决这一问题。方法 首先用SolidWorks软件创建2CRU/2PRRR并联机构的立体模型。利用螺旋理论分析得出该机构的自由度,并用修正的Kutzbach-Grübler公式对分析得出的自由度进行验证。然后利用运动学模型和D-H法分析求解机构动平台的位置反解。最后应用Matlab软件编写相应的极限边界搜索程序,运算求解出工作空间,并给出该灌装机构在流水线的应用实例。结果2CRU/2PRRR并联机构拥有1个转动自由度,3个方向的移动自由度。工作空间为规则立方体,内部连续无空洞且无奇异位型。结论 2CRU/2PRRR并联式灌装机构结构简单、运行稳定、性能良好,完全可以满足流水线上对含有倾角的瓶子进行灌装时的运动和工作范围需求,提高了灌装机构的通用性。     

基于2-CPR/UPS三平移并联机构的移印机运动学分析

目的提出一种基于2-CPR/UPS并联机构的三平移移印机,以扩展并联机构的应用领域,提高移印印刷质量。方法应用螺旋理论求解机构的自由度,并用修正的Kutzbach-Grübler公式进行验证。建立该机构Jacobian矩阵的数学模型,运用极限坐标搜索法求解其工作空间。根据Jacobian矩阵对机构奇异性进行分析,获得灵巧度指标在工作空间中的分布规律。结果该机构可实现三平移运动,工作空间呈长方体形状,内部连续无空洞且无奇异位置,灵巧度指标在工作空间中分布均匀。结论该三平移移印机可满足移印时的运动及工作范围需求,研究结果表明该机构在工作空间中无奇异位置且灵巧度性能良好。     

冲击-接触问题有限元仿真的并行计算

冲击．接触问题广泛存在于汽车碰撞等的模拟计算中。简单介绍了求解该类问题的显式有限元方法，对显式有限元方法的并行性进行了讨论。根据显式有限元和冲击一接触问题的计算特点，设计并实现了接触均衡的分区算法。算例计算结果表明：该并行算法具有较好的加速比和并行效率。     

基于ADAMS的平行分度凸轮机构的动力学仿真

以包装机组中的平行分度凸轮机构为研究对象,开发了平行分度凸轮机构CAD/CAM系统.利用其生成的精确轮廓数据,在Pro/E环境下创建了凸轮三维实体.通过Mechanism/Pro无缝接口实现了在ADAMS环境下虚拟样机的创建.对碰撞接触理论进行了研究,并对平行分度凸轮机构进行了动力学仿真,得到了很有实际应用价值的结论.     

基于3-(RRR)E(RR)S并联机构的多运动模式分析

目的 多模式机器人具有智能型可重构和变结构特性的能力,能够主动或被动适应多变的环境,设计一种能够在包装工程领域应用的多运动模式并联机构。方法 从螺旋理论出发,通过研究线矢量与偶量在不同几何空间中的相关性,得出在一定条件下约束力可以转化为法向约束力偶,为并联机构实现多模式运动提供了理论支撑。结果 通过3-(RRR)E(RR)S并联机构变形,得出该机构的具有3R、2T1R和2R1T等3种运动模式,在各种运动模式下的自由度均为3,具有全周性。结论 基于3-(RRR)E(RR)S并联机构,通过变化支链约束力线矢空间位置关系来改变机构的约束条件,使该并联机构能够实现3R、2T1R和2R1T多模式运动,满足物流分拣、抓放定位、产品空间姿态调整等需求。     

基于2-RPS/UPRS并联机构的自动分拣机运动分析

目的 针对目前物流行业大都采用人工分拣,耗费了大量人力成本的问题,提出一种新型2-RPS/UPRS并联机构来解决这一问题.方法 首先进行机构的自由度分析和工作空间仿真,以验证2-RPS/UPRS并联机构是否具有较大的工作空间.基于螺旋理论进行空间并联机构自由度分析,在三维软件中建模,添加合适的驱动验证其自由度.通过闭环矢量法和运动支链参数D-H矩阵表示法求解机构动平台的位置逆解.最后在Matlab程序中进行工作空间的仿真分析.结果 2-RPS/UPRS并联机构末端执行器在空间中具有2个转动自由度,2个方向的移动自由度.工作空间形状规则,无奇异位型.结论 基于2-RPS/UPRS并联机构的分拣装置结构简单,可以在生产线上实现精准控制.该并联机构两转两移的运动特性能适应不同倾斜角斜面的分拣任务.     

基于2-PSR/UPU并联机构的旋盖装置设计及性能分析

目的针对生产线上的旋盖工序,提出一种基于2-PSR/UPU并联机构的旋盖装置,解决生产线上不同倾角斜面上的旋盖问题。方法建立2-PSR/UPU并联机构模型;根据定杆长约束条件求解机构的位置反解,并通过相应的运动算例验证其反解位姿,通过对多个反解位姿进行对比,从中得出有效解;利用三维坐标搜索法求解工作空间。结果该并联机构动平台下方10 mm参考点工作空间连续且没有出现空洞,能适应0~35°范围斜面上的旋盖问题,给出了该并联机构在25°,30°,35°斜面情况下旋盖的实例。结论基于2-PSR/UPU并联机构的旋盖装置结构简单,机构具有可调性,可以在生产线上实现精准控制。该并联机构一移两转的特性能适应不同倾斜角斜面的旋盖任务。     

PET/CT图像融合精度测试体模与测试方法研究

通过自主研制的体模,测试PET/CT图像融合精度,并验证体模的可行性和有效性。采集PET/CT融合图像数据,利用IDL和Matlab软件测量圆柱棒及试管在PET、CT图像中的坐标值,两坐标值的差值即为图像融合精度。自制体模通过模拟热区和冷区,可以准确、快速地测量PET/CT图像融合精度,该体模可对日常质量控制项目的体模进行测试。