基于VTK的虚拟心脏切面交互式可视化方法

为解决传统医学影像技术方向性单一的问题,满足临床医学从不同方位从整体或切面等多角度对器官组织进行观察分析的需求,提出了心脏核磁共振成像(MRI)数据的体可视化和任意角度切面的可视化方法.基于可视化工具包VTK,在VC6.0开发环境中,运用光线投射算法设计并实现了MRI羊心脏切片数据的三维体绘制,横断、冠状、矢状位置的标准切片、切面以及任意角度、任意位置切面的绘制技术.通过简单的鼠标操作就可以实时的对切面进行移动、旋转、缩放等交互操作.实验结果表明:该方法有助于医生从多个方位观察整体器官组织和切面形态.在疾病预防、医疗诊断、手术方案制定以及术后评价中具有较大的实用价值.     

通用日晷三维仿真系统的开发与应用

日晷是科学与艺术的结合体.日晷造型日趋多样化,其晷面上的晷影计算更加复杂.根据天文学理论计算太阳高度角和方位角和阴影形成原理,计算日出至日落之间各时刻晷针在晷面上的阴影位置,得出各时刻线的位置.在VC++开发环境下采用OpenGL图形标准,设计并实现了通用日晷三维仿真系统.系统支持不同造型日晷的三维可视化模拟以及时刻线位置模拟数据的可视化分析,并以动画的形式逼真表达一个时段内晷影的运动过程.通过比较分析仿真值与实测值之间的关系,表明整个系统能比较客观地模拟晷影位置,为日晷个性化设计、城市造景规划、科学教研、科普教育提供一个直观、便捷的模拟分析辅助工具.     

复杂电磁环境建模与可视化研究综述

复杂电磁环境建模与可视化研究在民用通信、军用电子战领域的应用不断发展。在介绍了复杂电磁环境基本概念的基础上,首先系统阐述了复杂电磁环境建模的理论方法和数据场的可视化具体方法。然后对国内外复杂电磁环境建模与可视化研究现状进行了分析,对复杂电磁环境中雷达这一主要设备的电磁环境建模进行了研究,并对模型的复杂度、预测精度进行了总结与比较;针对电磁体数据场数据量的海量特性,对电磁体数据场可视化的基本思想、加速技术、适用范围分别从图形硬件加速和软件算法优化两方面进行了归纳与总结;阐述了仿真系统的总体框架设计思想,并设计了一个复杂电磁环境仿真可视化系统。最后对复杂电磁环境建模与可视化未来研究方向进行了展望。     

Feature selection on probabilistic symbolic objects

In data analysis tasks, we are often confronted to very high dimensional data. Based on the purpose of a data analysis study, feature selection will find and select the relevant subset of features from the original features. Many feature selection algorithms have been proposed in classical data analysis, but very few in symbolic data analysis （SDA） which is an extension of the classical data analysis, since it uses rich objects instead to simple matrices. A symbolic object, compared to the data used in classical data analysis can describe not only individuals, but also most of the time a cluster of individuals. In this paper we present an unsupervised feature selection algorithm on probabilistic symbolic objects （PSOs）, with the purpose of discrimination. A PSO is a symbolic object that describes a cluster of individuals by modal variables using relative frequency distribution associated with each value. This paper presents new dissimilarity measures between PSOs, which are used as feature selection criteria, and explains how to reduce the complexity of the algorithm by using the discrimination matrix.     

基于高精度流线生成的交互流场可视化

高效准确的流线绘制一直是流场可视化的重要研究内容,流线可以对流场的重要特征进行有效的稀疏表示,但流线需要长期的粒子追踪过程及大量的积分计算,在面向大规模流场可视化时时间效率较低,需要高性能计算设备进行辅助计算.本文通过设计一种基于深度学习的高精度流线生成算法,将初始的低精度流线快速映射为稠密的高精度流线,可以在较短的时间内快速生成可靠的流线可视化结果,并在此基础上设计了交互式实时流场可视化系统,涵盖了流场的特征检测,属性关联分析,信息论分析等,帮助用户快速了解流场数据,找到自己感兴趣的区域进行后续进一步深度分析,避免了获取过多冗余数据,同时优化了分析工作的效率,满足用户对于流场结构,特征属性等多维度进行关联分析的需求.     

基于数字化的可视化风电项目智慧管理解决方案

风电项目管理粗放,建设工程中存在管理混乱、标准化欠缺、管理不闭环、交叉管理以及信息闭塞等现象,随着风电投资趋于理性,新建风电项目迫切需要提高管理水平,因此需要依赖数字化技术。鉴于此,基于BIM+GIS技术,构建可视化风电项目建设管理平台,将设计、质量、安全、合同、进度、资金、设备采购等管理工作信息化、可视化、标准化,既减轻了工作量,又提高了管理水平,实现了风电项目的精细化、高效化、智能化管理。     

空间金字塔分解的深度可视化方法

针对基于深度卷积神经网络的图像分类模型的可解释性问题,通过评估模型特征空间的潜在可表示性,提出一种用于改善理解模型特征空间的可视化方法.给定任何已训练的深度卷积网络模型,所提出的方法在依据原输入图像使得模型类别得分激活最大化时,首先对反向传播的梯度进行归一化操作,然后采用带动量的随机梯度上升训练策略,反向回传修改原输入图像.引入了通过激活最大化获得的图像可解释性的正则化方法,常规正则化技术不能主动调整模型特征空间的潜在可表示性,结合现有正则化方法提出空间金字塔分解方法,利用构建多层拉普拉斯金字塔主动提升目标图像特征空间的低频分量,结合多层高斯金字塔调整其特征空间的高频分量得到较优可视化效果.通过限制可视化区域,提出利用类别显著性激活图技术加以压制上下文无关信息,可进一步改善可视化效果.对模型学习到的不同类别和卷积层中单独的神经元进行合成可视化实验,实验结果表明提出的方法在不同的深度模型和不同的可视化任务中均能取得较优的可视化效果.     

基于结构安全的水工隧洞施工仿真系统研究

水工隧洞施工情况复杂,目前的施工仿真计算大多只考虑开挖而缺乏衬砌和灌浆因素,故没有体现隧洞完整的施工过程;施工动态仿真一般根据仿真结果采用预制动画的形式实现,其实现过程复杂,模型不易修改,隧洞施工过程中结构状况例如围岩稳定、锚杆等支护的安全难以直观地确定。考虑隧洞施工各个工序结合系统仿真的方法,调用开挖、衬砌及灌浆的CYCLONE模型得到更为准确的进度计划,基于BIM技术实现施工动态可视化。针对目前较少涉及隧洞结构安全与进度计划耦合仿真,提出基于映射概念与反馈技术的隧洞施工期结构安全仿真方法,基于二次开发技术与数据库技术,采用VB.NET+PYTHON语言编制了一套水工隧洞施工仿真系统,实现与工程施工进度相结合的结构安全判断,为工程师提供良好的数据支持。     

基于Matlab GUI的图像处理平台设计

将多种图像处理算法融合到一个平台,不仅丰富了图像处理平台的功能,而且还可以为用户二次开发提供便利.使用算法集成的方法,设计实现了包含图像预处理、图像变换等已有图像处理技术等算法的一体化图像处理平台;利用Matlab GUI组件,设计实现了能够与用户交互、图像处理过程可视化的图像处理平台;采用集成模板设计的方案,为用户二次开发的算法能够集成进系统,提供二次开发接口.平台设计充分利用Matlab GUI特性,采用底层代码设计,实现图像处理平台的交互式、可视化,较好的实现了图像处理算法一体化集成的功能.     

数字化技术在海洋石油平台结构完整性管理中的应用

分析了海洋石油平台结构在全生命周期内所产生完整性数据的特点.分别阐述了工程建设与生产运维阶段的数字化技术应用.利用三维设计和可视化功能为平台结构提供数字化平台.通过工程案列验证了数字化技术可行性、高效性,实现工程建设阶段向生产运维阶段的数字化移交,确保平台处于可靠和安全的服役状态.