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.     

Requirement of ultra-high voltage GIS arrester to voltage gradient of metal-oxide varistor

The surge arrester with excellent protection characteristics would decrease the overvoltage level ap- plied on the power apparatus to reduce their insulation levels and manufacturing bottleneck. The arrester for the 1000-kV ultra-high voltage ac power transmission system is designed as tank-type structure. The field-circuit combination numerical method combining the three-dimensional finite element method with circuit is proposed to analyze the potential distribution of GIS arrester. By comparing several design schemes, the most effective method to improve the potential distribution along the varistor column is to increase the voltage gradient of the ZnO varistor. Synthesizing several influential factors, the suitable voltage gradient of ZnO varistor should be controlled to 435 V/mm, and the resulted nonuniform degree of the potential distribution along the varistor column inside the GIS arrester would be controlled smaller than 10%. The result in this paper provides the fundamental technical index for the study of the high voltage gradient ZnO varistors.     

虚拟牙种植导航系统研究与开发

针对传统种植方法容易产生植入位置不正和虚拟设计手术难转移问题,文章设计一种基于VTK可视化类库实现新型的CT图像三维虚拟牙种植导航系统;通过对能提供详细软组织,植入区牙颌骨及相邻解剖结构的CT数据进行预处理,三维重建,三维切割与测量;医生能在此系统中参考种植体、邻牙及相关牙骨结构,进行虚拟种植体植入位置、尺寸、角度的设计并通过配准融合的方法生成种植导航导板;实验结果表明:该系统能真实直观地再现牙颌骨全貌,准确地把虚拟手术转化到实际手术中,提高了牙种植修复效果。     

基于自适应权值滤波的深度图像超分辨率重建

目的 越来越多的应用都依赖于对真实场景深度图像的准确且快速的观测和分析。飞行时间相机可以实时获取场景的深度图像,但是由于硬件条件的限制,采集的深度图像分辨率较低,无法满足实际应用的需要。为此提出一种结合同场景彩色图像通过构造自适应权值滤波器对深度图像进行超分辨率重建的方法。方法 充分发掘深度图像的非局部以及局部自相似性先验约束,结合同场景的高分辨率彩色图像构造非局部及局部的自适应权值滤波算法对深度图像进行超分辨率重建。具体来说,首先利用非局部滤波算法来有效避免重建结果的振铃效应,然后利用局部滤波算法进一步提升重建的深度图像质量。结果 实验结果表明,无论在客观指标还是视觉效果上,基于自适应权值滤波的超分辨率重建算法较其他算法都可以得到更好的结果,尤其当初始的低分辨率深度图像质量较差的情况下,本文方法的优势更加明显,峰值信噪比可以得到1dB的提升。结论 结合非局部和局部自相似性先验约束,结合同场景的高分辨率彩色图像构造的自适应权值滤波算法,较其他算法可以得到更理想的结果。     

弹性聚四氟乙烯／聚氨酯复合薄膜性能的研究

在聚四氟乙烯树脂（PTFE）中加入热塑性弹性体聚氨酯（TPU），制备出了有弹性的微孔复合薄膜，有效地改进了唧双向拉伸薄膜受力后的回复性。在复合薄膜中，加入经偶联剂处理的纳米二氧化硅，有利于TPU在PTFE中的均匀分散，从而提高复合薄膜的弹性。随着TPU含量的增加薄膜回复性也提高，双向拉伸倍率的增大可以导致薄膜回复性能有所下降，SEM分析证明了在PTFE中加入TPU可以增大复合薄膜的微孔尺寸。     

两种分层方式对温排水三维数值模拟的影响研究

三维数学模型近年来越来越多地被用于研究滨海电厂温排水环境影响问题。海域自由面随潮波动、地形复杂多变,垂向网格的划分方式在一定程度上会影响流场、温度场计算结果。本文以某滨海核电厂为例,采用MIKE 3软件开发斜压三维水动力水温模型,在总分层数即算力保持一致的情况下探究纯sigma分层和垂向混合分层两种分层方式对计算结果的影响。结果表明：两种垂向分层模式对海域潮位的计算精度影响不大,但对有垂向流速梯度的流场刻画会产生一定影响,在近岸海域采用sigma分层模式有利于捕捉垂向流速的变化特征;同时,纯sigma分层方案下,4 ℃最大温升包络面积约为混合分层的4倍,表明不同垂向分层模式可能会对高温升包络面积计算结果产生较为显著的影响。     

基于多模态特征融合的三维点云分类方法

针对点云数据本身信息量不足导致现有三维点云分类方法分类精度较低的问题,结合多模态特征融合,设计一种三维点云分类模型。通过引入投影图对点云数据信息进行扩充,将点云数据与图像数据同时作为输入,对PointCNN模型提取的点云特征与CNN模型提取的投影图特征进行加权融合,从而得到最终分类结果。在ModelNet40数据集上的分类结果表明,该模型的分类精度达到96.4%,相比PointCNN模型提升4.7个百分点。     

济南市水资源环境与经济发展耦合关联性测度及前景预测

结合环境库兹涅茨曲线(EKC)与耦合关联度模型对济南市水资源环境与经济发展间的耦合作用机理进行定性与定量研究,并利用弹性预测法对二者间的发展前景作出预测。结果表明:2005—2017年间水资源环境与经济发展存在耦合关系,且现状条件下生活用水、排污量与经济发展的耦合作用要强于工业用水。此外,结合EKC走势和预测结果,引入潜在风险控制指标和重点监控指标的概念,其中生活COD、工业NH₃-N为潜在风险控制指标;重点监控指标分别为生活NH₃-N、生活废水排放量及工业、生活用水量。研究成果可为促进济南市经济增长与水资源环境协调发展提供依据。     

Fast method for SAR echo simulation of a three-dimensional ground scene

Due to huge calculation of SAR echo simulation of a three-dimensional (3D) ground scene, a fast simulation method is proposed. First, the data of a 3D ground scene are fractionally interpolated based on the Fractional Brownian Motion (FBM) model. Second, the data interpolated are divided into lots of small facets whose precision meets the simulation requirement, the backscattering coefficients of the small facets are calculated. Third, the shaded area is judged by the comparison method of overlook angles. Three parallel levels are analyzed and the kernel function is designed. Finally, the computing method of reduction adding and external thread are also utilized under the framework of GPU in order to get high efficiency. With the methods mentioned above, the imaging result of experimental DEM data verifies the validity and superiority of the proposed method.     

三维温度梯度场中本征声线轨迹的求取

为了降低声波在温度梯度场中的折射现象对声学CT法温度场重建精度的影响,研究了温度梯度场中声波的真实传播路径,即本征声线轨迹,提出了一种三维本征声线出射角确定法.利用正三棱锥前向展开法,在单峰、双峰模型温度场中进行了三维本征声线追踪.结果表明,三维温度梯度场中的声线轨迹有明显弯曲,该三维本征声线轨迹求取法可用于复杂三维温度场中实际声线轨迹的确定,并有望应用于三维温度场声学CT重建系统中.