红外与可见光复合寻的制导中的快速图像配准方法

对现有多传感器图像配准方法在红外与可见光复合寻的制导应用中存在的计算量大等不足,提出了一种基于部分Hausdorff距离的快速方法和一种两集合相似度的定义,从而实现了有效减小误匹配特征点对的红外与可见光图像快速配准方法.此算法通过分别提取两幅图像边缘上显著特征点,再根据提出的快速方法和两集合相似度定义,粗略估计出图像间的旋转角度、平移量;然后依据此估计值,缩小特征点匹配时匹配特征点搜索范围,求得一致特征点对;最后用最小二乘法求解最优变换参数.实验结果表明了该方法的有效性、快速性.     

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K-means聚类和RANSAC的图像配准算法研究

针对图像配准中特征点匹配方法存在实时性不高和精度低的问题,提出了一种基于K means聚类和RANSAC的图像配准算法。该算法根据匹配点对距离和方向特征的视差约束条件,首先利用K means聚类对匹配点对进行预处理,剔除大部分错误匹配点,然后利用RANSAC进行二次优化,实现了图像的快速和精确配准。实验结果表明,该算法不仅提高了图像配准的精确度,而且提高了图像配准的速度。     

一种基于模板和DCT变换的柔性电路板配准方法

针对柔性印刷电路板（FPC）生产检测过程中的效率、精度等要求,提出一种基于模板与离散余弦变换（DCT）描述子的配准方法。首先,为了解决配准的精度问题,由电路板文件工程图解析得到对应图像,为后续处理提供更好的模板图,再利用离散余弦描述子的频域能量聚集特点,在模板与被检测图像之间建立对应关系,从而计算出对齐参数。其次,使用mipmap技术处理模板,为配准阶段提供不同精度的模板图片,从而有助于精度及效率的提升。实验结果表明：该改进算法的最大误差和平均误差均比原方法小;对于电路板这种大分辨率的图像,在mipmap采样的模板条件下,可以获得较高的精度,且处理速度有较大的提升。     

自适应多模态特征融合胶质瘤分级网络

目的 胶质瘤的准确分级是辅助制定个性化治疗方案的主要手段,但现有研究大多数集中在基于肿瘤区域的分级预测上,需要事先勾画感兴趣区域,无法满足临床智能辅助诊断的实时性需求。因此,本文提出一种自适应多模态特征融合网络（adaptive multi-modal fusion net,AMMFNet）,在不需要勾画肿瘤区域的情况下,实现原始采集图像到胶质瘤级别的端到端准确预测。方法 AMMFNet方法采用4个同构异义网络分支提取不同模态的多尺度图像特征;利用自适应多模态特征融合模块和降维模块进行特征融合;结合交叉熵分类损失和特征嵌入损失提高胶质瘤的分类精度。为了验证模型性能,本文采用MICCAI （Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention Society）2018公开数据集进行训练和测试,与前沿深度学习模型和最新的胶质瘤分类模型进行对比,并采用精度以及受试者曲线下面积（area under curve,AUC）等指标进行定量分析。结果 在无需勾画肿瘤区域的情况下,本文模型预测胶质瘤分级的AUC为0.965;在使用肿瘤区域时,其AUC高达0.997,精度为0.982,比目前最好的胶质瘤分类模型——多任务卷积神经网络同比提高1.2%。结论 本文提出的自适应多模态特征融合网络,通过结合多模态、多语义级别特征,可以在未勾画肿瘤区域的前提下,准确地实现胶质瘤分级预测。     

基于改进迭代最近点算法的接骨板贴合性快捷计算方法

为了快速计算出接骨板在断骨表面的最佳贴合位置,以减少手术中接骨板反复调整的次数,提出了一种基于改进迭代最近点（ICP）算法的接骨板贴合性快捷计算方法。首先,由医生指导在断骨表面选取贴合区域,并利用接骨板表面点的法向量之间的夹角提取接骨板的内曲面点云;然后,在对两组点云模型进行平滑处理并采用格点采样的方式来简化点云模型后,利用点云之间的特征关系进行初始配准;最后,对接骨板内曲面点云模型进行边界及内部特征关键点提取,并采用K-维树（KD-Tree）搜索邻近点,对接骨板的特征关键点和断骨表面选取区域执行ICP精确配准。以胫骨为例进行实验,实验结果表明,所提算法相较于近年所提配准算法在保持较高配准度的同时提高了配准效率,能够实现胫骨不同受损类型与接骨板之间的快速配准,并且对其他受损骨骼具有通用性。     

基于双向注意力机制的多模态情感分类方法

社交网络的发展为情感分析研究提供了大量的多模态数据。结合多模态内容进行情感分类可以利用模态间数据的关联信息,从而避免单一模态对总体情感把握不全面的情况。使用简单的共享表征学习方法无法充分挖掘模态间的互补特征,因此提出多模态双向注意力融合(Multimodal Bidirectional Attention Hybrid, MBAH)模型,在深度模型提取的图像和文本特征基础上,利用双向注意力机制在一个模态下引入另一个模态信息,将该模态的底层特征与另一模态语义特征通过注意力计算学习模态间的关联信息,然后联结两种模态的高层特征形成跨模态共享表征并输入多层感知器得到分类结果。此外MBAH模型应用后期融合技术结合图文单模态自注意力模型搜寻最优决策权值,形成最终决策。实验结果表明,MBAH模型情感分类结果相较于其他方法具有明显的提升。     

基于深度学习的医学图像配准技术研究进展

医学图像配准技术对于病灶检测、临床诊断、手术规划,疗效评估等有着广泛的应用价值。系统性地总结了基于深度学习的配准算法,从深度迭代、全监督、弱监督到无监督学习的研究发展趋势,分析了各种方法的优势与局限。总体来看,无论是对数据的要求、配准精度,还是计算效率,无监督学习因其不依赖金标准和解剖标签,采用端到端的网络配准框架就可以自动执行需要的任务等优势成为研究的主流方向。然而,基于无监督学习的医学图像配准方法在医学图像领域的可解释性、跨模态多样性和可重复可扩展性方面同样面临着一些研究难点和挑战,这为将来实现更精准的医学图像配准方法指明了研究方向。     

空地融合的城市道路基础设施数字化技术研究

城市道路基础设施三维模型的重构,在城市道路BIM应用与数字化领域具有重大意义;针对城市交通基础设施数字化重构的需求,对车载激光扫描与无人机倾斜摄影采集技术进行综合运用,提出一套从信息采集、空地点云配准、点云分割到三维重构的完整技术方法;首先使用车载激光扫描技术和无人机倾斜摄影技术对交通基础设施信息进行采集,并使用运动恢复结构算法(SfM,structure from motion)生成基础设施空地点云;其次使用迭代最近点法(ICP,iterative closest point)对空地点云进行精配准,然后利用基于PointNet网络的方法对融合点云进行语义分割;最后对分割出的交通基础设施对象进行三维重构;提出的空地融合的城市交通基础设施数字化技术能够高效地实现交通基础设施重构,为城市交通基础设施数字化提供基础、为后续交通专业领域的应用研究提供便利.     

Robust registration based compensation method based on sparse recovery

The loss of the degree of system freedom and mismatch of prior information based on the registration based compensation (RBC) method will result in a decline in computational performance. In order to solve above problems, a robust method named SRBC is proposed where the sparse recovery method is applied instead of the sub-aperture smoothing operation. First, the SRBC utilizes the sparse recovery to get the super resolution clutter space-time spectrum. Then the transition covariance matrix is calculated. Finally, the clutter covariance matrix is reconstructed by the Capon spectrum. Compared with the traditional RBC method, the SRBC proposed does not depend on sub-aperture smoothing operation and prior information and maintains the performance of clutter range-dependence. In addition, it is also steadier when the sensor error exists. Experimental simulation demonstrates the correctness and feasibility of this method.