基于分水岭变换的彩色细胞图像分割

提出了一种彩色细胞图像的分割方法,重点解决邻接或者重叠的细胞核或者细胞质之间的分割问题。算法主要基于数学形态学方法,首先利用k-均值聚类和直方图上的分水岭变换对像素进行聚类,从而得到细胞图像背景、细胞质和细胞核的粗略估计;然后利用形态学滤波和分水岭变换提取细胞核、细胞质的边界。结果表明:在少量人工干预的情况下,所述算法获得的细胞核、细胞质边界与实际情况比较吻合。对于含有邻接或者重叠的细胞核或者细胞质的图像,算法仍能提取理想的细胞组织边界。     

三维测量系统中线性CCD相机的直接线性变换

多组线性电荷耦合器件 (CCD)相机的直接线性变换 (DL T)中的每组 7个系数用于惟一确定对应相机的 8个内外方位元素对三维坐标解算有重要意义。分析了多组一维成像单元的标志点三维坐标重建原理。每个成像单元实际上只有 7个可用的内外方位元素 ,且与 DL T方程中系数的数目相符合 ,消除了可能由于系数和相机物理参数个数不等引入的重建误差。在自行研制的系统上进行了静态标志点的测试。结果表明 :在 70 0 m m× 76 0 mm× 5 0 0 mm的测量范围内 ,X、Y、Z坐标误差值都小于 1mm。     

偏瘫步态的检测和分析

介绍了步态分析的基本概念。和偏瘫步态相比，正常步态具有三个特点：１）脚步的稳定性，２）步长适当，３）耗能最小。在临床诊断中，基本的分析方法是将病人步态与正常步态作比较。用作者自行研制的由红外光点运动分析子系统和三维测力子系统组成的步态分析系统，对正常人和偏瘫病人的步态进行了检测。在一个步态周期中，地面对人脚作用力以及膝关节角度的变化情况，可用于评定偏瘫的水平。     

用频域方法实时计算运动中的脉搏数

为准确实时地检测出运动过程中人体的心率值 ,改进传统的心率计算方法是非常必要的。文中介绍了基于频域计算的离散 Fourier变换 (DFT)算法——改进的戈泽尔算法 ,实现了时域信号的频域分析。它克服了运动过程中所带进的干扰、减少了必须用于 DFT算法计算所需的脉搏包络的数据长度和 DFT所需的时间。文中还介绍了使用近红外光传感器检测脉搏波的方法 ,以及算法在 8bit的 EPSON单片机上的实现 ,并研制出了原型样机用于实际的检测。结果表明系统在实时脉搏检测上得到了比传统脉搏检测方法更好的效果     

用行走时下肢关节角度进行身份鉴别

为了对运动人体进行身份识别,研究行走中下肢关节角度作为分类依据的可行性与识别率问题。用3种方法进行特征矢量的选择:1)直接采用单一关节角度的原始值作为特征矢量;2)把3个关节角度的原始值都作为特征矢量;3)按照SandroGiannini提出的方法提取18个关节角度特征参数作为特征矢量。实验结果表明,除了单独采用髋关节角度作为特征矢量进行分类的识别率较低外(55%),采用其他特征矢量提取方法进行分类均能达到比较高的识别率(>80%)。证明膝关节角度、踝关节角度或3个下肢关节角度的组合带有足够的个人信息,是可以用来进行生物识别的。     

基于线阵CCD的高精度位置检测

为对大范围内运动的物体进行精确定位 ,该文描述了一种使用线阵 CCD(charge coupled device)进行空间位置检测的方法。首先阐明物像空间的坐标关系 ,在传统摄像机模型的基础上 ,建立了包括成像误差在内的一维摄像机修正模型。通过先进行成像误差矫正再进行系统标定的两步法完成对系统的校准。实际测试表明 ,系统定位精度可达 1‰。该方法中 ,成像误差矫正方法适用性广 ,两步校准法物理意义明确。     

利用可变形统计模型进行膝关节建模与运动测量

该文以人体膝关节个性化三维建模为目的,并论证该模型应用于在体运动测量的可行性。基于可变形统计模型理论,寻找模型表面的特征配对点,建立膝关节统计模型训练集;通过主分量分析的方法确定特征点在三维空间的分布规律;在重建新模型时,通过统计模型变形,以X线图像中膝关节的二维透视信息为形变基准,从而实现膝关节个性化三维建模。研究结果表明:相比MRI(magnetic reso-nance imaging)模型,本文重建的完整膝关节三维骨骼模型精度为0.5mm,该模型用于运动测量的精度为0.59mm和1.25°。可变形统计模型技术可以用于建立受试者膝关节个性化三维模型,并测量膝关节的在体三维运动。     

利用近红外稳态光谱评估恒河猴皮瓣的血氧供应

近红外光谱技术是整形外科手术术后监测中一种潜在的非常理想的无创伤监测技术，从恒河猴前臂制取6例皮瓣，利用近红外稳态光谱监测在血管阻断和恒河猴吸入纯氧两种情况下皮瓣内血氧供应的应用情况，监测仪探头采用光纤传导光束，从而实现了反射方式下皮层内血氧的监测，在血管阻断实验中，不同阻断情况下监测到的皮瓣内血氧变化都很明显，而且变化的规律各不相同，这表明利用近红外光谱法对于血流阻塞的监测和阻塞类型的判别是非常有效的，特别是可以比较好地监测静脉用近红外光谱法对于血流阻塞的监测和阻塞类型的判别是非常有效的，特别是可以比较好地监测静脉回流阻塞的情况，近红外光谱技术对恒河猴由于吸纯氧引起的皮瓣内血氧浓度动态变化的监测具有很好的灵敏度，实验结果显示吸纯氧等无创伤刺激引起的皮瓣内血氧浓度的动态变化，具有被用来评估组织活性的潜力，这种评估方式可以避免长时间监测过程中各种因素的影响，减少给病人带来的不便。     

用相干光场相位检测法确定生物组织模型的非均匀性

研究光在混浊介质或生物组织内传播的光场分布的变化,可以间接地获得介质的散射和吸收特性以及介质内部结构变化的有用信息。文章给出了一种描述光在均匀散射介质中传播的光场分布的理论和计算机仿真。在此基础上,通过结合组织近红外光谱学技术（ＮＩＲＳ）与现代激光技术,研究了一种用近红外光学相干相位阵列调制法探测生物组织非均匀性（肿瘤）的新方法。设计了组织光学特性模型,并进行了各种不同条件下实验。探索了生物组织中光场分布与组织特性之间的相互关系。实验表明,给出的检测如大脑和乳腺中存在小吸收体的方法是简单、可行和有效的。     

基于SD方法的老年人平衡控制机理分析

该文用平衡控制机理研究年龄增长对人体平衡控制能力的影响.利用三维运动跟踪系统对6名老年人及8名年轻人进行了平衡测试,根据SD(stabilogram-diffusion)分析方法,讨论老年人和年轻人平衡控制机理的差异.结果显示: 老年受试者在开环控制体现更多不稳定性,闭环控制反馈控制活动明显延迟;与年轻受试者相比,老年受试者6个评估参数(短时间间隔扩散系数,长时间间隔扩散系数,短时间间隔Hurst指数,长时间间隔Hurst指数,开、闭环控制临界点时间间隔及位移变化均方差)值均有所增加,其中有3个参量(短时间间隔扩散系数,开、闭环控制临界点时间及位移变化均方差)具有显著性差异.