软组织非线性物理建模及其参数测定

对现有虚拟手术中人体软组织建模方法进行了分析,针对目前软组织建模真实性还有待提高的问题,提出了一种新的软组织建模方法.首先,在引入体弹簧质点模型的基础上,利用生物力学方法建立了适合软组织力学仿真的模型.然后通过非线性超弹性应变能方程对弹簧力建模,并根据真实肝脏软组织物理特性的测量结果求解模型参数,得到基于物理特性的软组织模型.通过实验验证,该方法在提升虚拟手术触觉沉浸感方面具有可行性和有效性.     

遗传算法在海杂波产生中的应用

研究具有任意功率谱特性的雷达杂波产生方法.将杂波产生转化为参数优化问题,并应用遗传算法对其进行求解.以具有对数正态分布和高斯谱特性的雷达杂波产生为例,讨论遗传算法的实现过程.设计了一种谱估计子,按照该估计子可使遗传算法找到较优的滤波器系数,得到满意的杂波谱特性.仿真结果表明,所提出的杂波产生方法能够产生满足要求的幅度分布和功率谱特性的杂波.     

基于遗传搜索和模板匹配的快速运动估计

基于遗传算法的运动估计具有较好的全局寻优能力,但其过高的算法复杂度需要很大的计算和存储开销,增加了编码时间;另一方面,传统的基于遗传算法的运动估计普遍采用较低的遗传迭代次数,降低了遗传算法的搜索精度。为解决传统算法搜索时间长和搜索精度低的缺陷,提出了一种基于遗传搜索和模板匹配的混合算法。该算法结合多种运动矢量的预测方法...     

超声弹性成象组织运动相关估计与解相关性

生物的软组织弹性成象需要检测组织在应力作用下的应变，跟踪超声图象中运动目标产生的散斑模式可以估计组织运动．文中建立了表征超声散斑运动和组织运动关系的超声散射模型．研究表明，当组织运动幅度较小时，可以用超声散斑图象相关估计方法，获得组织内平移、旋转和不可压缩形的运动分布；组织平移运动超声散斑没有解相关性，旋转运动的解相关性大于形变运动的解相关性；采用较低的换能器频率和较高的波束分辨力可减小散斑的解相关性．     

H.263中基于全零块检测的快速运动搜索方法

文中提出了一种基于全零块检测的快速运动估计方法.算法结合误差曲面特性以及运动矢量中心偏移特性,得到最佳参考运动矢量;利用运动矢量的方向和强度信息,确定搜索方向,切换搜索模式,搜索的同时应用全零块的中止准则.算法无需保存搜索记录,存储开销小,同时搜索策略快速有效,适用于移动视频通信终端设备存储能力有限且实时要求较高的场合.     

使用遗传算法对图像进行恢复

图像在产生、传送和记录过程中都会产生失真 ,在恢复时影响图像质量。文中介绍了一种利用图像象素之间的相关特性 ,将遗传算法和贝叶斯估计相结合的图像恢复的方法 ,并在算法中引入线过程。使用此算法恢复的图像与一般遗传算法恢复的图像进行对比分析 ,图像的清晰度明显优于后者 ,表明本算法比单纯使用遗传算法对图像恢复效果好。     

基于时空特性自适应插值的混合去隔行方法

为了实现隔行扫描到逐行扫描的视频格式转换,需要使用去隔行插值技术.针对传统运动补偿插值算法的误差传递、运动估计不准、计算复杂度较高等缺陷,提出一种基于奇偶一致性搜索的运动补偿去隔行方法;针对传统基于边缘方向插值算法的边缘定位不准等缺陷,提出一种基于梯度辅助的场内多方向插值方法.将上述两种方法与场合并插值和行平均插值相结合,提出一种新的基于时空特性自适应插值的混合去隔行方法.该方法能够利用视频中的时空特性,有效地解决传统去隔行算法因运动估计错误和边缘定位不准导致的插值失真等问题.实验结果表明,与传统去隔行算法相比,该方法能够在降低总体计算复杂度的情况下获得0.7,d B左右的PSNR提升.     

一种雾天退化场景快速复原方法

针对雾天条件下图像退化的问题,提出一种新的场景复原方法.首先,结合大气散射模型与光学反射成像的特性,对大气耗散函数提出物理约束条件,利用双边滤波的边缘保持特性得到大气耗散函数的初始估计.然后,引入局部均值与局部标准差近似估计图像对比度,从而降低对比度较强的部分区域的雾浓度估计来获取更加准确的大气耗散函数.最后,求解雾图成像方程,恢复理想光照条件下的辐射强度.实验结果表明:该方法对图像的细节和颜色恢复非常有效,并能有效克服边缘残雾现象以及颜色过饱和等不足.     

Gabor变换估计运动模糊方向角

提出了一种新的估计运动方向角的方法,它从运动模糊图像的Fourier频谱出发,利用Gabor变换聚焦特征,运用适当的线检测方法估计出运动方向角.数值结果表明,该估计是十分有效的.在无噪声情形下,它提高了的估计精度,在小噪声干扰下,它也能得到较准确的结果.     

改进的遗传算法在生物组织热特性参数无损测量中的应用

针对生物活体组织的多个热特性参数同时测量的难点问题,提出了采用遗传算法同时估计多个活体组织热特性参数的方法,设计了实数编码的遗传算法. 通过对选择、交叉和突变算子进行改进,并引入小生境策略,提高了遗传算法的全局寻优能力和搜索效率. 对动态体模和人体前臂的热特性参数测量的模拟仿真研究和实验研究表明,采用改进的遗传算法,能够以较高的精度同时估计生物活体组织的多个热特性参数.     

基于Radon变换的运动模糊图像参数估计

通过对运动模糊图像进行分析,提出了对运动模糊图像两个重要参数:运动模糊角度和模糊长度估计的一种新的方法.基于频域特性利用Radon变换对模糊图像的模糊方向进行估计的改进,又根据Radon变换的性质,将投影理论引入到运动模糊长度的估计中.仿真实验证明了其估计结果的正确性且表明,该方法简单可行,较之先前提出的许多复杂的方法,该方法具有较高的精度.     

超声弹性成像中一种检测组织非均匀性的新方法

基于对组织压缩前后分段射频信号Rényi信息差值（DRI）的检测，提出一种超声弹性成像（elastography）中互相关计算前检测组织非均匀性的新方法．通过离体组织实验检验了DRI的性能．结果表明，通过分析回声波段的DRI曲线，可以获得关于组织局部非均匀特性的先验知识，这种知识可以用来辅助弹性成像中应变估计算法的研究．     

基于模型的弹性连接体三维运动估计

为解决非刚体运动分析中模型精度和计算复杂度之间的平衡问题,该文提出了一种基于圆锥曲线模型的弹性连接体(人体)三维运动估计方法。建立了人体三维模型,根据双目图像序列进行基于该模型的人肢体三维变形和运动参数估计,采用圆锥曲线三维模型及其在图像平面上投影的联系方程估计三维运动参数。人手臂运动估计实验结果表明该运动估计算法能够正确估计人体运动参数。     

利用现代谱估计技术估计SAR多普勒中心频率

多普勒中心频率是合成孔径雷达（SAR）成像过程中的重要参数之一.根据SAR信号的特点和估计多普勒中心频率这个信号处理任务,将两种现代谱估计技术AR模型法和TLS-ESPRIT法用于SAR实测数据多普勒中心频率的估计.结果表明,AR模型法与经典方法相关函数法等价,并与TLS-ESPRIT法的估计结果相近,成功用于实测数据成像表明该思路有效.     

基于线性二次调节器算法的两轮自平衡机器人最优控制方法

两轮自平衡机器人作为一种多输入多输出系统,虽然已在许多日常使用中得到应用,但大多数研究只关注通过试验实验或使用简易的数学模型来达到平衡.为了研究两轮自平衡机器人完整数学模型建模和运动平衡控制器设计,首先,根据机器人的电机模型、车轮模型和摆体模型,推导机器人运动的状态空间模型;其次,分析系统的可控性和可观性,并结合状态估计和反馈控制设计具有状态估计的反馈控制器,同时引入线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制方法以完善控制器在机器人运动中的控制效果.仿真实验结果表明:具有状态估计的反馈控制器和LQR控制方法对于这类自平衡机器人运动平衡控制具有良好的稳定性和鲁棒性.     

基于不对称贝叶斯学习的图像检索相关反馈算法研究

基于贝叶斯(Bayesian)理论的相关反馈技术是可有效提高图像检索性能的重要手段之一.然而,当前大多数的Bayesian反馈算法普遍受到小样本问题和训练样本不对称问题的制约.本文提出一种新的相关反馈算法,该算法将查询点移动(query point movement,QPM)技术嵌入Bayesian框架中,并采用不对称的学习策略处理正、负反馈信息,故而称之为不对称Bayesian学习(asymmetry Bayesianlearning,ABL).对于正例样本,该算法同时考虑用户提供的正、负反馈信息,并借助QPM技术估计相关语义类图像的概率分布.对于负例样本,采用一种半监督学习机制以应对负例样本稀缺问题.首先,通过随机采样从数据库中选取一组无标记图像,然后,利用QPM技术对其进行数据审计.最后,将审计后的无标记图像作为额外的负例样本,并与用户标记的负反馈信息一起用于估计不相关语义类图像的概率分布.仿真实验及对比结果表明,不对称Bayesian学习策略可显著提高相关反馈的效率,且本文算法的检索性能明显优于当前其它的相关反馈算法.     

一种自相似业务量预测的卡尔曼滤波算法

针对网络拥塞控制中不能准确预测自相似业务量的问题,提出了一种噪声在线估计卡尔曼滤波(NOEKF)算法.NOEKF算法不依赖于业务源反馈信息,通过观测节点处当前和过去时刻的业务量来预测下一时刻的业务量,并建立了业务量的卡尔曼滤波状态方程和观测方程,给出了递推形式的状态向量最佳估计形式.考虑到未知状态方程和观测方程噪声的统计特性,采用在线估值法,并引入遗忘因子对噪声的统计特性进行估计.NOEKF算法预测准确、偏差小.仿真结果表明,与经典卡尔曼滤波算法和时间序列预测方法比较,NOEKF算法能够更精确地预测自相似业务量,预测误差可降低60%以上.     

提升冷冻手术中冰球监测对比度的超声弹性成像方法

生物组织发生冻结前后,其弹性会呈数量级改变.通过剖析超声弹性成像与低温手术的特点,提出将超声弹性成像用于冷冻手术中冰球形成与消融过程的监测,以显著提升常规超声监测方法的成像质量.为初步认识这一方法,借助Comsol和Matlab软件仿真出冷冻手术相应数据,在此基础上应用超声弹性成像算法对之加以计算评估,从理论上论证了超声弹性成像法在实现高对比度冰球监测方面的可行性和重要价值,为今后试验研究及硬件系统的发展打下了基础.新方法作为一种具有高清晰度、低成本的冰球影像监测技术,可望在低温外科手术中发挥重要作用.     

合成孔径雷达实时成像视频信号的模拟方法

建立了合成孔径雷达回波视频信号模型,提出了一种用AWG520任意波形发生器生成SAR回波视频信号的方法,并用这种方法模拟了SAR实时成像的回波视频信号.把这种视频信号通过A/D采样送入SAR实时处理机,用来考查SAR实时处理器连续动态成像的性能,如实时性图象拼接、多普勒中心估计、载机运动补偿及SAR前斜视成像性能等.     

频率步进雷达机动目标运动参数估计及成像

为了解决频率步进雷达目标的复杂径向运动参数估计及补偿问题,提出用基于随机自相关函数的联合调频傅里叶变换方法精确估计目标复杂运动参数。目标回波信号与本振信号混频后,可以表示成离散的高阶线性函数,将其进行随机自相关运算,并在脉内作联合调频傅里叶变换,同时在脉间进行相干累积,根据峰值位置获得径向运动参数的精确估计,实现低信噪比条件下目标运动补偿和清晰成像。计算机仿真实验结果显示,该方法能够在-25dB低信噪比下清晰成像,通过比较表明,该方法具有较好的抗干扰能力。