多重分形及其良恶性肺结节的识别

采用多重分形谱对肺部CT图像特征进行分析.多重分形谱参数可以分层次地刻画空间内部的精细结构,突出异常局部变化特征,获得更多、更准确的特征信息.从复杂的肺部CT图像数据中选出了具有明显个性特征的区域,与分形维数相结合可进一步对良恶性肺结节进行分类.结果表明,同分形维数方法相比,多重分形的奇异谱函数可以提供更多的信息,有效地克服了分形维数相同情况下不同肺结节无法区分的困难,使肺实质组织中的肺结节特征提取更符合实际情况.     

肺结节特征提取中的分形方法

强调了分叶与毛刺在肺内孤立小结节良恶性诊断中的重要地位,提出了用方向分形方法对结节内部纹理特征进行分析和提取,并指出原则上可适用于任何形状和纹理的肺结节分析.实验表明,分形特征能有效反映结节的纹理和边缘形状,而多重分形与区块分形相比可以获得更多的特征信息.     

一种计算图像分形维数的有效方法

分形维数是一个很有价值的特征,可用来描述粗糙的、具有自相似特征的图像.这些特征已经被用在纹理分割、图像压缩、形状分析以及其他方面.文中提出了一种有效的局部盒维数的计算方法,并用它来提取图像的局部分形特征.用人造图像和自然纹理图像做实验,把它与其他5种计算分形维数的方法比较,结果显示该方法既精确又有效.     

基于真彩色的磨粒分形维数计算系统的设计

磨粒的分形多为无规分形,其分形维数计算比有规分形维数复杂得多, 利用计算机来完成分形维数计算是一种有效方法.作者阐述了分形维数的定义和磨粒分形维数计算方法、无标度区间的计算原理,基于真彩色图像处理原理,设计了磨粒分形维数计算的硬件系统;在软件设计中,引入了无标度区间的计算,克服了原有磨粒分维计算方法的不足,利用Visual C++完成了基于Windows平台的磨粒分形维数计算程序的设计,为运用铁谱技术研究磨粒的复杂特征提供了计算工具.     

基于分形理论的矿区构造定量分析及评价

针对地质构造复杂程度难以综合量化评价的现状,基于地质构造在规模、结构、形状、力学特征等具有统计意义上的自相似性,以开平煤田东翼为研究区域,采用分形理论,对地质构造发育程度进行了量化研究,提出了利用分形维数对地质构造复杂程度进行定量评价的方法,应用结果表明,褶曲、断裂网络的分形维数,反映了矿区构造综合复杂程度,与数学地质方法趋势面分析评价基本一致,准确度较高,具有实际应用价值。     

基于中心对称局部二值模式的背景建模方法研究

针对利用局部二元模式(LBP)进行背景建模存在模型维数过高、对噪声敏感等缺点,提出一种基于中心对称局部二值模式(CSLBP)的背景建模方法,并应用于运动目标检测.与传统LBP特征相比,使用CSLBP特征进行背景建模,可大幅度降低背景描述的维数,因而大幅度降低处理时间;并且由于其对称性,CSLBP相比LBP具有更强的抗噪能力.实验结果表明,利用CSLBP进行背景建模能有效解决LBP建模带来的维数灾难和噪声敏感问题,无论在检测效果和计算速度上都有较大的提高,能够满足实际应用的要求.     

基于分形几何和最小凸包法的肺区域分割算法

在计算机辅助诊断系统中,为了缩小系统的分析范围、提高计算效率,需要将肺区域分割出来.但是通过已有方法获得的肺区域边界不准确,为此提出了一种基于分形几何和最小凸包法的肺区域分割算法.首先,根据肋骨和各组织的位置关系以及CT图像的上下层相似的性质,实现了对初始肺区域的自动提取.其次,利用网格线将肺区域分成小子块,并计算各子区域块的分形维数.根据肺区域边界的全局性质和局部性质,构造了最优的分形维数阈值,并根据该阈值识别需要修复的肺边界.最后,利用Jarvis步进法对肺边界进行了修复,从而在CT图像中获得了最终的肺区域.通过数值实验证明了提出的算法比传统方法更优秀,具有较高的分割准确率和较高的鲁棒性.     

分形模糊神经网络诊断方法研究和应用

从分形理论和神经网络原理出发,基于信号分形计算维数定义,以采样周期和分形计算维数两个坐标对信号特征进行合理地模糊化处理,提出分形维数隶属度特征量概念·以多时间尺度采样所获得的分形维数隶属度作为网络输入,单位矩阵为网络输出的分形模糊神经网络,建立了时域精确诊断新方法,通过对典型齿轮系统故障进行精确诊断,结果表明分形模糊神经网络诊断方法的有效性·     

利用变换法计算颗粒动态散射光分形维数

颗粒的动态散射光具有分形特征,可以利用分形维数进行描述.本文分析了变换法在计算颗粒动态散射光分形维数中的应用,利用该法计算了不同温度下粒径为60nm,90nm,200nm,300nm,450nm的聚苯乙烯标准颗粒动态散射光的分形维数,并与盒维数法进行了比较.     

规范精度维数的伸缩准则与局部准则

通过对分形维数所具备必要属性的讨论, 给出了分形维数的伸缩准则与局部准则, 为维数特征的刻画提出了一个普适标准. 分析了规范精度维数, 并证明了其既满足伸缩准则也满足局部准则.     

Numerical Modeling of Dendrite Growth in Al Alloys

Dendritic grains are the most often observed microstructure in metals and alloys. In the past decade, more and more attention has been paid to the modeling and simulation of dendritic microstructures. This paper describes a modified diffusion-limited aggregation model to simulate the complex shape of the dendrite grains during metal solidification. The fractal model was used to simulate equiaxed dendrite growth. The fractal dimensions of simulated Al alloy structures range from 1.63-1.88 …     

分形维的自适应阈值选取与图像增强

对于低对比度纹理图像的感兴趣区域,如果直接采用最大类间方差法是很难将图像分割的.于是,在分形理论的基础上,提出了用加权分数维进行灰度增强的方法,找到了作为判断准则的基本系数,并以肺部CT图像中的肺结节为例进行分割与识别,得到了比较好的效果.     

基于生成对抗网络的肺结节良恶性诊断算法

针对实性肺结节CT影像数据量少、人工标注耗时耗力等问题,提出一种结合生成对抗网络和集成学习的实性肺结节良恶性计算机辅助诊断方法.首先,使用基于梯度惩罚的生成对抗网络对肺结节CT影像数据集进行扩充,缓解由数据量少、样本类别不均衡导致的模型过拟合.然后,利用卷积神经网络进行CT影像特征提取,并通过主成分分析对深度特征进行降维.最后,联合CT图像特征和有效临床信息,采用集成学习方法构建分类模型预测实性肺结节良恶性.基于多中心临床数据分析表明,相比于传统卷积神经网络模型,所提出方法有更好的预测性能.     

基于分形维数的锚杆无损检测BP神经网络模型

笔者将分形维数的分析方法引入锚固系统的无损检测中,指出分形维数的大小是反射波在该小波分解频段能量大小的量度．在研究锚固系统无损检测反射波小波分解分形维数特征向量的基础上,确定了以锚杆反射波的原波维数、原波平均波幅以及小波包分解维数的8个波形分形维数共10个数值作为输入参数,以锚杆注浆密实度为输出参数的非线性BP神经网络预测模型．对三峡工程右岸地下电站试验锚杆进行训练,验证了锚杆密实度BP神经网络预测模型的合理性和可靠性．     

一种改进的边界法向量叠加疑似肺结节提取

对边界法向量叠加法进行改进,提出一种基于局部形状约束和自适应设定法向量大小的边界法向量叠加疑似肺结节提取方法.首先用自适应阈值方法对肺实质图像进行分割,得到初始ROI区域;然后判断初始ROI区域边界点的局部凸凹性特征,对满足凸性特征的边界点计算法向量方向,并且自适应设定法向量的大小,将初始ROI区域的边界点法向量叠加;最后对局部最大叠加值进行选择,可以检测出不同大小的圆形疑似肺结节.边界法向量叠加前使用局部凸凹性特征约束,能减少法向量叠加计算量;自适应设定法向量大小能克服检测固定大小肺结节的局限性.实验结果表明,改进算法可以较好地检测疑似肺结节区域,对不同大小的肺结节都有很好的适用性.     

基于多视角深度信念网络的肺结节识别方法

针对传统肺癌计算机辅助诊断系统中肺结节检出过程烦琐,且存在假阳性高的问题,提出一种基于多视角深度信念网络的肺结节识别方法。该方法首先将肺结节进行三维重建并将重建后不同大小的肺结节归一到不同尺度的立方体中,然后将不同视角的2.5D切片作为深度信念网络的输入数据,最后通过不同的融合策略完成对肺结节的识别。在肺部图像数据库联盟(LIDC)数据集上大量实验表明:相比于传统肺癌识别系统本文方法敏感性为(92.8±0.25)%,平均每组病例假阳性个数为2.4±0.3,该方法能有效降低肺结节自动检测过程中的假阳性率。     

三维复杂断层网建模方法及应用

针对复杂断层网, 提出一种新的路径切割算法, 能够处理各种复杂的断层相交情况, 如Y型、λ型、X型、半Y型、半λ型等削截关系; 避免了Pillar方法和二叉树等传统方法的限制, 提高了断层建模的灵活性和精确度。该方法提高了断面之间接触关系的半自动处理程度, 方便断层网的快速更新。通过实际模型的验证, 解决了复杂断层网的快速构建问题, 提高了建模效率。