扩散水平集框架下的MR图像左心室轮廓提取

针对单一模型难以有效分割心脏MR图像中左心室内外壁的难点,提出一种混合模型,首先将有较高效率的反几何扩散模型嵌入水平集方法,吸收各向异性扩散方法的优点,基于一条初始演化曲线就可以同时完成对左心室内外壁轮廓的分割;随后,在新的扩散水平集框架下引入一种快速形状约束和解剖学约束,修正分割结果。对心脏MR图像的分割试验表明,带先验约束的扩散水平集混合模型对左心室内外壁轮廓的分割结果较为理想。     

飞行模拟器视景系统的设计与实现

飞行模拟器视景系统是飞行模拟器的重要组成部分,和其它视景系统相比飞行模拟器视景系统具有其自身的特点,包括场景覆盖范围大、涉及的场景对象复杂、视场角较大、对虚拟环境模拟和系统实时性要求较高等特点.针对于这些特点以及整个模拟器应用对视景系统的要求,对飞行模拟视景系统的视景数据库、多通道组网结构以及仿真程序进行了设计,给出了基于Creator/CTS/VegaPrime实现整个系统的开发流程,并对系统实现中的关键技术,包括多通道同步技术、大场景数据库的调度和实时绘制技术、环境模拟技术等进行了较为深入的研究.整个视景系统应用于飞行模拟器平台,实现了对于飞行模拟视景系统特定功能和性能的要求,能够在保证实时性要求的前提下达到预期的视觉效果.     

歼击机飞行员三轴加速度过载建模与仿真研究

持续载荷飞行仿真平台是一种新型飞行模拟器,为了能够精确控制该模拟器的运动系统,需要解决飞行员的三轴加速度过载的计算问题。通过对模拟器运动系统以及飞行员的运动规律分析,运用理论力学的知识,推导出歼击机飞行员三轴加速度过载的数学模型。最后对该模型进行了数字仿真,并用实验方法对仿真结果进行了检验,显示该数学模型正确合理,能够作为解决上述问题。     

深空探测自主导航光学信号模拟器设计与实现

提出并实现了一种应用于深空探测自主光学导航地面仿真实验的光学信号模拟器.该模拟器以高性能图形工作站、高分辨率LCD显示器和光学准直器为主要硬件,通过软件实现深空中光学信号源(恒星、大行星、小行星)的精确位置与光学特性的计算,利用OpenGL实现深空中天体的三维重建并投影到LCD显示器上,最后使用光学准直器实现平行模拟光信号的输出.实验证明该模拟器简单有效,可为新一代深空光学导航相机地面测试实验提供可靠的输入信号.     

简单巨系统的演化理论——非平衡系统中的自组织

对于包含少数子系统、相互作用简单的系统,人们有较精确的方法研究它的运动规律。例如质点运动用牛顿第二定律分析;线性控制系统采用控制论方程,其中(?)是描写系统的状态矢量,(?)是控制矢量,A、B分别为系数矩阵和控制矩阵。如果系统内子系统数目非常多,如热力学系统包含10~(23)个分(子系统),子系统之间相互联系纵然简单,也难按传统方法来分析整个系统的运动规律。这类系统在系统学中称为简单巨系统。“巨     

CT自适应心率变速扫描研究

针对心脏运动导致CT图像的模糊,提出了自适应心率的CT变速扫描方法.该方法可根据心率和所需要的时间可分辨率自适应选择最优的扫描拔,获得理想的投影数据.为了验证该模型,通过分段线性和非线性变形模型仿真心脏运动,利用滤波反投影重建算法进行了心脏图像重建.重建结果表明:根据心率选择合适的扫描速度可得到理想的投影数据,有效地提高了心脏图像质量,从而为CT心脏成像提供新的模式.     

基于a&ω六自由度运动模型的船舶运动参数发生器

针对航海模拟器中船舶运动数学模型建立过程过于复杂、仿真的有效性难以验证的问题, 结合船舶自身机动特点设计了一种新的船舶运动参数发生器, 可生成航海模拟器所需的各船舶运动参数。首先, 在响应模型的基础上, 建立了基于线加速度和角速度(linear acceleration and angular velocity, a & ω)的船舶运动模型。然后, 通过船舶运动微分方程求解了船舶位置、速度、姿态、航向等运动参数信息。最后, 提出相似度评估指标并将其应用于基于实测数据的仿真的验证。仿真验证结果表明, 船舶运动参数发生器能有效地模拟船舶在多种机动状况下的运动, 各船舶运动参数的相似度均在80%以上, 是一种有效的航海模拟器的船舶运动模拟仿真研究方法。     

基于运动信息和相位一致性的运动目标提取

提出一种新的时空结合的运动目标分割方法。该算法首先在累积帧差图像上使用改进的高阶统计(HOS)算法检测出运动区域,用最大连通区域表示初始运动目标模板,利用基于Log-Gabor复小波变换的相位一致性边缘检测算法提取出每一帧的单边缘信息,结合初始运动模板与空域边缘图像得到更精确的运动目标模板,最后结合原图像分割出运动对象。实验结果表明该算法能从对比度较小和噪声较大的视频序列中精确地提取出运动目标,且不受光照变化的影响。     

一种基于虚拟现实技术的导弹模拟训练系统

针对目前便携式防空导弹训练模拟器存在的问题,该训练模拟器以图形工作站、OpenGVS软件作为核心开发平台,采用虚拟现实、三维动画、多媒体模拟、数据库管理等技术开发了训练仿真软件;采用角度跟踪器提高了角度测量精度,简化了训练校准过程;开发了通过事件驱动的硬件信号采集电路,使训练过程计时更加精确,符合训练模拟器发展的趋势,该课题的研究具有较高的应用价值。     

基于坐标映射距离差分的快速群分割算法

群分割技术作为群目标跟踪技术的首要环节,其处理结果直接影响后续整个数据处理过程的效果。在深入研究目前已有的群分割技术的基础上,提出了一种基于坐标映射距离差分的快速群分割算法。首先将量测集的二维信息分解为两组坐标映射距离的一维信息,进而分别进行排序和分群处理,从而减小了算法的时间复杂度,最后将分别获得的两组预备群进行取交关联,得到最终的分割群。通过与3种传统算法在时间复杂度上的理论分析与比较,该方法在大视场回波稀疏条件下具有显著的效率优势。经过多场景的仿真分析表明,该算法的处理效能显著高于传统算法,且对复杂动态场景具有较好的鲁棒性。     

图像序列的准三维运动目标自寻的跟踪算法

根据序列图像中的运动目标特征像点必须要满足在像平面里的约束条件,又要满足其空间三维运动规律,导出一套准三维运动模型。进而建立了连续非线性的系统动态模型和离散线性的量测模型,得到一套准三维自动寻的跟踪处理算法,利用二维观测结果就可以实现三维形式的智能跟踪。算法简单,易于实现,而且同样具有三维智能跟踪的优良特点,即抗丢失、抗机动和抗噪扰的鲁棒性能。模拟和真实图像序列的实验结果充分证明了该算法的优良性能。     

心脏CT综合仿真模型及快速图像重建

首先介绍了胸部和运动两种CT(Computerized Tomography)心脏仿真模型,通过对原模型进行简化、改进和合并,定义了新的心脏综合模型.其次,通过坐标变换和心脏运动的简化实现了模型投影值的快速计算.最后,通过多周期采集模型的投影数据,由滤波反投影算法重建图像,仿真结果表明了模型及重建方法的有效性.     

高分辨雷达目标回波模拟器设计

研究实现了一种基于宽带数字射频存储器和数字图像合成器的高分辨雷达目标回波模拟器。该模拟器采用去斜率解调和调制处理来降低系统中频处理带宽,从而降低了系统复杂程度。设计了一种基于高性能FPGA的数字图像合成器来实现高分辨雷达目标回波的模拟功能,推导并分析了数字图像合成器的工作过程。最后,以一个128个距离单元的数字图像合成器来合成一个运动飞机目标为例,将其压缩图像与计算得到的该飞机距离像进行了比较,结果表明该模拟器可以逼真的模拟复杂目标一维距离像。     

结合模糊C均值聚类和曲线演化的心脏MRI图像分割

提出了结合模糊C均值聚类和曲线演化的MRI图像分割算法。由于心脏的变形和血液的流动，MRI图像中出现了弱边界、局部梯度极大值区域、伪影等现象。分析了使用水平集方法分割此类图像时出现的问题，提出了两阶段分割算法：结合先验知识和直方图，对心脏MRI图像进行模糊C均值聚类，再根据聚类的结果定义窄带中像素点的速度函数，通过曲线演化获取左心室的粗边界；然后使用梯度向量流构造另一速度函数对边界进行细化。心脏MRI图像的分割实验证明了算法的有效性。     

城市场景SAR原始回波模拟方法

基于城市场景是在一随机分布的粗糙电介质地形上放置直立的若干建筑物的假设,建立多重散射模型,采用小面单元分析方法和Kirchhoff近似方法计算散射系数。回波信号模型采用二维FFT实现,最后通过对原始回波成像图形进行分析,表明了该方法的有效性。     

包络相位联合自聚焦高分辨SAR运动补偿

提出了一种包络相位联合自聚焦运动补偿算法,解决了机载高分辨合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像过程中复杂的运动误差问题。该方法不但可以实现对高阶运动误差的估计,而且可以同时补偿包络和相位误差。通过对运动误差进行归一化多项式拟合建立关于运动误差多项式系数的最小熵优化方程,同时利用阻尼牛顿法对其进行求解,实现高效精确的多项式系数估计。另外,设计了交替联合自聚焦算法,以实现对较大运动误差的精确估计。最后,应用实测机载聚束SAR数据验证该方法的有效性和优越性。     

Cardiac MR image segmentation using CHNN and level set method

Although cardiac magnetic resonance imaging (MRI) can provide high spatial resolution image, the area gray level inhomogenization, weak boundary and artifact often can be found in MR images. So, the MR images segmentation using the gradient-based methods is poor in quality and efficiency. An algorithm, based on the competitive hopfield neural network (CHNN) and the curve propagation, is proposed for cardiac MR images segmentation in this paper. The algorithm is composed of two phases. In first phase, a CHNN is used to classify the image objects, and to make gray level homogenization and to recognize weak boundaries in objects. In second phase, based on the classified results, the level set velocity function is created and the object boundaries are extracted with the curve propagation algorithm of the narrow band-based level set. The test results are promising and encouraging.     

基于摄像机运动的简单虚拟场景生成

利用摄像机标定技术和视频融合技术设计了一个基于摄像机运动的简单虚拟场景生成系统。首先对摄像机进行标定，然后利用摄像机的运动参数根据摄像机成像模型计算出3-D实景中特定的位置在2-D视频图像上的映射，最后利用映射结果对虚拟景物进行透视变换，并把它实时融合到视频图像特定位置中形成新的视觉效果，实现了一种类似于虚拟演播室的简单、有效、实用的视频制作新方法。实验表明该方法实时性好、生成的虚拟场景效果逼真。     

一种基于高阶统计量的图像识别算法研究

提出了一种基于图像高阶统计量的识别算法。利用Radon变换将图像数据变换到一维空间,通过计算投影数据的双谱构造出具有比例和平移不变性的特征。利用Rapid变换获得特征的旋转不变特性;接着,利用阈值分析的方法进行特征选择,获得了较原始特征更好的识别效果。针对特征向量过长的问题,利用主元分析进行长度压缩。与不同方法的实验比较表明,算法能够有效地用于图像识别。