基于B样条的左心室核磁共振图像标记面的运动重建

介绍利用改进的左心室数字模拟器提供的核磁共振图像进行左心室运动重建的方法，即以双三次B样条曲面技术拟合短轴和长轴影像层3个方向的标记面．达到亚像素精度。这对于跟踪心肌点几何位置，分析左心室的运动变形具有重要意义。     

心脏核磁共振图像左心室底层组织分割方法

提出了一种基于局部灰度聚类(LIC)模型和分水岭算法的心脏核磁共振成像(MRI)图像左心室底层组织分割方法.首先,使用LIC模型对图像进行初步分割,提取出图像中的组织和器官;然后,使用分水岭算法弥补粘连的不同组织或器官之间缺失的边界,将其分开,人工选取种子点进行区域生长初步提取左心室;最后,利用左心室形状特征的先验知识判断提取的左心室中是否包含主动脉,若包含则去除主动脉,得到精确的左心室分割结果.实验结果表明,该方法能有效去除心脏MRI图像上左心室底层存在的弱边界和边缘泄露的影响,得到准确的左心室底层组织分割结果.     

主动轮廓模型及其在医学体分割中的应用

利用医学序列切片在灰度值和空间位置上的相关性,对传统主动轮廓模型进行改进,将其应用于医学体数据分割中.以物体轮廓采样到其相邻两采样点中点的距离为内部能量函数,同时通过制约轮廓的长度,使其尽可能短来达到;利用图像区域的局部梯度信息,同时利用序列图像之间局部区域的全局信息及其相关性重新构造外部能量函数;并根据内外部能量的比值,动态的调节权值参数.实验结果表明,改进算法既可以有效地检测出一些拐角点和凹点,又可以避免目标边缘收敛于某些噪声点或伪边缘点,可达到良好的体分割效果.     

基于“草图跟踪”的复杂曲面设计方法

介绍了基于原有产品图片资料的三维重建方法,即根据被仿制车型的图片资料,从二维信息中提取三维信息,在三维空间中重新构造出二维信息所对应的三维形体,重构汽车外形主模型的建模方法·利用CATIA软件中的草图跟踪模块,在3D视角中引入实际车身大小外形草图图像,作为构建车身三维几何模型的基础,依据现有参数化曲面理论和应用软件曲面造型方法,结合产品的外形情况,采用曲面分块车身建模方法,对车身建模和创新设计过程中涉及的关键技术进行了分析·     

一种带心肌瘢痕的心脏磁共振图像左室壁分割方法

从心脏磁共振图像中分割出左心室内外膜轮廓线,是心脏三维重建及心脏功能评定的先决条件.针对带心肌瘢痕的心脏磁共振图像,提出了一种基于显著性检测定位的左心室内外膜分割方法.方法采用视觉显著性检测和分水岭变换,提取左心室血池区域,准确确定了左心室位置;然后提取血池区域轮廓线作为内膜初始轮廓,在带形状约束的活动轮廓模型作用下演化得到左心室内外膜.实验结果证明,该方法定位较为准确,能使初始轮廓迅速收敛到内膜边界,分割得到的内外膜以及心肌区域均较为准确.     

采用标记点的弹性连接体三维建模与运动估计

为了采用非常少的参数就能反映人肢体皮肤的变形,提出了一种新的旋转圆锥曲面进行弹性连接体（人体）三维建模,模型包括了人体三维骨架和代表人肢体皮肤的变形曲面方程, 每个肢体只需调整一个变形参数就能反映出人肢体皮肤的变形.根据双目图像序列的标记点估计人体三维变形和运动参数, 包括了骨架的运动参数估计和变形曲面的变形参数确定.实验结果表明：模型能正确地反映人肢体皮肤的变形,运动估计算法能精确地估计人体运动参数.     

基于全卷积网络迁移学习的左心室内膜分割

为了避免过拟合现象，提出了基于全卷积网络迁移学习的左心室内膜分割方法.该方法在已用自然图像训练好的VGGNet模型的基础上对参数进行微调;其次，利用了心室内膜位于MRI图像中心处的先验信息作为选取准则来优化分割结果.将该方法对2009 MICCAI数据集的45个病例进行测试，其DICE指数、APD距离和GC率分别为0.91，1.73mm和97.81%.测试结果表明该方法对于心脏MRI图像的左心室内膜的分割结果较好，当引入一定的先验信息后可以优化测试结果.     

多分辨超声心动图像分割模型

提出了一种新的基于水平集的多分辨空间超声心动图像分割模型，该模型在粗尺度上实现预分割，然后通过解传递方法将结果传递到细尺度上进行优化分割．在粗尺度上采用基于区域的高斯噪声模型分析图像，并和测地线模型相结合实现预分割，预分割结果表明了组合模型能自动和精确地提取边界．提出了基于数学形态学算子的尺度间快速解传递方法，该方法不需要进行插值运算，避免了常规方法效率低的问题．在细尺度上提出了一种局部活动轮廓优化模型，定义了新的基于局部亮度的目标函数．优化后的平均相似性从0．9862提高到0．9985．对左心室图像的分割实验证明了多分辨模型和常规方法相比具有更好的精确性和鲁棒性．     

一种敏捷曲柄连杆机构的动力学模拟

从动力学角度着重分析了一种敏捷曲柄连杆机构，借助动态显式有限元方法，进行了三种晨线性结构动力学模拟，结果分析表明，该机构可以有效完成指定的快速动作；为保证其较高的往复运动频率，必须采取措施以防温度过高；与内能相比，机构整体刚体动能是主要的，整体y向等效刚体速度远远大于x向速度；机构各零件等效刚体速度均各自运动形式一致，无论能量方面还是速度方向，没块的影响作用都是主要的，整个机构各向等效惯性力均有振荡，其中y向惯性力振幅最大。     

基于统计模型的心脏医学图像运动分析

采用最小描述长度建立目标函数,通过参数化过程的优化实现标定点的自动对应;并进一步与活动形状模型结合,将其应用到心脏医学图像的运动特征分析中。实验结果表明,该方法可有效提高统计模型的泛化能力,并实现对心室结构的分割和运动跟踪。     

WaterBalloonsSnake模型的数字图像轮廓提取算法

为解决数字图像如左心室MRI图像存在着弱边缘、与周围组织之间的低对比度区域的特点,传统的Snake模型算法分割数字图像,出现变形曲线泄漏现象这一问题,提出一种改进的Balloons Snake模型-Water Balloons Snake图像分割算法.该算法利用数学形态学理论自动获取左心室数字MRI图像的重心以及边界形状变化允许空间,采用分水岭变换算法获取图像轮廓内壁分水岭线,并以此作为Snake数字模型的初始样条曲线进行进一步轮廓捕获.以小香猪左室加标记MRI数字医学图像作为应用研究对象,对比了几种模型的不同处理结果.实验表明WaterBalloons Snake模型算法比经典Snake模型或Balloons Snake模型算法能够更有效地处理变形曲线泄漏问题,并且具有较快的收敛速度.     

基于图像的人体参数测量系统的设计与实现

给出一种基于图像的人体参数自动测量方法,并设计与实现人体参数测量系统.通过2个数码相机拍摄人体的正视图和侧视图,运用图像分割和特征提取等图像处理方法提取2幅图像上的人体特征点;利用三维标定架标定相机的内外参数;利用双目视觉原理从2幅图像上的特征点计算出人体的测量点,完成人体尺寸参数计算.试验结果表明:与传统手工测量相比,本方法能实现自动测量,缩短了测量时间,提高测量的精度和效率;与三维非接触测量相比,本方法测量设备简单和便携,测量速度更快,操作更加方便.     

基于改进活动轮廓模型的超声图像分割

活动轮廓模型被广泛应用于医学图像分割之中,文中提出了一种改进的快速活动轮廓分割法。原算法在优化过程中容易缩成一点,其初始轮廓必须给定在图像边缘附近,改进的快速活动轮廓算法给出了不同于原算法的内部能量函数,并增加一自适应的约束力,扩大了算法捕捉图像特征的范围。实验结果表明：该算法快,能在更大的范围内捕捉图像特征,是一种有效的分割超声图像的算法。     

三分子聚合体的束缚能和几何结构的变分计算

利用解少体问题的变分法，计算了三个三分子聚合体（Ｈ２）３、（Ｄ２）３和Ｎｅ３的束缚能量，用形状密度分析法研究了这些三聚体的几何结构和内部运动模式，得出了一些有意义的结果。     

显微细胞图像分析方法的研究进展

阐述了图像处理技术在显微细胞图像处理领域的发展现状,包括显微细胞图像预处理算法、细胞分割算法、细胞跟踪算法、细胞形状变化分析、3D细胞图像分析等内容。 指出了显微细胞图像处理研究中的难点,如非刚体形状的描述,旋转、平移、尺度变化对形状描述影响的消除,3D形状信息的提取和压缩等。 并探讨了显微细胞图像处理由静态图像分析向动态图像分析,由2D图像分析向3D图像分析,由定性分析向定量分析的发展趋势。      

基于全卷积网络的左心室射血分数自动检测

提出了一种基于全卷积网络(fully convolutional networks, FCN)的左心室射血分数自动估测的方法.利用全卷积网络对心脏磁共振图像中的左心室进行内轮廓分割,计算心脏左心室在一个心动周期中各时间点的容积,提取左心室舒张末期与收缩末期的容积,最后推导出左心室的射血分数.使用700组图片对全卷积网络进行训练以及440组图片进行测试,并将最后计算结果与美国国立卫生研究院和儿童国家医疗中心提供的射血分数(ejection fraction, EF)金标准进行了对比,计算准确率为89.8%,结果处在合理的误差范围内.     

一种基于灰度修正的心肌瘢痕阈值分割方法

将心肌瘢痕从心脏磁共振延迟强化图像中分离出来并进行定性定量分析,对缺血性心脏病患者的早期诊断和准确预后评估具有十分重要的意义.针对心脏左心室内外膜边缘周围常见的噪声容易导致心肌瘢痕错分的问题,构建了一种基于灰度修正的心肌瘢痕阈值分割方法.方法依次采用像素标记、影响力计算和灰度更新三个步骤对心肌区域进行灰度修正,然后结合OSTU算法对心肌瘢痕进行阈值分割.实验结果表明,本文方法较以往的心肌瘢痕分割算法更接近有经验医生的人工分割结果,有效避免了左心室内外膜边缘噪声可能导致的心肌瘢痕的错分.     

基于时空纹理图象能量分析的运动和深度估计

本文提出用于运动理解和景深估计的三维时空纹理图象的运动能量方法，研究时空纹理和物体运动的关系，并从时域采样的角度研究了对应性问题。在此基础上，着重讨论了在已知运动的情况下，由时空运动纹理的频谱分布来定性估计深度的算法，并给出实验结果和分析。对于一般的运动，作者提出了采用图象注视变换和时域重采样的方法，使复杂的三维时空图象的分析简化为二维时空纹理的方向检测。本文研究可广泛应用于视觉导航、自动检测、安全监视和视频图象分类等领域。     

An eSnake model for medical image segmentation

A novel scheme of external force for detecting the object boundary of medical image based on Snakes (active contours) is introduced in the paper. In our new method, an electrostatic field on a template plane above the original image plane is designed to form the map of the external force. Compared with the method of Gradient Vector Flow (GVF), our approach has clear physical meanings. It has stronger ability to conform to boundary concavities, is simple to implement, and reliable for shape segmenting. Additionally, our method has larger capture range for the external force and is useful for medical image preprocessing in various applications. Finally, by adding the balloon force to the electrostatic field model, our Snake is able to represent long tube-like shapes or shapes with significant protrusions or bifurcations, and it has the specialty to prevent Snake leaking from large gaps on image edge by using a two-stage segmentation technique introduced in this paper. The test of our models proves that our methods are robust, precise in medical image segmentation.     

控制活动轮廓演化的快速图像分割方法

针对目前图像分割方法较难精确、 快速地实现图像分割的问题, 提出一种控制活动轮廓演化的快速图像分割方法. 首先用外部能量与内部能量加权和作为曲线能量函数, 用封闭曲线外部与内部能量建立活动轮廓波模型; 然后用最优路径移动更新曲线能量, 获取所需图像分割目标; 最后引入粒子群优化算法获取全部初始轮廓点的最优控制点, 根据最优控制点控制活动轮廓演化达到实现目标图像准确分割的目的. 实验结果表明, 该方法的图像分割精度明显高于目前典型的图像分割算法, 提高了图像分割的抗噪性能及图像分割速度.