基于FPGA的数值计算在实时图像处理中的应用

实时图像分割对于实时图像处理系统具有非常重要的意义。对于具有二次曲线边界的图像,为了确定其边界以进行实时分割,必然涉及到硬件电路上数据的开方等复杂计算,这对于一般情况下数据传输速率达到80MHz左右的实时图像处理系统来说无疑是个很大的挑战。为了完成图像分割,文章通过一种逐位比较的算法以确定图像边界,该算法的数学本质是利用二分法进行数值计算。而在具体实现方面,设计了基于FPGA的硬件电路,其中处理器内部结构采用数据通路和数据控制通路分离的方式,并通过VerilogHDL语言编程下载。最终实现了对具有二次曲线边界的图像的实时物理分割。

医学院校理工类课程作业质量调查与分析

目的:全面了解医学院校学生对理工类课程的作业完成质量。调查研究学生在耗费时间,独立完成情况,未能独立完成的原因,完成作业热情,完成作业动力,学习价值感,共5个方面的情况。方法:设计调查问卷,重点获得学生对待作业的态度,抄袭作业的情况及其原因方面的数据。问卷采用选择题的方式,每题要求受访者分别针对语言类课程、医学类课程、理工类课程作答,采用无记名方式收集数据,由于数据总体分布未知,因此采用SPSS软件中的非参数检验进行数据统计分析,根据样本情况不同采用了Friedman检验,Mann-Whitney U检验,和Kruskal-Wallis检验。结果:数据分析包括两方面:相较其它学科的作业情况分析,除学科种类外的因素导致的差异分析。一方面,学科不同学生作业的抄袭频率,作业完成方式,作业价值感有显著差异(p<0.05),相对医学和语言类课程,理工类课程作业的抄袭频率更高,作业完成方式独立性更差,但价值感更强。同时,批改作业对高质量完成作业能起到极大的督促作用。另一方面,从对待作业的态度和抄袭作业的频率来评价分析,性别不同不会导致作业质量差异显著(p>0.05),而年级不同,兴趣不同会导致作业质量差异显著(p<0.05)。结论:根据数据分析结果,提出三点建议提高医学院校的理工科作业质量:改进收作业方式,尽量批改作业;采用科学的作业布置策略;结合课堂教学提高学生兴趣。

小组教学模式的探索与实践

医学学生在学习理工类课程时普遍存在积极性不高、课程内容相对较难等问题,在教学过程中运用互动性高、竞争性强的小组教学模式提高了医学学生学习理工类课程的积极性,培养了学生独立思考的能力和创新意识,改变了机械灌输的教学模式,充分体现了学生的主体地位和教师的指导作用。教学实践证明,小组教学模式能够取得较好的成效,为提高教学质量提供了适宜的方法和途径。

磁共振图像处理中部分傅里叶重建算法的比较

目的比较磁共振（MRI）图像处理中部分傅里叶重建算法，对比各算法的优缺点，改进算法。方法基于部分傅里叶重建算法理论上的k空间数据的共轭、对称性，利用1．5T医用MRI设备，采集全k空间的数据，重建时仅利用其中55％～85％的数据模拟部分采集方式，用零填充、共轭对称、Homodyne、POCS几种算法分别重建图像。结果共轭填充方式振铃伪影最明显，POCS算法去振铃伪影效果最好。结论POCS算法多次用低频相位加权迭代，在去掉伪影的同时造成高频图像细节丢失，且耗时较长；Homodyne算法能在保留图像细节和消除振铃中间取得较好的平衡，如果用Sinc函数作为权重函数进行相位解缠绕，还可以进一步提高图像质量。

基于Computer Simulation Technology的磁共振射频线圈模拟与设计

目的:基于CST(Computer Simulation Technology)软件设计磁共振射频线圈,利用软件功能计算S参数、驻波比,求解每个网格的电场和磁场的方向、大小等,辅助完成实际线圈设计。方法:以单圈线圈为例,设计3层仿真模型:铜箔线圈层、环氧玻璃布层压板层、水模层。正确输入每一层的材料参数,并加入电容、端口等集总参数元件。设计合适的网格划分要求,插入场监视器。结果:数据结果包括一维结果和二、三维结果,其中一维结果包括S参数,驻波比,不连续端口的电流、电压、阻抗,集总参数元件的电流、电压、阻抗等,二、三维结果包括电场分布、磁场分布、表面电流等。从S11参数看出此线圈模型可在21.86 MHz处实现调谐和匹配,实际中可用作0.5 T磁共振成像设备的线圈。电磁场分布结果可以看出电容附近电场强度较高,磁场强度在线圈附近z方向强度较高。结论:磁共振射频线圈的设计可以利用CST软件辅助完成,通过调整线圈的形状、铜箔宽度等建立模型,根据S参数查看调谐匹配、耦合结果,通过场监视器的设置,查看二、三维电磁场分布。由结果再修改模型,最终完成设计。

嵌入式系统的显卡方案设计

介绍具有面向微处理器的通用接口显卡系统,可使低速微处理器轻松驱动高分辨率显示器,且占用微处理器的时间极少。该方案以DDR SDRAM为显存存储图像数据,以FPGA为核心,控制并读/写显存中的数据,并将显存中的数据同步到液晶屏的驱动时钟下,形成持续的数据流,同时输出控制信号控制液晶屏的驱动,嵌入式微处理器仅需要在改变图像时输出数据,而不需持续输出驱动信号和数据流,从而大大降低嵌入式处理器的驱动负担。

氨燃爆危险性与处置方法探讨

简述涉氨场所的安全问题及处置方案。从氨的理化性质及其发生燃烧爆炸的影响因素进行分析,并分析涉氨场所的事故类型,指出主要的事故原因。对氨的泄漏机理进行分析,重点以液氨管道的有限孔泄漏模型为研究对象,考察其泄漏量及爆炸危险性,得到简化后的计算式。结合液氨的溶解性及气液吸收/传质特性,对消防处置的方法提出建议。

医工融合构建新工科、新医科人才培养模式

在调研国内医工融合发展现状和总结川北医学院十余年实践的基础上,研究探索新工科、新医科人才培养思路,凝练和形成了适合学校自身情况,服务区域医疗卫生工程的新工科人才培养模式,提出适应产业转型升级的“人工智能+医学”复合型应用人才培养构想。

烟花爆竹爆炸事故危险性研究

在统计近10a烟花爆竹事故的基础上,利用TNT当量法,选取两种典型烟火药剂,分析研究了不同储存量烟花爆竹发生爆炸时的压力分布情况,并对不同储量烟花爆竹的伤害范围进行评估。研究表明,烟花爆竹的爆炸压力随距离的增加而降低,并且不同伤害程度半径之间存在一定比例。

某体育建筑场馆间联系平台消防安全分析

分析某体育建筑场馆间联系平台的消防安全,针对存在的问题提出了相应的消防措施。考虑不同的火源位置、火灾规模、灭火系统及排烟系统有效性设定一系列火灾场景,利用FDS对各火灾场景的烟气流动进行数值模拟,分析烟气蔓延过程及其原因,分析消防措施的有效性。结果表明,在采取相应的消防措施后,该体育建筑场馆间的联系平台在火灾条件下可保持安全的疏散环境,可作为人员疏散的临时安全区。

功率放大电路实验项目设计

功率放大电路是电子技术教学中的重要内容,但其对应的实验却大多为验证性的。本文设计了开放性实验项目,以学生自主设计电路为主要内容,自主分析各种可能出现的错误,从而深入理解功率放大电路中三极管工作原理,耦合电容、输入回路和时间常数等概念,为开设电子技术类实验课程提供了新的思路。

可燃固体火灾危险性特征研究

概述了可燃固体的火灾危险性参数,包括总热值、自燃温度、闪燃温度、火焰蔓延速率、热释放速率、发烟量等。给出了可燃固体火灾危险性参数的定义、测试方法。对典型可燃固体的自燃温度和闪燃温度进行了试验研究,分析了两者之间的关系。

以学生为主导的创新性实验课程设计

培养和提升学生的创新实践能力是高校的主要教学目的之一,开设实验(实践)课程则是培养这种能力的主要途径。为了提高此类课程的教学质量,将其由教师为主导转变为以学生为主导,文章提出了创新性实验课程设计的思路,从实验方案的拟定到实验方案可行性分析,再到实验器材、实验材料的准备、实验的具体实施都由学生自行完成,强调学生在课程中的中心地位。教师在课程中负责制定实验目标,设定约束条件,保障实验条件,评价实验成绩等辅助作用。

作业效果评价与分析

目的在当前高等教育中,作业环节在巩固学习知识,控制教学质量方面起着举足轻重的作用,但同时也面临着学生抄袭情况严重,教师批改工作量过大等问题,为此,各种作业方式应运而生,五花八门,但如何评价各种方式的优劣性,目前却缺乏有效的评价策略。方法本研究设计了一种作业效果评价模型,为科学评价并使用合适的作业方式提供参考。模型采用层次分析法将教学效果分为客观和主观两方面,建立判断矩阵,构建评价模型,其中客观数据来自考试成绩,主观数据来自调查问卷。通过在教学过程中实践3种不同的作业策略,并采集数据,经统计学原理软件(SPSS)评价3种常用的作业策略,分析优劣,找出合适的作业方式。结果根据判断矩阵,综合客观主观因素,可知三种策略之间有统计学差异(P<0.1)。结论通过本评价机制得出结论,小组模式策略优于传统模式和随堂考试模式,可以在教学过程中推广使用。

某大型综合商业广场消防设计分析

以某大型综合商业广场为例,对其写字楼、购物广场、餐饮娱乐、综合性多厅影院等不同功能区火灾危险性进行分析介绍,分析其防火分区、疏散方面的问题,并提出增设消防设施、强化防火分隔等措施。设定9个火灾场景对各功能区进行消防安全性能的评估,针对评估结果提出各自的消防安全技术改进措施。

LCD投影机照明系统增透层的设计

由于主流三片式LCD投影机光源利用率高,因此其亮度和分辨率都有保证,但其包含昂贵的合色棱镜和3片LCD板,造成成本居高不下,而RGB三色光的分色合色更导致其机械对准困难,致使工艺复杂。相对来说单片式LCD投影机制作工艺简单、成本低廉,很好地克服了三片式LCD投影机的主要问题,但其光源利用率低这一主要缺陷会引起光源寿命短、投影亮度不高和分辨率低等缺点。为克服这一缺陷,文中提出在光源和LCD面板之间加一透镜阵列作为增透层,并提出了增透层的结构,阐述了提高光谱效率的原理,进行了光线追迹计算,最后用Matlab软件模拟光线路径,优化了透镜阵列参数。

带有源负载的差分放大电路的分析与研究

带有源负载的差分放大电路是模拟电子技术课程中"模拟集成电路"一章中的教学难点,该电路综合了镜像电流源和差分放大电路的基本结构,需要综合分析,对于初学者来说难度更大。很多模拟电子技术教材都介绍了这一部分,但大多介绍得比较粗略,不够清楚。依托我院虚拟仿真实验中心,利用计算机辅助设计软件,可以方便的仿真各种实际电路,分析各种可能的问题,从而深入理解该电路的结构和工作原理,可以应用到电子技术课程的教学中。

基于小波变换的改进阈值法在心电信号去噪中的应用

目的为了克服传统小波硬阈值函数的不连续性和软阈值函数有偏差的缺点,并消除采用固定阈值带来的偏差。方法改变小波阈值函数部分参数得到一种新的小波阈值函数,新的小波阈值函数可以看成是硬阈值函数和软阈值函数的线性组合,既克服了软硬阈值函数的缺点,同时又能在它们之间进行灵活选择,小波阈值的选取采用了一种自适应阈值。结果改进阈值法能有效去除心电信号中常见的工频干扰、肌电干扰和基线漂移3种噪声。结论与软硬阈值法相比,无论是从视觉效果上还是信噪比上都有较大的改善。

基于ADS1293的便携式低功耗心电信号采集系统

为实现对人体心电信号的实时采集,设计了一种基于ADS1293的心电信号采集系统,系统主要由ADS1293信号采集前端和MSP430单片机控制电路组成。ADS1293对心电信号进行24位的高精度模/数转换,由SPI接口方式发送给MSP430进行分析处理,最终通过MSP430的USB接口发送到便携式显示设备实时显示波形。该系统为便携式、低功耗的心电信号采集系统提供了技术支持,具有广泛的应用前景。

医学院校生物医学工程专业应用型人才培养模式研究

立足我国国情、社会需求的变化,结合医学院校的实际情况,通过发挥自身优势与特色,从培养目标、课程体系、实践教学、师资队伍建设等角度出发,以培养应用型人才为目标,对生物医学工程专业培养模式进行研究和探讨。