电子综合课程实验项目改革案例设计——以“波形产生和参数测量系统”为例

针对新形势下电子信息类本科人才培养所面临的挑战,以及电子综合课程设计课程的特点及现状,以波形产生和参数测量系统为具体案例,介绍了实验任务、原理及方案、实施过程和实验效果等内容,并在较为完整的工程项目实施过程中实现了专业教育和创新创业教育在教与学方面的融合。该实验案例结合了电子信息多门专业课程知识,同时引入了迪文串口屏新技术,引导学生运用单片机和数字电子技术解决现实生活和工程中的实际问题。通过构建普适性的创新创业实践平台,突出了对新工科建设的探索,培养了学生的创新创业意识和能力。

基于遗传算法优化VMD-ESSA的HIFU回波信号降噪研究

由于高强度聚焦超声(HIFU)信号夹杂环境噪声,提出利用遗传算法优化变分模态分解(VMD)并结合能量均值法(EAM)及奇异谱分析(SSA)来对其进行降噪。遗传算法使得VMD具有更强的抗干扰性,奇异谱分析能够弥补能量均值去噪不完善。仿真实验表明,所提方法与GA-VMD-E、GA-VMD-SSA、VMD-ESSA降噪方法相比,重构后的信号的信噪比更高,均方根误差和最大误差更小。在实测信号中从频谱和降噪率两个角度证明了该方法的优越性,为通过HIFU回波信号分析生物组织损伤提供了一种更有效的预处理方法。

基于HIFU回波信号和多尺度模糊熵的生物组织变性识别研究

为了解决高强度聚焦超声(HIFU)治疗中的监测问题,在无需引入其他监测源的情况下,通过研究HIFU回波基波与二次谐波的多尺度模糊熵(MFE),提出了一种生物组织变性辨析新方法。HIFU回波信号通过谱减法去噪后,利用信息散度优化的变分模态分解(KLD-VMD)提取其基波与二次谐波分量,然后结合基波与二次谐波的MFE对组织进行变性识别,并使用等错误概率(EER)评价了该方法的有效性。最后,研究还比较了KLD-VMD与VMD、经验模态分解(EMD)和固有时间尺度分解(ITD)等其他分解方法,结合MFE分析了其辨析变性组织的能力。试验结果表明:基于KLD-VMD和MFE的组织变性识别其EER达到5.1%,相较于其他方法表现出了更好的识别效果;结合基波和二次谐波的识别结果比使用单一特征参数更好。该研究为HIFU治疗提供了一种新的监测方法,具有潜在的实际应用价值。

基于B超图像处理确定HIFU治疗区域

根据B超监控图像中HIFU(High Intensity Focused Ultrasound)治疗区域的特点,采用小波变换模局部极大值方法提取治疗区域边缘特征点,并结合模糊判决理论进行边缘连接,最后通过形态学后处理得到B超图像治疗区域的封闭轮廓曲线。结果证明:该方法克服了传统图像分割方法阈值难以确定的瓶颈,能够更好地从B超图像中检测出HIFU治疗区域的大小。

一种基于B超图像处理的生物组织变性监测方法

本文提出基于B超图像灰度和小波变换系数并结合BP神经网络监测HIFU治疗中生物组织变性的方法。通过对高强度聚焦超声打击新鲜离体猪肉组织前后获得的B超图像作数字减影,并提取图像特征,利用神经网络进行分类处理。在此基础上,对大量实验数据处理后的统计特性和误差进行分析,得出较好的辨识效果。结果表明:结合图像平均灰度和小波变换系数特征并输入BP神经网络,能够更好地监测HIFU治疗中生物组织是否变性。

基于MODIS-NDVI数据的西藏高原沙漠化信息提取

西藏高原是我国沙漠化发生发展较为强烈的地区之一,沙漠化的监测和防治非常重要。本文以MODIS-NDVI时间序列影像为基础数据源,辅以DEM数据及研究区1:400万土地利用矢量数据,采用按植被覆盖度分区和监督分类的方法,对西藏高原进行了沙漠化土地利用解译,得到西藏地区的沙漠化程度及沙漠化分布:西藏高原沙漠化土地面积为227034.65km2,占全区土地总面积的18.91%,程度以中度和轻度为主。沙漠化土地主要分布在阿里地区、那曲地区和日喀则地区。

基于B超图像评价HIFU治疗剂量对组织损伤程度的影响

基于B超图像分析HIFU治疗中辐照剂量、组织凝固性坏死区域和图像参数之间的关系。通过对高强度聚焦超声辐照新鲜离体组织前后获得的B超图像做数字减影处理,计算图像灰度平均值,同时切片观察并记录生物组织的凝固性坏死区域大小,在此基础上得到大批量数据的统计特性。结果表明:辐照剂量、组织凝固性坏死区域与B超图像灰度平均值在一定范围内成正相关性;当凝固性坏死区域增大到一定程度时,B超图像灰度平均值不再增大,而是呈无规律分布。B超图像灰度可反映组织损伤程度,为实时监控HIFU治疗效果提供依据。

基于B超图像处理监测生物组织变性的方法

提出基于B超图像的灰度和分形截距特征并结合支持向量机监测生物组织变性的方法。通过对高强度聚焦超声打击新鲜离体猪肉和猪肝组织前后获得的B超图像做数字减影,并提取图像特征和分类,找出生物组织变性凝固点。在此基础上,对大量实验数据处理后的统计特性和误差进行了分析,比较了不同特征参数的辨识效果。结果表明:综合图像的分形截距和灰度平均值特征并建立支持向量机,能够更好地监测HIFU治疗中生物组织是否变性。

1980-2010年西藏波密地区典型冰川变化特征及其对气候变化的响应

运用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术,结合波密县1960-2010年气象数据,分析了西藏波密地区冰川的主要分布特征和典型大冰川1980-2010年的时空变化.结果显示:波密县共有冰川数量2 040条,总面积为4 382.5km2,其中,分布在海拔4 000～6 000m的高山冰川总面积达4 086km2,占冰川总面积的93.2%;南坡分布冰川1 504条,面积3 180.04km2,分别占波密冰川总量的73.73%和72.56%,而北坡占还不到三分之一.提取1980、1990、2000和2010年4期面积大于20km2的24条大冰川面积进行对比分析,1980-2010年间波密县大冰川面积总体呈减小趋势,由1980年的1 592.78km2退缩至2010年1 567.04km2,共退缩了25.74km2;其中,1980-1990年冰川变化贡献最大,冰川面积退缩了16.62km2,占冰川总面积退缩量的64.6%.波密县气象站数据显示,50a来冰川退缩主要受温度持续上升的影响,降水量变化对冰川变化影响不大.

四川中东部地区2009年大气硫沉降模拟

采用第三代公共多尺度空气质量模型Models-3/CMAQ,对四川中东部地区2009年1月、4月、7月和10月SO2排放所产生的硫沉降分布进行数值模拟研究,并且将该模型输出的ρ(SO2)、SO42-湿沉降量分别与地面层的ρ(SO2)、降水中SO42-湿沉降量实测值进行相关分析,探讨硫沉降的季节、区域分布特征及湿沉降变化.结果表明:ρ(SO2)模拟值与实测值的R(相关系数)为0.445,SO42-湿沉降量模拟值与实测值的R为0.510;四川中东部地区夏季硫沉降量为2.2×104t,高于其他三季,冬季最小,为1.0×104t;硫沉降呈三大片区分布,宜宾、乐山、泸州为高值分布区,资阳、遂宁、南充、广安和达州均属于硫沉降低值区,成都、德阳、绵阳片区属硫沉降次高值区;干沉降中SO2沉降量在各季所占比例均在85%以上,湿沉降中各季SO42-沉降量所占比例均在99%以上.

基于灰度概率分布-交叉熵法的无损测温方法

本研究利用高强度聚焦超声(HIFU)对新鲜离体猪肉组织进行辐照,并利用B超获取辐照前后的超声图像。运用灰度概率分布-交叉熵法对图像进行处理,将辐照前后图像的交叉熵作为检测温度的信息参数。通过曲线拟合,发现多组数据的交叉熵与温度都成近似的线性关系,且斜率非常接近;其确定系数大、误差小、温度分辨率高,明显地优于传统的灰度统计法和离散Fourier变换直流分量法,能够为超声治疗中的无损测温提供实时、可靠的依据。

基于线性判别分析与超声图像特征的组织损伤检测方法

目的探讨根据超声图像特征对高强度聚焦超声(HIFU)治疗中组织损伤情况进行无损检测的方法。方法对HIFU辐照新鲜离体猪肉组织前后获取的超声图像进行特征参量提取,并对其用线性判别分析(LDA)方法进行处理,再用处理后的参量结合LIBSVM进行识别。结果用LDA方法对减影图像的灰度均值和标准差处理后的参量进行识别,总识别率为86.07%;用LDA方法对HIFU辐照前后超声图像间的条件熵和相关系数处理后的参量进行识别,总识别率为92.62%。这两种方法所得到的识别率高于未用LDA方法。结论基于LDA方法的识别率要高于仅依据单个图像特征参量或将两个不同特征参量直接结合的识别方法,单参量识别时相关系数具有较明显优势。

HIFU治疗区域检测方法研究

提出了一种基于自适应掩模滤波和水平集方法相结合的B超图像分割方法,能较准确地从高强度聚焦超声(HIFU)辐照前后获得的B超图像的减影中检测出治疗区域。对HIFU辐照后的新鲜离体猪肉进行解剖切片,实际损伤情形基本与该方法所得结果相吻合。该方法可以帮助HIFU临床医生客观、准确地监控治疗过程,对提高HIFU疗效有实际意义。

基于小波能量和小波熵的组织损伤评价研究

针对高强度聚焦超声治疗过程监控,本文对小波能量和小波熵在组织损伤评价中的适用性进行研究.将高强度聚焦超声击打新鲜猪肉组织前后获得的散射回波通过A/D转换输入到计算机,再对接收信号提取小波能量和小波熵,通过分析其变化来判定组织损伤程度.实验结果表明:对于不同损伤级的组织,小波能量和3种不同形式小波熵的变化和区分能力存在差异.依据各参量在不同损伤级的分布情况,确定各损伤级对应的参量取值区间.综合所有参量对组织样本进行损伤级归类,能够为组织损伤情况的监测提供依据.

凝胶渗透色谱-气相色谱-质谱方法测定茶叶中五种高毒有机磷农药残留

本研究建立了以凝胶渗透色谱（gel permeation chromatography,GPC）为样品前处理方法,同时以气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）技术分析茶叶中五种高毒有机磷农药残留量的方法。样品用丙酮提取,共提物用乙酸乙酯：环己烷（1：1,V/V）作流动相的GPC净化,脱水浓缩定容,采用气相色谱-质谱联用,在选择离子监测模式下进行检测,用外标法定量。结果表明,浓度与其峰面积在0.005~0.500 mg/L范围内具有良好的线性关系,3个添加水平的平均回收率分别为：99.68%~106.31%,94.14%~98.11%,93.86%~98.21%,相对标准偏差（RSD）均小于10%,检出限为0.0005~0.0020 mg/kg。

基于超声图像特征参数检测高强度聚焦超声引起的组织损伤阈值

目的:研究在高强度聚焦超声(HIFU)辐射后,超声图像特征与HIFU辐射引起的组织损伤的关系,以此确定判别组织损伤的参数阈值。方法:在不同HIFU剂量情况下,定点辐射新鲜离体猪肉组织,并保存HIFU辐射前后的超声图像,提取其相关系数、减影图像灰度均值和标准差,并结合支持向量机进行辨识,利用正确识别的样本确定判别组织损伤的参数阈值。结果:对于组织损伤阈值,相关系数、灰度均值和标准差分别有各自的阈值区间,且都能较好地区分组织是否损伤。结论:在训练较好的情况下,相关系数、灰度均值和标准差这3个参数都可以用于组织损伤阈值的划分,但相关系数相对于灰度均值和标准差有更好的区分性能。

基于阈值法和数学形态学的HIFU治疗区域确定

为了在HIFU治疗过程中更客观有效地判定有效治疗区域,根据HIFU治疗的特点,在比较各种图像分割算法的基础上采用基于灰度期望值的阈值法,并与迭代数学形态学方法结合,从图像处理角度检测出了HIFU焦域的大小。实验表明该方法所获得的结果与实际损伤情形基本吻合,从而证明了该方法的可行性和有效性。

基于超声图像小波分形维和熵监测生物组织凝固性坏死

高强度聚焦超声(HIFU)治疗肿瘤过程中,辨别组织是否发生凝固性坏死非常重要.本文从数字图像处理的角度出发,研究利用超声图像的小波分形维和熵监测生物组织变性的可行性.将高强度聚焦超声打击新鲜猪肉组织后获得的超声图像与打击前的超声图像做差值处理,截取焦域中心64×64像素的图像,然后提取其小波分形维和熵作为参量信息,比较不同参量对组织凝固性坏死的辨识效果.实验表明,提取小波分形维和熵特征并输入BP神经网络,相对于仅使用某种特征参数而言有更高的识别率,可为临床监测生物组织是否有凝固性坏死发生提供有力的依据.

离散Walsh变换在超声治疗无损测温中的应用

利用高强度聚焦超声对新鲜的离体猪肉进行辐射,并通过B超获取辐射前后的超声图像。采用二维离散Walsh变换法,从辐射前后的超声图像的差图像中分离出低频分量,作为反映温度信息的参数。选取确定系数作为衡量误差的参数,通过曲线拟合,发现二维离散Walsh变换直流分量与温度呈近似线性关系,且多组数据的斜率非常接近,与传统的灰度均值测温法相比,实验结果表明,该方法误差更小,温度分辨率更高,使用正交矩阵变换,符合计算机语言的逻辑,仿真检测时间较短,在实际应用中能为超声无损测温提供准确可靠的依据。

一种改进的基于纹理合成的数字图像修复方法

文章介绍了纹理合成技术中的Criminisi算法,针对其在计算边界优先权时存在的一些不足,提出了一种改进方法,通过优化Criminisi算法中优先权的计算公式,可以灵活地对不同特征的图像选择不同的参数,使得其修复结果更为合理,从而扩大了可以修复的图像范围。实验结果证明,改进方法较好地克服Criminisi算法在计算边界优先权时存在的不足,图像修复后的视觉效果和客观评价体系均较之前有所提高。