赤潮藻类流式图像自动分析算法的研究

赤潮是常见海洋自然灾害之一。为了早期预测和预报赤潮的发生,开发了基于流式图像的赤潮监测仪器,它将流式细胞、显微成像以及图像处理技术结合起来,采用基于背景差的方法快速准确地分割出藻类图像;为了克服藻类细胞处于不同生长周期和环境带来的形态和个体差异的影响,提取具有平移、旋转和尺度不变性的几何形状特征与基于灰度共生矩阵的纹理特征,采用一对一的多分类支持向量机进行分类识别。实验结果表明,该算法实现对了海洋原甲藻、红色裸甲藻、拟菱形藻和中肋骨条藻的自动分类,平均识别准确率高达94.37%。

生理信号采集卡虚拟设备驱动程序的设计

基于Microsoft Windows98平台的网络睡眼监护系统,利用VTOOLSD开发生理信号采集卡虚拟设备驱动程序(VxD) 在VxD中实现IRQ的虚拟化,钩挂中断处理程序,实时处理硬件中断,采集心电、脑电等多路生理信号。这样,可以充 分发挥Win98的优势,使得网络睡眠监护系统能够满足家庭保健和社区医疗的需求。

基于形状特征描述子的赤潮优势种识别研究

研究了赤潮优势种识别技术,该技术运用在基于流式细胞技术的赤潮实时监控系统中.由于不同生长周期和拍摄视角对藻类细胞的形态有较大的影响,仅用一种特征就将藻类分开是不现实的.采用3种形状特征描述子提取特征,再利用多级主特征向量评估准则进行特征融合和降维,最后使用SVM进行分类.通过对6类我国附近海域常见赤潮优势种的3000个样本的自动分类实验结果表明,识别精度可以达到95.80%,与人工识别精度相当,具备较高的实用性.

海洋赤潮生物图像实时采集系统

介绍了一种海洋赤潮生物图像实时采集系统，该系统为海洋赤潮生物监测系统的重要组成部分。该系统主要由流式系统和高速CCD图像采集系统构成，通过蠕动泵控制海水样品的流速，采用微控制器控制CCD拍摄图像的曝光时间，达到对高速运动的赤潮生物图像的清晰实时采集。该系统为监测和计算海洋赤潮生物及其浓度提供了一种有效的途径。

基于SVDD和SVM的赤潮藻类识别

提出了一种基于支持向量机(SVM)和支持向量域描述(SVDD)的赤潮藻类分类系统.该系统是赤潮藻类流式监测系统的子系统.设计这套系统的主要难点在于:1)同一种藻类的形态由于个体差异和生长期不同而不同;2)藻类图像是任意位置三维目标在成像平面的投影,投影存在任意性并可能产生局部遮挡;3)藻类图像包含非目标藻类和杂质.在特征提取算法的基础上,首先对输入的藻类采用SVDD进行拒识或接受处理,最后针对接受的藻类再利用基于超平面分割的SVM分类器进行分类判决.实验证明:基于SVM和SVDD的赤潮藻类分类系统分类精度更高并具有较好的拒识性能,是一种较好的藻类自动分类方法.

流式图像技术在赤潮监测中的应用

赤潮是我国近海常见的重要灾害.建立赤潮生物现场监测技术,是赤潮预警预报和防治控制的基础.将流式细胞分析技术与显微成像分析技术结合起来,建立了赤潮生物流式图像监测仪器,建立赤潮生物专家识别数据库,对于目标赤潮生物的识别准确率达到82.52%~99.02%,定量准确率达到80%以上.统计分析结果显示,赤潮生物流式图像监测仪器与显微镜方法具有相似的精密度,90.00%以上的分析结果具有一致性.与显微镜方法相比,赤潮生物流式图像监测仪器具有自动化程度高,分析速度快,无需人为干预等优点,为赤潮生物的监测提供了新的技术手段.

基于流式细胞摄像技术(FlowCAM)的赤潮藻类识别分析初探

采用流式细胞摄像系统(Flow Cytometer And Microscope,FlowCAM)技术,构建了福建南部海域的赤潮生物图谱数据库,并利用该数据库分别用VisualSpread软件自动识别法和描述子分析算法(MATLAB)来鉴定样品,对两种方法的识别精确度进行了比较。VisualSpreadsheet专业软件分析能力达到98.2%的平均精度,自主开发的特征描述子分类器达到94.1%的平均精度,拓展了实验设备的应用范围。

人眼晶状体建模与仿真研究综述

组织器官的建模仿真是生物医学工程研究的热点,人眼作为人体最重要的感觉器官之一,对其组成部分的建模与仿真研究具有重要的意义,而晶状体仿真模型的建立是“国人虚拟眼”研究的重要组成部分。论述了国内外人眼晶状体建模仿真研究现状,讨论了建模研究中几何建模与物理建模两大关键技术的研究方法及其发展趋势,为进一步开展晶状体的建模仿真研究打下基础。

基于裂隙灯显微图像的眼前节特征提取的新方法

裂隙灯显微图像是包含最直接和最丰富眼前节信息的无创数据源 ,针对其获取和处理等方面的特殊性 ,需要一种能够较好地分析和利用裂隙灯显微图像的方法。本研究提出了一种对直接用CCD从裂隙灯显微镜采集到的图像进行处理和分析的方法。首先采用一种改进的Canny算法进行边界提取 ,其中应用了多尺度的算法计算图像梯度。进而对所获得的边界点进行分类识别和曲线拟合等处理 ,获得眼前节各组织结构的边界 ,最后据此提取出眼前节的各项特征参数。实验获得了较好的结果 ,对临床有一定的指导意义。本方法具有操作简便 ,运算速度快 ,主观影响小和适应性强等特点。

基于压缩传感理论的数据重建

随着信息技术的不断发展,人们对信息需求量越来越大,这给信号采样、传输和存储的实现带来的压力越来越大。近年来国际上出现的压缩传感理论为该问题的解决提供了新的解决方案。压缩传感理论首先将信号投影到一个低维的信号空间,然后通过解一个基于凸优化的非线性恢复算法将信号恢复,而仅仅需要很少的数据。介绍了CS理论框架并对其中存在的难点问题进行了探讨,主要有稀疏近似理论、观测矩阵、信号重建算法。最后将压缩传感理论应用到一维和二维图像数据重建中并给出了仿真结果。实验结果表明,该方法与传统压缩方法相比具有更高的压缩比,并且能够得到更小的压缩误差。

基于DirectShow的眼前节图像采集系统的设计

利用裂隙灯显微镜观察眼前节是眼科诊断中常用的检查手段,但长期以来存在着数据获取、保存和共享上的困难.而D irectShow是W indows平台上进行流媒体应用开发的最新标准.利用D irectShow技术设计了眼前节图像采集系统.阐述了根据需求构建采集系统的F ilter G raph模型的方法,包括采集设备的选取,视频流的预览和采集,以及如何使用Samp leG rabber方法捕捉眼前节图像,并提出了将D irectShow与MFC相结合进行开发的方法.该系统可以辅助眼科医师进行病理诊断,使医师可以有时间对图像进行细致的分析,从而提高病理诊断的正确率.经实际临床测试,效果较为理想.

人眼晶状体前囊膜的非线性有限元仿真分析

在临床试验获得的形态数据和物理数据的基础上,建立了连续环形撕囊后前囊膜的物理模型,利用非线性有限元分析法对撕开口大小与囊膜最大拉伸长度之间的关系进行了仿真计算。结果表明,随撕开口的增大,囊膜所能承受的最大拉伸长度显著增加,最大拉伸状态下的撕开口周长Cr与撕开口初始周长Cc的比值(Cr/Cc)也增大。该结论与实验研究的结论一致,表明前囊膜的可拉伸性能随着撕开口的增大而增大。进一步分析指出,拉伸时,撕开口边缘处外力作用的范围会显著影响最大拉伸长度:外力作用范围越大,囊膜所能承受的最大拉伸长度也就越大;增大幅度随作用范围的增加而减小。研究结果表明,仿真分析取得的结果与实验研究结果相符。

应用于生物膜组织的虚拟手术仿真技术研究

生物膜组织的交互实时仿真是建立生物膜组织虚拟手术仿真环境的基础。针对生物膜组织的一些主要特征,结合虚拟眼手术仿真问题的研究,提出了一种基于弹簧质点模型的膜组织变形仿真建模,并特别考虑了碰撞检测和碰撞响应问题。对模型采用了准静态方法求解从而使变形仿真效果更稳定、真实感更强。所提出的方法被应用于眼角膜,较好地模拟了膜组织的基本特征。理论与实践均表明,该方法简单实用,效果较好。

基于网络的睡眠监护与分析系统设计

介绍了基于网络的睡眠监护与分析系统的软硬件设计方案,对系统设计中需要解决的网络数据传输,图形实时显示,以及数据库管理等一些关键性的问题,提出了解决方法.基于这些方法进行了初步的系统实验,取得了较为满意的效果.本系统可望成为未来数字化家庭的重要医疗单元和今后进一步开展远程医疗研究的基础.

人眼调节机制的仿真研究(英文)

目的:建立人眼晶状体的功能仿真模型,研究人眼的调节机制。方法:利用临床获得的数据,在计算机上建立晶状体调节的数字仿真模型,根据调节理论进行晶状体形变和调节仿真,并分析眼压对晶状体形变的影响。结果:仿真计算表明,随着调节的增加,前、后表面向远离晶状体中心的方向移动,晶状体厚度增大,前房深度减小;晶状体的前、后表面曲率半径增加,使得屈光力增大。晶状体形态对压力变化敏感:在晶状体表面施加压力后,前、后表面在压力的作用下向赤道部移动,晶状体厚度减小;前后表面曲率半径增大,赤道半径增大;屈光力随着压力的增大而增大。结论:仿真研究支持了 H elmholtz 的调节理论,与公认的调节事实相符合,表明了仿真研究是有效的研究方法。

计算机科学与工程可选培养模式探索

阐述厦门大学以工程应用科学研究为主,兼顾应用基础研究与工程技术研究,以应用研究型工程技术专门人才为培养目标,制定新的本科人才培养方案和实施细则,对学生实施个性化培养并解决实施过程中主要问题的过程。经过四年多的改革实践,该培养方案不断完善,目前实施情况良好,得到大多数师生的认可。

基于形态学滤波的寄生虫卵图像混合分割算法

寄生虫卵的自动识别是当今寄生虫医学图像处理的一个重要课题,目前已有算法一般都要求寄生虫标本杂质含量较少。提出一种基于形态学滤波的混合分割算法,首先采用B颜色信号提取有用信息,接着利用改进的形态学操作进行滤波,除去大量杂质及虫卵边缘粘合物,最后结合凸包运算并定义两个图像特征参数,即边界光滑度和区域填充度,做进一步选择。实验结果表明,该算法明显优于当前的一些虫卵分割算法,能充分利用虫卵的有用信息,有效剔除杂质,大大降低虚假目标,虫卵边界保留完整清晰,为寄生虫卵的自动识别打下了良好基础。

基于LabVIEW的海洋赤潮生物荧光实时采集系统

赤潮是近海常见的重要灾害之一,为了建立对赤潮生物的有效监测方法,本文提出了一种基于LabVIEW语言的海洋赤潮生物荧光实时采集系统.该系统通过光电倍增管将赤潮生物受激光激发出的荧光信号获取并转换为电流信号,通过信号调理电路及基于LabVIEW编程的数据采集卡将电压信号读入计算机处理并分析.实验结果表明,该系统可以实时有效地捕获海水样品中赤潮生物的荧光信号,为检测和计算海洋赤潮生物及其浓度提供了一种有效的辅助检测途径,有助于预测海洋赤潮爆发.

舌下络脉诊断中舌背区域自动撷取算法的研究

舌背区域自动撷取算法是为了获得舌下络脉特征所在的焦点区域,对于舌下络脉诊断自动的实现具有重要意义。采用基于形态学标记的水域分割算法大致确定了舌背所在区域,藉由分析舌背和剩余的背景彩色分量的差异性进行后处理。实验结果表明,该算法所撷取的舌背区域效果良好,健壮性好。此结果为实现后续舌下络脉特征分析奠定了基础。

光线投射算法在肝CT图像三维可视化中的应用

肝脏CT图像的三维可视化具有重要的科研价值和实用意义。直接体绘制技术已经成为三维体数据集可视化的一种重要方法。光线投射算法是一种实现原理相对简单且绘制结果精确可靠的体绘制算法,但传统算法绘制速度较慢。综合研究了现有的主要优化技术:感兴趣区域划分、空间跳跃技术及体素分类的快速三线性插值的思想,加速了光线投射算法,实现了对肝CT图像三维重建。