改进Segformer的前列腺超声图像语义分割算法

前列腺超声图像在临床中的准确分割对后续诊断具有重要影响。因此,通过深度学习辅助实现前列腺边界的快速、准确分割非常必要。为此,文中提出了一种改进的前列腺分割网络(DA-Segformer)。利用Transformer、深监督和注意力机制,快速准确地分割前列腺超声图像。引入MAG模块提高网络对特征图和像素关联性的理解能力,以及对前景像素的敏感度。采用深监督策略,在解码过程中引入损失函数,优化梯度传播,增强网络对关键特征的学习表征能力。实验结果显示,在前列腺超声图像数据集上,DA-Segformer模型的mIoU、Dice系数、准确率和召回率等指标均优于其他主流语义分割模型。该方法有效解决了前列腺超声图像手工分割的难题,为临床诊断提供了有价值的计算机辅助工具。

混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度

针对现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)和《砌体结构设计规范》(GB 50003-2001)中关于混凝土空心砌块砌体抗震抗剪设计强度取值上存在的问题,在砌体剪压破坏区理论的基础上,结合中国已有58片混凝土砌块砌体墙的剪压试验结果,提出了具有下降段的剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度平均值曲线公式,并推导出具有可靠度保证的混凝土砌块砌体抗震抗剪强度设计值公式。与现行规范相比,提出的抗震抗剪强度设计值公式不仅解决了现行规范间的不统一,而且较好的实现了剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体剪摩、剪压和斜压3类破坏形态的模拟,避免了现行规范中混凝土砌块砌体抗震抗剪设计强度取值的不合理和不安全,可运用于高层配筋砌块砌体结构设计。

超像素分割算法研究综述

超像素能够捕获图像冗余信息,降低后续处理任务复杂度,已受到了国内外研究者的日益关注。首先分析了超像素分割领域的发展现状,以基于图论的方法和基于梯度下降的方法为视角,对现有超像素分割方法进行归纳和论述。在此基础上,就目前常用的超像素分割算法进行了实验对比,分析各自的优势和不足。最后,对超像素分割技术的最新应用进行了介绍和展望。

医学噪声图像分割的分解与活动轮廓方法

医学噪声图像的分割是一件非常困难的事情,为了同时进行噪声去除和图像分割,提出一种基于分解的图像活动轮廓分割模型.该模型是G空间图像分解模型和边缘、区域相结合的活动轮廓模型集成的一个变分泛函,由于模型直接求解困难,把它分裂成2个泛函极值——图像分解部分和图像分割部分.其中,图像分解部分是在G空间的泛函极值,用第二代曲波变换域的阈值收缩求解;分割部分是变分水平集泛函极值,其Euler方程为非线性偏微分方程,可用梯度下降流求解.实验结果表明,文中模型不但可对噪声图像去噪,而且在相同的实验条件下分割效果优于Chan-Vese模型、Snake模型、Level-set模型和ASM;不仅提高了图像的质量,还能较好地分割出目标部分.

急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低的临床意义

目的探讨急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低的临床意义。方法选择收住院首发急性下壁心肌梗死患者84例,按照胸导联有无ST段下移分为伴胸导联压低组48例(Ⅰ组,ST段压低≥0.1 mV)及不伴胸导联压低组36例(Ⅱ组,ST段无压低或ST段压低<0.1 mV)结果Ⅰ组合并心力衰竭、严重心律失常、心源性休克、院内死亡等并发症的发病率较Ⅱ组高(P<0.01),心肌酶峰值高,持续时间长。冠状动脉造影显示,伴有胸导联压低组多支病变显著增多,两组比较有显著性差异(P<0.01)。结论急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低者的临床合并症多,冠状动脉多支病变显著增多,预后差,临床上应高度重视。

基于数字图像连续表示的图像分割方法

研究了一种基于数字图像连续表示的图像分割方法.首先根据机器学习模型的性质,将二维图像的分割问题转换为连续泛函的优化问题;其次利用数字图像的连续表示探讨连续泛函的数学表达式,使其能够表示基于深度学习的图像分割过程;接着通过建立连续泛函的约束条件,将优化问题转化为线性方程组求解的问题;最后利用梯度下降求解方程组,以实现复合绝缘子憎水性图像的分割.

无约束图像分割模型的快速数值算法

针对无约束图像分割模型的实现问题,提出一种基于分块协调下降方法的快速数值算法.该算法将模型的对偶问题转化为一组约束一元或二元二次极值问题,不仅避免了原问题求解时局部不可微性和高非线性性等难点,使得求解过程简单并易于实现;而且与现有的基于梯度下降的算法相比,具有无条件全局收敛性并显著地提高了收敛速度.仿真实验结果表明了所提出算法的有效性和在分割效率上的优越性.

急性下壁心肌梗死胸前导联ST段改变的临床意义

目的分析急性下壁心肌梗死伴胸前导联ST段压低的临床意义。方法选择38例急性下壁心肌梗死患者常规心电图及24h动态心电图进行对照分析。结果急性下壁心肌梗死伴胸前导联ST段压低多于不伴胸前导联ST段压低(P<0.01);下壁伴正后壁心肌梗死伴胸前导联ST段压低多于不伴胸前导联ST段压低(P<0.01);下壁伴右心室心肌梗死与胸前导联ST段压低无明显关联(P<0.01);急性下壁心肌梗死伴胸前导联ST段压低者严重室性心律失常与房室传导阻滞的发生率较不伴胸前导联ST段压低者高(P<0.01)。结论急性下壁心肌梗死伴胸前导联ST段压低往往提示梗死范围大或同时存在心肌缺血、冠脉病变广泛、心功能损害较严重,并且严重室性心律失常与房室传导阻滞的发生率明显增高,心肌酶峰值明显增高临床预后较差。

两相图像变分分割凸松弛模型快速算法

主要研究两相图像分割凸模型的三类快速数值算法.首先,分别针对无约束和有约束的图像分割凸模型分别提出相应的具有O(1/k)阶收敛速率的梯度投影算法,并结合快速迭代收缩算法的加速收敛策略,将所提出的梯度投影算法的收敛速率从O(1/k)阶提高到O(1/k2)阶;其次,基于分块协调下降的思想,对无约束的图像分割凸模型采用Newton法求解,该算法不仅是单调下降的,而且具有二阶收敛性;然后,根据交互式迭代算法的思想,在约束模型的Fenchel原始-对偶形式的基础上,提出了一种通过原始变量和对偶变量交互式混合迭代求解的算法,所提出的算法在求解过程中避免了梯度算子和散度算子作用于未知变量,使得迭代形式更简单;最后,仿真实验表明了这3类算法的有效性和在收敛速率上的优势.

利用坐标下降实现并行稀疏子空间聚类

随着数据规模的不断扩大,稀疏子空间聚类问题面临计算上的巨大挑战。现有稀疏子空间聚类算法如交替方向乘子法(ADMM)往往基于串行实现,难以利用多核处理器提高处理大规模聚类问题的效率。针对这个问题,提出一种基于坐标下降的并行稀疏子空间聚类方法。该方法利用稀疏子空间聚类可以建模为求解一系列的样本自稀疏表达子问题的特点,使用坐标下降方法来求解每个子问题,具有参数少、收敛快的优点;同时结合自稀疏表达子问题独立的特点,在处理器的各个核心上同时求解不同样本对应的子问题,因此可以充分利用计算机资源,减少运行时间开销。在模拟数据和运动分割数据集Hopkins-155上与常用的ADMM算法进行对比实验,结果表明该算法在多核处理器上可以显著提升运行速度且聚类精度与ADMM相当。

基于监督下降方法的左心室超声图像分割

针对基于表观模型的图像分割算法在特征点迭代定位过程中计算量过大、对非线性局部特征的优化较为困难等问题,采用一种基于监督学习的梯度下降算法,建立4层多分辨率金字塔模型,并使用一种基于巴氏系数的特征提取函数(B-SIFT)替代原方法中的尺度不变特征变换(SIFT)特征,对左心室心内膜及心外膜进行特征点定位。首先对训练集进行归一化处理,统一经食道超声心动图像(TEE)的尺度;然后建立基于多分辨率金字塔和B-SIFT特征的监督下降模型,得到特征点趋近于真实值的梯度下降方向序列;最后将得到的方向序列作用于测试集中,得到最终的左心室分割结果。将该方法与传统监督下降方法进行对比,其得到的分割平均误差相比传统监督下降方法降低了47%,迭代得到的最终值相对单一尺度的梯度下降算法更加逼近真实值。

基于高密度SNP标记重构猪多品种群体系谱

系谱是动物育种的重要信息来源,本研究旨在探究高密度SNP标记重构系谱在生产群体中的效果,填补使用高密度SNP信息重构多品种、大规模真实生产猪群的空白。本研究利用Illumina GeneSeek GGP Porcine 50K芯片对四川某猪场2017—2021年出生的1471头曾祖代纯种杜洛克猪(n=986)和长白猪(n=485)进行分型,通过共祖片段法(common ancestor fragment method)分析上述两个品种群体内基因组亲缘关系,由此分别重构两品种群体系谱。同时选取有个体芯片分型信息及系谱记录的115头种猪,通过严格控制生产操作流程保证其系谱记录准确无误,用以评价准确性。结果表明,基于共祖片段法利用基因组信息可以同时推断多代次、品种混合的真实生产群体内个体对间的共祖片段分布情况及比例,且较状态相同片段(identical by state,IBS)能更准确的区分个体间亲缘关系,借此判断个体间亲缘关系并进一步推断家系结构。同时该方法在115头种猪的验证群体中共推断出702对亲缘关系,包括系谱记录的全部亲子关系对(n=184)、全同胞对(n=175)、半同胞关系对(n=109)和祖孙关系对(n=18),同时较记录系谱能额外推断出个体间未记录的三级亲缘关系(n=8)和四级亲缘关系(n=18)。其重构的系谱较常见三代系谱能更清晰地体现家系内个体间亲缘关系。本研究所用基于血缘同源(identity by descent,IBD)片段法(即共祖片段法)分析高密度SNP标记重构多品种群体系谱的方法可快速、简便的判断多品种混合群体的系谱正确性,可对丢失系谱的个体重构系谱,为选种选配、计算育种值及GWAS挖掘等育种工作提供基础。

急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低的临床意义

目的探讨急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低的临床意义。方法观察64例急性下壁心肌梗死胸导联ST段压低与常规及24h动态心电图检查结果的关系。结果①单纯下壁心肌梗死不伴胸导联ST段改变显著多于伴胸导联ST段改变(P<0.01),下壁伴正后壁心肌梗死伴胸导联ST段改变显著多于不伴胸导联ST段改变(P<0.01),而下壁伴右心室心肌梗死与胸导联ST段改变无明显区别(P>0.05)。②伴胸导联ST段改变者严重室性心律失常与房室传导阻滞的发生率均较不伴胸导联ST段改变者高(P<0.05)。结论急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低表明心肌梗死广泛,严重室性心律失常和房室传导阻滞的发生率明显增多。

机场终端区内航班垂直运行效率指标量化研究

近年来,随着空中交通量的持续激增,现有空中航行系统的运行能力几近饱和,空域拥堵、航班延误等问题频发,我国尤为严重。在飞行量持续增长的条件下,提高航班运行效率,尤其是终端区的运行效率成为我国民航运输行业可持续发展的迫切需求。以天津滨海国际机场终端区为研究对象,基于ADS-B获得的航迹数据,探索航班下降阶段垂直剖面运行效率指标算法,对我国航班终端区运行效率做出客观评价,评估结果显示天津滨海国际机场终端区内航空器的水平飞行距离占总飞行距离的20%~30%,垂直运行效率较低,因此,ATC在满足空域用户需求、减少燃油消耗方面提升空间比较大。

一个新的基于分段常数水平集方法的多相位图像分割模型

在Mum ford-Shah模型和Yoon Mo Jung等提出的分割模型的基础上,利用分段常数水平集方法,提出了一个新的多相位分割模型。新模型输出一个多相位的分布图象,并可以容易地提取每个单独的相位,有一定的抗噪音能力。利用最速下降算法求解总变差最小化问题。引进了一个函数确定模型中的参数值,加速了算法的收敛速度。数值试验表明新模型有很好的分割效果且能准确地处理含T-交汇的图象。

基于变邻域下降的列车运行时刻调整算法

高速铁路区间失效可能严重影响列车正常运行,区间失效后调度员需要及时调整列车运行时刻.本文主要针对区间失效后不改变列车顺序下的时刻调整问题进行研究,建立了以所有列车在各站晚点时间之和为目标的列车运行调整模型,模型中各约束条件保证列车安全运行.针对目前常见的获取最优解或次优解需花费较长时间的问题,提出一种基于变邻域下降算法的多阶段变邻域下降算法.算法的第一、第二阶段使用变邻域下降算法结合禁忌表快速确定哪些列车经过调整后的时刻能与图定时刻相等,第三阶段则调整未恢复到图定时刻的列车.最后,以西成客运专线与某日的列车时刻数据为算例,求解多种区间失效场景下的列车运行时刻调整方案验证算法的有效性与实时性.

纸质简谱图像的分割、倾斜校正及音符歌词提取

乐谱图像的自动分割、倾斜校正是乐谱识别过程中的关键技术,各种计算机光学乐谱识别技术在乐谱图像的数字化中有着广泛的应用,但对于乐谱中简谱的识别一直鲜有研究.本文针对人工拍摄条件下光照不理想的简谱图像,提出一种基于PCNN(脉冲耦合神经网络)和DNN(深度神经网络)相结合的分块简谱图像自动分割算法,该方法根据简谱图像灰度分布特征对图像进行自适应分块处理,依据每个分块的灰度特征与PCNN最佳迭代次数之间的关系构造合适的DNN神经网络,从而实现了最优分割图的自适应选取;进一步利用最优分割图像中音符小节线的水平投影,提出一种双尺度下降法实现了简谱图像的倾斜校正;提出去边垂直投影法和连通域距离判断法实现了简谱图像中音符及歌词的提取.实验仿真结果表明:本文算法对复杂光照条件下的简谱图像处理都具有较好的鲁棒性,同时表现出更高的效率.

急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低的心电图分析

目的:观察急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低患者心电图改变,以探讨伴胸导联ST段压低出现的时间、持续时间与心肌梗死部位、房室传导阻滞以及严重心律失常的关系。方法:对66例急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低患者,按胸导联ST段压低持续的时间分组,≥24h者为Ⅰ组42例,<24h者为Ⅱ组24例。观察统计两组患者合并出现其它部位梗死、房室传导阻滞、严重心律失常的发生率,进行对照分析。结果:①Ⅰ组并发其它部位梗死30例,Ⅱ组为5例,两组比较差异显著(P<0.01)。②Ⅰ组出现房室传导阻滞17例,Ⅱ组出现3例,两组比较差异显著(P<0.05)。③Ⅰ组出现严重室性心律失常19例,Ⅱ组3例,两组比较差异显著(P<0.05)。结论:急性下壁心肌梗死伴胸导联ST段压低持续时间≥24h,并发其它部位梗死多,梗死面积大,房室传导阻滞以及严重室性心律失常发生率高,可视为病变广泛的一项指标。

预制钢筋混凝土剪力墙结构拟动力子结构试验研究

在预制钢筋混凝土剪力墙结构拟静力试验研究的基础上,采用等效力控制方法对足尺试验模型进行了拟动力子结构试验,研究该结构在地震作用下的破坏过程和变形能力,获得了模型下降段试验数据,给出了结构各层的位移时程曲线、层间滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线以及延性等,为该类结构在地震作用下的弹塑性分析提供了试验数据。试验结果表明:采用的水平连接技术是可靠的,能够很好地保证其在地震作用下连接性能;该结构模型属于延性结构,可以满足我国现行抗震设计规范7度设防区多道抗震设防的要求,符合"三水准"抗震设防目标,具有较好的整体抗震性能,经过合理设计可以在地震设防区使用。

基于分段随机扰动幅值的随机并行梯度下降算法研究

为了提高随机并行梯度下降(SPGD)算法的收敛速度,提出了分段随机扰动幅值的改进方法。从理论上分析了固定增益系数时,随机扰动幅值对SPGD算法收敛速度的影响;提出了分段随机扰动幅值的改进方法;基于61单元变形镜,建立无波前探测自适应光学系统模型,对前65阶Zernike多项式模拟的满足Kolmogorov谱的大气湍流畸变波前进行校正。结果表明,采用分段随机扰动幅值的SPGD算法比固定最佳随机扰动幅值时传统SPGD算法的收敛速度提高了近1.6倍,证明了该改进算法的可行性。