基于轮廓优化技术在乳腺癌调强放疗计划设计中的应用

目的放疗在乳腺癌综合治疗中起着非常重要的作用,调强放疗(intensity-modulated radiation therapy,IMRT)有助于更好地保护正常组织和器官。文中探讨乳腺癌放疗采用正向IMRT计划的方法和规律。方法总结152例乳腺癌患者行IMRT的计划设计方案,均采用基于轮廓优化技术,根据靶体积和危及器官预设不同射束的主野形状,手工补野,正向优化设计完成IMRT计划。结果剂量分布及剂量体积直方图满足临床要求,计划大体肿瘤体积(planning gross tumor vol-ume,PGTV)(38/45)的D95≥60 Gy,大体肿瘤体积(gross tumor volume,GTV)(45/45)的V95≥60 Gy,临床靶体积(clinical tar-get volume,CTV)(125/152)的V95≥50 Gy,患侧肺(100/152)的D20≤20 Gy,健侧乳腺平均剂量5.2 Gy;子野数18～45,平均值32,中位数26;总跳数380.5～750.2,平均值480.8,中位数455.4;2007年12月之前的64例患者单次治疗时间没有统计,之后的88例患者,单次治疗时间12.9～28.3 min,平均值17.2 min,中位数16.5 min。结论 IMRT技术给乳腺癌的放疗带来了全新的解决方案和理念,基于轮廓正向优化技术运用得当,可得到与逆向优化相当的剂量分布。

基于图像处理的微小塑料齿轮轮廓优化

通过计算机视觉系统的构成、图像预处理、图像分割和数字图像的像素连通性理论与技术的研究,提出微小塑料齿轮的二值图像噪声点去除及齿轮轮廓提取方法,用数学形态学方法提出轮廓的简化算法,并给出了关键技术的原理及实现方法。发现通过删除曲线上多余点,可以达到用最少的点来表示一条曲线的目的。实验结果表明,该优化轮廓的简化算法,可获得准确的齿形检测数据,能满足工程测量的实际需要。

双连拱隧道内轮廓优化设计模型及其应用

从双连拱隧道结构设计的全局出发,提出了3种双连拱隧道单洞常用内轮廓形状(单心圆、坦三心圆及尖三心圆)的优化选型计算方法,建立了以路面以上开挖面积最小为目标函数,以满足限界、通风、受力等要求为约束条件的优化模型,并采用简易复形法对其进行了求解。运用建立的优化模型及编制的计算机程序对某工程实例进行了计算比较,结果合理,表明其可行性及有效性。

基于轮廓优化技术在鼻咽癌调强放疗计划设计中的应用

目的:研究鼻咽癌根治性放疗采用正向调强计划的方法和规律。方法:总结2005年3月～2010年8月共92例鼻咽癌患者行根治性调强放疗的计划设计方案,均采用基于轮廓优化技术,根据靶体积和危及器官预设不同射束的主野形状,手工补野,正向优化设计完成调强计划。结果:剂量分布及剂量体积直方图满足临床要求,PGTVnx(92/92)的D95≥70 Gy,PTV1(85/92)的D95≥60 Gy,PTV2(82/92)的D95≥54 Gy,脊髓最大剂量≤45 Gy(90/92);子野数29～65,平均值39,中位数41;总跳数586.9～1 050.7,平均值720.5,中位数758.6;2006年10月之后的65例患者单次治疗时间为11.6～23.5 min,平均值15.7 min,中位数16.5 min。结论:调强放疗技术给鼻咽癌的放疗带来了全新的解决方案和理念,基于轮廓正向优化技术运用得当可以得到与逆向优化相当的剂量分布,并且有效地降低了总跳数和治疗时间,提高了治疗效率。

面向对象轮廓约束GGVF Snake的建筑物边界优化方法

分析高分辨率遥感影像中建筑物的特征和常用方法提取建筑物存在边界漏检误检导致的边界不规则等问题,提出面向对象轮廓约束广义梯度矢量流(GGVF)Snake模型的建筑物边界优化方法.在利用分类法获取建筑物轮廓的初始结果基础上,自动提取每个建筑物轮廓线作为GGVF Snake的初始轮廓线,获取各轮廓外接矩形进行对象裁剪,提取每个建筑物的子图对象.对每个子图对象进行Canny边缘检测,结合Hough变换提取直线特征,输入到广义梯度矢量流模型的迭代求解中快速最小化能量函数,实现对象级建筑物轮廓的精确优化.实验结果表明,利用提出的方法能够自动获取初始建筑物的轮廓信息,提高优化的自动化程度;基于对象级的边缘检测与直线特征的加入,有助于GGVF Snake快速拟合,准确地平滑建筑物边缘且准确度高.相对于其他对比方法,本文方法的轮廓优化总体精度和综合值均有提升,可以作为有效提升分类原理获取的建筑物轮廓的优化后处理手段,提高了建筑物提取的精度.

融合多时相高分影像的建筑物轮廓优化方法

针对高分影像建筑物提取存在错分和漏分等问题,常见的单幅影像矩形轮廓优化由于投影差、树木和阴影遮挡等问题边缘准确度不够,本文提出了一种融合多时相建筑物轮廓优化方法。首先,将两期高分影像进行匹配等预处理,利用基于偏移阴影分类验证提取建筑物初始结果。然后,分别获得两期影像中各建筑物轮廓的最小面积外接矩形,并对同名建筑物的最小面积外接矩形的各对应角点进行匹配。最后,通过对比两期影像的对应最小面积外接矩形的对应边上建筑物像素点的数量,选择像素点数量多的边作为适宜边进行平移以获得最优边,四条边都是最优边后进行直线正交得到最终符合建筑物原始形态的轮廓。试验结果表明,本文方法相比传统方法和其他轮廓优化方法在精确度和完整度上均有提高。

24.00R35全钢工程机械子午线轮胎胎圈裂口机理研究及胎圈部位轮廓设计优化

基于有限元分析软件对24.00R35全钢工程机械子午线轮胎胎圈裂口进行仿真分析,分析胎圈裂口机理,结合分析结果对胎圈部位轮廓设计进行优化,并试制成品轮胎进行验证。结果表明:胎圈部位过渡圆弧设计和防水线高度对胎圈部位受力影响较大;胎圈侧部采用垂直线设计、胎圈部位轮廓与轮辋曲线互不干涉时,胎圈部位与轮缘的接触压力和剪切应力相对较小;适当的防水线高度可以减小轮胎防水线位置的接触压力和剪切应力;采取优化设计可以明显降低胎圈部位裂口风险,避免轮胎的早期失效,延长轮胎的使用寿命。

图象轮廓特征提取新方法研究

研究了一种基于主动轮廓的边缘提取方法。与传统方法相比，该方法除了以图象灰度变化的微分信息作为边缘点和非边缘点的分类判据外，还引入了图象轮廓的整体几何信息指导分类过程，因而是一种具有学习功能的边缘提取方法。它不仅具有较高的定位精度，还将传统的边缘提取、边缘跟踪和轮廓提取等过程融为一体，在得到边缘信息的同时，也就得到了图象的轮廓特征。此外，由于整体信息参与了处理过程，该方法具备自动修复噪声造成的图象轮廓断点的功能，因而可有效地克服噪声干扰。给出了相关的实验结果以证明该方法的有效性。

基于图像处理的服装样板轮廓提取

在服装制版中,将纸质样板转换为制版软件可编辑的数据需要人工在软件中绘出,耗时长、成本高。利用图像处理技术,在图像滤波的基础上,利用改进的canny算法对服装样板的轮廓进行快速提取,再对样板轮廓进行骨架提取细化并优化轮廓。该过程的实现可以大大地提高实际生产中服装制版改版的效率。

平面轨迹输出柔顺机构的形状优化

2自由度平面柔顺机构具备工作空间,可以作为微动机器人载体,通过控制两个独立输入实现可控的平面运动轨迹输出。为改善设计方案的可加工性,研究该柔顺机构拓扑图轮廓提取后的形状优化问题。将柔顺机构抽象成杆件和结点形式,基于拓扑学连通性原理,提出机构区域连通性判定条件,构造窗口平移扫描式机构结点搜索算法,获得设计区域内的柔顺机构结点,在此基础上,建立杆件搜索算法,找出各杆件,实现对柔顺机构的轮廓抽象。对轮廓抽象后的柔顺机构进行轮廓重构,将其轮廓表示为简单曲线的拼接,以曲线参数作为优化变量,通过敏度分析提取关键尺寸,以柔顺机构实际输出和期望输出间的误差作为目标函数,建立轮廓曲线尺寸优化模型,得到柔顺机构的最优轮廓,从而在保持柔顺机构输出性能的前提下明显改善设计方案的可加工性。算例验证了所提形状优化方法的有效性。

机械锁紧装置中凸轮机构分析及优化设计

针对现有机械锁紧装置中凸轮机构存在的刚性冲击问题进行优化设计.首先,分析原凸轮机构的运动过程并建立从动件的位移、速度、加速度方程,提出利用五次多项式曲线对该机构进行优化;然后,通过建立凸轮机构的三维模型,在机械系统动力学自动分析(ADAMS)中,对凸轮机构进行运动学和动力学仿真.结果表明:从动件的加速度大幅减小,机构刚性冲击消除;这类凸轮机构从动件存在运动不确定的现象,并指出运动不确定现象所在的位置.

基于改进遗传算法的最小阻力功接触轮廓设计

对Ducker公司的公路割草机机械避障机构的接触轮廓进行优化,增长其使用寿命并使避障过程更加平稳。研究可转动构件在避障过程中所受的阻力功及与其轮廓曲线的关系。通过分析其受力状态,假设一些参数,建立该问题的数学模型,并使用遗传算法计算得到较优解。最终通过solidworks软件仿真实验验证了所设计的轮廓外形,可使机械避障接触构件在避障过程中所受的阻力功较小。

CT图像表面重建技术中的边缘轮廓提取方法

论述了 CT图像表面重建技术中的边缘轮廓提取方法。采用该方法 ,得到了 CT图像的截面数据 ,进而利用CAD软件实现了 CT图像表面的三维重建。

一种多分类建筑物轮廓高精度优化方法

针对现有的建筑物轮廓的优化方法通常没有考虑相邻轮廓之间的拓扑关系,导致多类别建筑物轮廓优化之后的相邻建筑物轮廓线段存在交叉的拓扑错误的问题,该文提出了一种多分类建筑物轮廓高精度优化方法。采用建筑物轮廓R-tree空间索引和分类优化的方法,实现对不同类别的建筑物轮廓快速优化并保持轮廓之间的拓扑关系,加入交并比约束和Hausdorff距离对初步优化后的建筑物轮廓进一步调整,有效解决轮廓过度优化和细节过多的问题,得到接近真值的建筑物轮廓。基于轮廓优化的实验结果表明:本文提出的方法能够解决建筑物轮廓在优化之后的相邻建筑物轮廓线段存在交叉的拓扑错误问题,研究结果对建筑物轮廓优化领域具有一定的参考意义。

一种基于面向对象辅以DSM的建筑物提取方法

基于面向对象技术并辅以DSN的方法来快速提取建筑物信息,从LiDAR点云数据生成的DSM中提取到坡度信息,并根据对象的高度信息来提取到建筑物的大致轮廓,然后分割建筑物轮廓外的对象,依据已分建筑物对象的空间信息、形状信息及光谱信息来优化建筑物轮廓。实验结果表明,提取到的对象的正确率为97. 9%,完整率为96. 4%。

土地利用基础图件的矢量化方法

从土地利用图件的特征出发,提出了一套具有实用价值的矢量化流程,并对线状目标半自动提取和边界一致性轮廓优化等关键技术进行探讨,提出了基于方向估计的变向骨架跟踪算法,快速有效地实现了线状目标的半自动提取;同时提出了一种基于三色点的边界一致性轮廓优化策略,有效地解决了图斑共用边界的同一化问题.实验结果表明,算法完全满足土地利用基础图件的实用要求,具有一定的理论意义和实用价值.

基于改进鲸鱼算法和A^(∗)算法的地面放线机器人路径规划

针对智能工厂内部装修中的工作区分割线、设备布局线勾画的路径优化问题,提出了一种基于A^(∗)算法与改进鲸鱼算法相结合的A^(∗)-IWOA混合算法。考虑到地面放线机器人的工作方式及其特点,以机器人选址路径最短和运行时精准躲避障碍物为双目标建立混合整数规划模型。将所有待放线轮廓进行排序标注特征点,确定各个轮廓放线起始点,应用A^(∗)算法对启发函数进行全局规划,生成各个图形轮廓特征点间的局部连接路径,连接辅助路径获得机器人运行的主路径,并通过改进鲸鱼算法对主路径进行二次规划,得到地面放线机器人最终的作业路径,既对放线路径进行了优化,又实现了自动行走避障。由A^(∗)-IWOA算法仿真结果以及和其他算法对比情况显示,应用两种算法相结合得到的地面放线机器人路径规划总长度较短,平均迭代次数更少,提高了地面放线机器人路径规划中的路径搜索效率。并且也说明了提出的方法规划出的全局路径满足放线目标和碰撞约束要求,验证了该方法的可行性和有效性。

基于图像处理的光伏组件串识别技术研究

光伏组件串的识别是光伏图像处理和异常检测中的重要环节。本文采用图像滤波、图像分割、形态学和轮廓提取等算法,完成了正常光线下光伏组件串的识别,并针对反光情况下光伏图像的特点,提出了一种基于图像增强和轮廓优化相结合的识别算法,解决了反光条件下识别出现的面积缺失、边界抖动和识别干扰等问题。实验结果表明,该方法可以有效完成多种环境下的光伏组件串的识别,对光伏巡检具有重要意义。

高分遥感影像建筑物轮廓的逐级优化方法

针对高分辨率遥感影像中分类法提取的建筑物轮廓不规则问题,设计了一种逐级优化规整建筑物轮廓的方法。根据分类验证思想提取的建筑物的初始结果,首先提取建筑物初始轮廓进行多边形拟合,获取与建筑物轴线倾斜程度相一致的最佳拟合外接矩形,然后将建筑物轮廓线段与最佳拟合外接矩形边界进行等分并比较两者之间的单向Hausdorff距离,对距离较小且满足替换条件的轮廓线段等分点利用对应的最佳拟合外接矩形边界等分点进行替换,实现轮廓初步的规整优化;接着利用Shi--Tomasi算法对建筑物局部无法规整的复杂轮廓区域进行特征角点提取、匹配、排序与剔除,进一步对边缘特征点进行有序连接与重构,实现轮廓深度的优化,最终提高边缘表达准确度和提取精度。通过对多幅遥感影像进行实验对比分析,结果表明本文方法不仅适用于不同分类方法提取的建筑物结果的轮廓优化,有效提高建筑物轮廓的边缘表达精度,而且相比于轮廓优化参照方法,逐级优化能更准确地适应复杂建筑物轮廓的细节变化,优化的精度整体较优,使建筑物边缘的准确性、规整程度得到有效改善,能更真实准确地反映建筑物的真实形状。

基于主方向的建筑物轮廓优化方法

现有常规分类识别建筑物的提取方法容易受到周围复杂环境的干扰而导致错误检测,造成建筑物的边界存在不规则、与真实形状不符等问题。针对此问题,提出一种基于主方向的建筑物轮廓优化方法。首先,依据影像和建筑物特征对建筑物初始提取结果进行预处理,剔除非建筑物图斑和散乱线段。然后,结合建筑物正外接矩形判定建筑物主方向,并利用主方向对建筑物对象进行轮廓重构,得到初步规则化结果。最后,结合初始建筑物提取结果,计算边界特征强度,进一步降低规则化后的偏差,实现建筑物轮廓的深度优化。此外,通过与其他方法进行对比,对相关参数进行讨论分析。结果表明:相较于对比方法,所提方法能够有效提高建筑物初始提取结果的完整性和规则化程度,并且能够对不同大小与复杂度的建筑物进行细节优化,从而获得更高的优化精度;所提方法可作为建筑物提取后优化的参考方法。