鼻咽癌放射治疗危及器官自动勾画的几何和剂量学分析

目的 探讨分析鼻咽癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)中危及器官(OAR)自动勾画(AS)的几何和剂量学准确度,并检验OAR勾画的几何和剂量学之间的相关性,为放射治疗(简称放疗)患者OAR勾画提供参考依据。方法 回顾性选择120例鼻咽癌放疗患者,其中男性84例,女性36例;年龄11~82岁,中位年龄55岁;病灶位于颅底与软腭之间,垂直径和横径各3~4 cm,前后径2~3 cm。其中随机数字法选择85例患者经AccuLearning深度学习训练平台训练形成AS模型,将AS模型导入AccuContour软件。利用AS模型勾画未训练的35例鼻咽癌放疗患者的18个OAR。比较AS与手动勾画(MS)OAR的几何度量有戴斯相似性系数(DSC)、杰卡德系数(JAC)、质心偏差(DC)、豪斯多夫距离(HD95)、对称位置平均表面距离(ASSD)、相对绝对体积差异(RAVD)。在同一个VMAT计划下,通过剂量体积直方图(DVH),比较AS与MS勾画的OAR剂量学参数。采用双尾Spearman来分析几何指标和剂量学绝对差异值之间的相关性。结果AS勾画的OAR轮廓与MS勾画的OAR轮廓具有差异性。几何指标DSC、JAC、RAVD勾画质量表现最佳的是下颌骨,其均值±标准差分别为0.94±0.01、0.88±0.02、6.34±4.13。左晶状体的HD95、ASSD结果最好,其均值±标准差分别为2.04±0.91、0.22±0.12。DC均值±标准差最佳的是右眼球,为0.93±0.77。DSC和JAC中勾画质量表现最差是视交叉,其均值±标准差分别为0.75±0.06、0.60±0.07。DC和HD95中勾画质量最差的OAR是左颞叶,其均值±标准差分别为5.22±2.30、11.89±3.82。口腔的ASSD均值±标准差表现最差,为1.30±0.41。右晶状体的RAVD均值±标准差表现最差,为29.03±16.51。所有OAR的MS剂量参数均值比AS的低,但AS的剂量值未超过剂量限定条件。配对t检验发现绝大部分OAR的剂量学参数差异无统计学意义,仅脊髓和脑干的剂量参数差异有统计学意义。双尾Spearman相关性检验显示没有OAR的几何指标和剂量绝对差异值(ΔDose)之间呈强相关性。结论 AccuContour AS软件对鼻咽癌放疗勾画OAR轮廓具有一定准确性,这为临床医生提高了工作效率。没有观察到AS几何指标和剂量差异之间的强相关性。

计及几何和工程约束的风电叶片气动与结构特性分析

为分析气动外形参数小幅度变化对风电叶片气动与结构特性的影响,以某5 MW海上风电叶片为研究对象,构建叶片CFD(计算流体力学)气动模型与复合材料有限元结构模型,考虑某个翼型参数改变引起其所在叶素段曲面形状变化的几何约束,在满足展向光顺性工程约束的前提下,计算不同位置叶素段翼型弦长与扭角的试验水平改变量,设计气动外形参数交互作用下的正交试验方案,采用极差分析和方差分析方法,选取来流风速分别为8.0、11.4、14.0 m/s的3种工况,分析气动外形参数对风电叶片气动扭矩和叶尖挠度的影响。结果表明,气动外形参数3%的试验水平改变量,能影响约6.7%的气动性能改变和约15.0%的结构性能改变;不同位置段气动外形参数主效应不同;不同位置段参数间的交互作用对叶片气动扭矩和叶尖挠度有着不同程度的影响。

基于几何和纹理特征的表情层级分类方法

针对表情识别,为提取对个体差异鲁棒性更强的特征,并有效利用特征自身分布特性,本文提出基于几何和纹理特征的表情层级分类方法.首先,构建基于中性脸相似度的几何特征提取方法,自动匹配样本相似中性脸,提取特征点比例系数几何特征;然后,利用充分矢量三角形提取纹理特征;最后,给出表情层级分类框架,在三个层级下分别利用提取特征判定表情类别.所提方法在JAFFE库和CK库上的实验结果表明,本文方法取得了比基于一般几何和纹理特征的识别方法更好的效果,证明了本文方法的有效性.

2023年高考之立体几何和空间向量考点解读

立体几何涉及两大问题:一是空间基本图形的位置关系,主要包括线线、线面、面面的平行与垂直等;二是度量问题,主要包括点到线、点到面的距离,直线与直线、直线与平面、平面与平面所成的角等。

一种基于极几何和单应约束的图像匹配算法

提出一种综合应用极几何和单应约束的图像特征点匹配算法,首先使用互相关法对图像特征点集进行初始匹配,然后运用RANSAC方法鲁棒地估计基本矩阵和单应矩阵并相应地剔除错误匹配点,最后利用优化后的基本矩阵和单应矩阵引导匹配以获得更多、更精确的匹配点。大量真实图像实验表明,所提出的算法能够产生更多的匹配点并具有较高的匹配精度。

轮径差对道岔区轮轨接触几何和车辆过岔走行性能的影响

高速列车车轮磨耗或加工误差引起不同车轮名义滚动圆半径偏差,在道岔区固有结构不平顺作用下,轮径差加剧轮轨系统动力性能。为揭示轮径差对高速道岔区车辆走行性能的影响,以某型高速动车组和客运专线12号道岔为主要研究对象,在综合考虑不同轮径差对岔区轮轨接触几何关系影响的基础上,建立了高速车辆-道岔耦合动力学模型,系统分析了高速车辆存在不同类型和幅值轮径差时通过道岔的稳定性、安全性和平稳性。结果表明,轮径差使轮载过渡位置提前;小轮径车轮位于尖轨侧时,轮对侧滚角增大,道岔固有横向结构不平顺变化剧烈。等值同相轮径差显著恶化车辆过岔走行性能,等值同相轮径差达2mm时,轮轨横向力和脱轨系数快速增大,车辆过岔易发生失稳,平稳性指标达到峰值。建议将同相分布同轴轮径差2 mm或反相分布同轴轮径差3mm作为运用限度,将同轴轮径差1.5mm作为一、二级检修限度。

具有几何和物理非线性粘弹性梁的混沌运动

建立了描述具有几何和物理非线性均匀梁动力学行为的偏微分－积分方程，梁的材料满足Leaderman非线性本构关系。对于两端简支的情形，采用Galerkin方法简化为常微分－积分方程；然后通过引进附加变量的方法进一步简化为常微分方程；最后利用相平面图、功率谱和Lyapunov指数等非线性动力学中的数值方法识别梁的动力学行为。结果表明梁的运动呈现混沌性态。

数控机床几何和热误差综合的运动学建模

以某生产厂家的一种车削加工中心为研究对象，根据齐次坐标变换原理，推导了该机床刀具与工件之间相对位移的动态关系式。此式包括了该机床几何误差和热误差中主要影响机床精度的１４个误差因子。经基于此误差综合数学模型的实时补偿，工件之间的尺寸变化从原来大于４０μｍ降低到１２μｍ。

基于极曲线几何和支持邻域的鱼眼图像立体匹配

提出了一种基于极曲线几何和变支持邻域的立体匹配算法来解决鱼眼立体视觉中图像变形导致的极曲线求取和匹配代价计算问题。首先,对鱼眼相机进行标定并获取相机的相关参数;针对鱼眼镜头的畸变问题,根据鱼眼镜头的优化投影模型推导出系统的极曲线方程,并利用得到的极线方程确定对应点的搜索范围。然后,根据同源像点在左右图像上的位置关系确定各中心像素点的支持邻域,并计算出不同视差条件下该支持邻域在另一幅图像上的对应支持邻域,利用获取的支持邻域计算出各点的匹配代价。最后,利用WTA(Winner Takes All)策略选取最佳匹配点得到最终的匹配结果。基于提出的极曲线和支持邻域对两组鱼眼图像进行了匹配实验并与传统方法进行了实验对比,结果表明:提出的方法的匹配准确度比传统方法分别提高了4.03%和4.64%。实验结果验证了极曲线的应用加快了匹配速度并减少了误匹配;支持邻域的使用使其对匹配代价计算的准确度优于传统方法。该算法满足了鱼眼图像立体匹配对信息获取速度、准确度和数量的要求。

一种基于极几何和仿射变换的图像匹配方法研究

提出一种立体视觉中应用极几何结合仿射变换来解决图像匹配问题的方法。首先利用两幅图像间的极几何关系,确定一些可靠匹配点作为控制点;进而构建全局仿射变换,把像面的特征点投影到另一幅像面上。再利用极几何约束和变换后的图像点位置关系,进一步搜索匹配点。最后是重匹配,分区域对控制点进行优化更新,经过迭代运算,得到最终结果。实验表明,这种算法能较快地收敛,有效地剔除误匹配点和提高匹配精度。

基于计算几何和信息图谱的矿山地质环境遥感动态监测

为进一步加强我国矿山地质环境的监管工作,利用遥感技术提取不同时期矿山地质环境现状信息,基于计算几何,给出两期矿山地质环境现状图形要素(相交多边形)的对称差分集和交集计算方法,即获取其面积增减和类型转移的空间信息和属性信息,经拓扑多边形构建实现矿山地质环境遥感动态监测,并辅以地学信息图谱展示其动态变化的时间过程和空间差异。以内蒙古准格尔旗煤矿区为例,采用2007年Quick Bird和2012年World View2遥感影像作为基、末期数据源,进行矿山地质环境动态监测,以期揭示研究区内变化信息的时-空演变规律,为矿业活动和环境治理提供信息和决策服务。

分形几何和粉碎特征

用线的分形生成解释了分形和分维数的基本概念。导出了粉碎粒度分布的分维数和分裂比、粉碎概率互相间存在的简单关系。从测定颗粒表面的分形构造出发，给出了粉碎能耗和粒度分维次方成反比的结果。

三维装配约束推理的球面几何和球面机构法

分析了装配姿态约束和位置约束的可解耦性,提出求解姿态约束的球面几何和球面机构法.将姿态约束的组合分为可操作和不可操作的情形,可操作的情形利用简单的球平面中平移、旋转和刚性变换推理,快速地判定冗余约束和求解约束;不可操作的情形利用球面四杆机构求解.该方法具有很强的几何解释性和可操作性,降低求解复杂度.该方法在自主研发的CAD浏览器系统InteVue中实现.

多旋翼无人机载高光谱成像系统几何和辐射校正方法研究

针对农林环保等行业应用,结合成像光谱仪与无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)技术,有效地解决了高光谱遥感数据不足和空间分辨率低等问题.但UAV高光谱成像系统面临的设备昂贵、数据质量差和效率低等一系列问题,致使低成本高效便捷的UAV高光谱成像系统成为了研究的关键.介绍了将室内成像光谱仪搭载在多旋翼UAV上采集数据的高光谱成像系统,在试验区布设控制点和标准灰布,用GPS-RTK测量控制点的三维坐标和ASD地物光谱仪测量标准灰布的反射率以验证系统的成像精度.从辐射和几何两个方面进行分析评价.在辐射方面,经过辐射定标和MODTRAN模型大气校正的高光谱数据中校准灰布的反射率与ASD地物光谱仪测量的结果十分吻合;在几何方面,用GPS-IMU数据进行初始几何校正的图像与地面控制点坐标以分析图像处理后的几何误差,并提出通过改正姿态偏转角的方法提高图像的地理位置精度.

基于微分几何和扩张状态观测器的励磁控制

建立了单机无穷大系统的励磁控制数学模型,提出一种基于微分几何和扩张状态观测器的非线性变结构励磁控制。首先根据微分几何理论对系统的状态方程进行坐标变换,然后构造状态扩张观测器(ESO)来实现非线性模型动态补偿线性化,利用变结构理论设计虚拟控制量,并引入了基于机端电压偏差的比例积分控制,从而实现非线性励磁控制规律的设计。仿真结果表明,所设计的非线性励磁控制器在小扰动和大扰动情况下,不仅能较好地保证发电机角速度和功角的稳定,改善机端电压的调节精度,而且鲁棒性较好。

模糊几何和纹理特征在指纹细节点后处理中的应用

指纹识别一般基于指纹细节点匹配 ,当指纹图像质量较差时 ,细节点的可靠提取十分困难 ,通常会产生大量的虚假细节点 为提高细节点的精度 ,给出一种在原始灰度指纹图像上进行细节点后处理验证的方法 在每个自动提取出的细节点上取其在原始灰度指纹图像上的局部邻域 ,分析邻域图像的模糊几何特征和纹理特征 ,然后用MLP神经网络对提取出的局部邻域特征进行分类 ,实现细节点类型验证 实验结果表明 :文中方法能有效地去除大量的虚假细节点 。

分形几何和动力系统中的一些问题

本文是Zhou与Feng,Nonlinearity,2004的续篇,对自相似集的结构和动力系统提出一些较为深入的问题。

基于对极几何和主动视觉的摄像机标定

针对实际物体三维重建中摄像机标定的特点,运用主动视觉原理和对极几何约束,推导出包括摄像机内外参数并能评价标定结果好坏的目标函数,采用遗传算法求其最小得到标定结果.该方法只需控制摄像机作1次共面的平移运动,对硬件设备没有特殊要求.实验结果表明,该算法在估计精度和鲁棒性方面有较大提高,操作方便,可很好地应用到三维重建系统中.

结合仿射几何和正交分解的类中心分类法研究

类中心分类法是非常有效的分类算法。但由于向量空间产生空间扭曲,导致类中心分类法处理某些界限不明显的类别精确度不高。对此引入仿射几何和力的正交分解的方法,提出基于仿射几何和力的正交分解模型的类中心分类法的改进算法。在降低了计算维度的同时解决了由于向量空间特征项维被认为是正交带来的空间扭曲引起的误差。

基于几何和属性误差的边折叠网格简化算法

针对基于LOD技术的三维虚拟场景的快速绘制需求,提出一种带属性的边折叠的三角形网格简化方法.该方法利用二次误差控制简化,通过边折叠操作完成简化过程.用二次误差衡量三角形网格表面的几何精确性和表面属性的逼真度,使简化后的模型尽可能保持原有属性特征,得到了较高质量的简化网格.将该网格简化方法应用于采油厂厂区漫游和安全训练仿真系统,达到了实时绘制的目的.