无人机视频实时融合技术在威海市应急测绘中的应用

自然灾害场景下的传统应急测绘方式以无人机摄影测量为主,测绘成果的生产需要大量的内业数据处理工作,对受灾现场情况的获取具有一定的滞后性,难以对灾害的具体发生地点进行实时定位并确定受灾范围。基于摄影测量和SLAM理论,本文实现了无人机视频画面与三维场景的融合,并使用线性插值方法对视频融合效果进行了优化,以此为基础建立了无人机实时视频融合系统。通过构建森林防火专题场景,研发几何量测、森林山火火点定位、视频回放等实用功能,可为应急测绘抢险救灾场景提供实时可靠的测绘地理信息支撑。

三维CT血管造影与冠状动脉造影图像实时融合技术在冠状动脉慢性闭塞病变介入治疗中的应用:1例报道

本文回顾了我科应用三维冠脉CT血管造影(CTA)与冠状动脉造影(CAG)图像实时融合技术指导右冠状动脉慢性闭塞病变介入治疗的患者1例。该患者因"不稳定型心绞痛"入院,CAG示:前降支中段狭窄95%、前降支远端70%、回旋支近中段50%~90%,右冠近段弥漫狭窄最重85%,右冠中段闭塞。患者冠脉CTA明确右冠脉慢性闭塞病变特征,并预测慢性闭塞病变开通难易程度。同时,我们采用三维CTA与CAG图像融合技术,实时指导慢性闭塞开通,并且帮助明确球囊及支架的位置。同时运用微导管、对侧造影验证三维CTA与CAG图像融合指导的效果。

实时融合导航与三维可视化技术在模拟微创肿瘤治疗中的应用

验证实时融合导航及三维重建技术在妇科肿瘤微创手术中的精准定位功能。在30个离体猪心内分别埋入直径为3mm的金属小钢球,并进行CT扫描及CT数据集的三维重建等处理。由五位医学院学生和五位妇科临床医生参与,分组在二维实时超声影像及自主研发的实时融合导航系统的辅助下,对30个离体猪心进行模拟妇科子宫穿刺手术操作。实验结果表明,三维影像导航组操作的穿刺针的定位精度高于其他两组;利用实时融合导航与三维重建技术联合应用的辅助功能,可明显提高妇科临床医生及医学院学生的穿刺操作定位精度。

一种双通道图像准实时融合实验系统

图像融合技术在医学诊断、遥感、计算机视觉、气象预报、军事目标识别等方面有着广阔的应用前景 ,其目前的研究方向主要集中于算法研究 ,与实际需要的硬件实时与准实时实现相差较远。针对这一实际需求 ,研制了一种双通道图像准实时融合的实验系统 ,并叙述了其设计原理、各组成部分及功能、系统特点等。设计与实验结果表明 ,该实验系统原理可行、可靠灵活 ,对成熟实用、高速实时的图像采集与融合系统的研制奠定了坚实的技术基础。

船载无人机惯性导航电子系统信息实时融合方法

传统的融合方法在融合船载无人机惯性导航电子系统信息时,系统的覆盖率很低,融合后信息不能很好地被利用。为了解决此问题,研究了一种新的船载无人机惯性导航电子系统信息实时融合方法,分析了电子系统信息识别过程和融合过程。与传统融合方法进行对比实验,由实验结果可知,所研究的方法能够大大拓宽系统覆盖率,提高信息利用率。本研究对于船载无人机惯性导航电子系统的发展有重要的指导意义。

红外双波段图像实时融合系统

选用高性能定点数字信号处理器DM642作融合系统核心处理器,S3C2410作辅助控制处理器,利用DM642的高速图像处理性能及它的视频编/解码单元无缝连接的灵活可配置视频端口,结合S3C2410强大的控制能力,研制了探测中波红外和长波红外的双波段图像实时融合系统。将一种基于离散小波变换的图像融合算法应用于红外双波段图像的融合,针对实时嵌入式系统的特点,对算法进行了优化,并将其移植在以DSP+ARM架构的嵌入式平台上。实验结果表明,该融合算法经仿真优化后,只需39.6ms即可完成两幅大小为320pixel×240pixel的红外图像的实时融合,满足25frame/s的工程需求,且融合后的图像能突出中波和长波红外各自的特点。

实时融合计费系统的设计与实现

为了解决准实时计费系统有较高的欠费风险,智能网系统数据业务支持能力及灵活性不足等问题,提出了一种实时融合计费系统的设计实现方法。采用了可定制规则分拣的预处理引擎、基于适配器模式的批价引擎和嵌入式脚本等方法,满足了灵活的多种业务融合计费需求;同时,还采用了多级消息分发、共享内存数据库等方法,保证了系统的实时性。经过测试实验获得系统消息平均响应时间99.9%小于400ms,系统单节点支持用户数由现在的300万提升到2 000万,混合呼叫处理能力由现在的2 400Caps提升到4 000Caps;解决了现有计费系统实时性差、对数据业务支持能力不足、不能处理海量数据等问题;具有高实时性、高可扩展性、高灵活性等特点。

基于异构多核构架的红外与可见光实时融合系统

描述了一个自主研制的基于异构多核构架的红外与可见光图像实时融合传输系统的设计与实现方案。本系统是具有异构多核并行计算机体系结构的嵌入式高速实时图像融合处理系统,选择基于ARM与DSP组合异构双核处理器TMS320DM6467T作为中心处理单元,充分利用ARM端的传输控制功能与DSP端的超强计算能力相结合的特点,发挥2种处理器构架的性能优势。提出并实现基于"灰度世界"算法的红外图像增强方式,同时使用拉普拉斯金字塔变换对红外与可见光图像进行实时融合。实验结果表明,采用该异构多核构架的图像实时融合传输系统能够良好地解决多源图像融合算法的大数据量计算处理与系统实时性要求之间的矛盾,提高了多传感器实时图像融合处理与传输系统的处理效率和性能。

基于人工智能的微光与红外图像实时融合技术研究

为提高微光与红外图像融合后的边缘清晰度,提出了基于人工智能的微光与红外图像实时融合方法。首先,计算源图像最大开窗面积及最大融合速度,得到图像边缘窗口面积;然后,基于人工智能算法增强灰度图像边缘细节;最后,通过融合图像的细节分量、近似层分量以及自适应参数,设计微光与红外图像像素配准融合算法,实现微光与红外图像实时融合。实验结果表明,设计方法在不同的图像场景的相关系数、光谱扭曲度、互信息系数、边缘信息保持度均效果较好。

智慧高速多源异构感知数据实时高精度融合算法

当前,智慧高速领域存在感知弱、管控难和触达少等难题,利用光栅阵列传感、大数据、AI等先进技术,通过对交通全要素、全天候的融合感知,可实现多源异构感知数据实时高精度融合、轨迹追踪和事件检测等多场景应用。本文通过光栅光纤、雷达、视频等多源异构感知数据深度融合,采用时空基准同步、双队列异步处理、容错等机制,保证车辆轨迹数据的连续稳定和较低时延,实现数据时延和融合准确率的综合提升,可为管理和运营者提供宏观、中观和微观等多维度车道级交通动态信息,助力智慧高速实现全天候通行、全过程数字管控和全方位服务。

传染病学双语融合式教学的探索和实践

目的探索充分运用信息技术手段开展实时互动融合式教学的应用价值。方法2022年3—8月,以重庆医科大学2017级临床本科、2017级儿科本科、2018级影像系本科、2018级临床本科、2018级儿科本科、2019级影像系本科共854名学生为研究对象。其中,2017级临床本科、2017级儿科本科和2018级影像系本科共570名学生,采用传统的课堂教学模式;2018级临床本科、2018级儿科本科、2019级影像系本科共284名学生,采用实时互动融合式教学,以重庆医科大学在线教育综合平台为线上同步自学平台,线下课程转变为腾讯直播联合雨课堂教学助手相结合的方式进行实时互动融合式教学,实时互动课堂精讲重点难点,学生参与病例汇报或分析、翻转课堂、提问、答疑平台;课前、课中、课后有机结合、环环相扣,采用多维度、多元化的评价体系,并将学习成绩与上学年同专业的学生进行比较。结果2018级临床本科学生和2017级临床本科学生的平均总成绩分别为(79.85±7.46)分vs.(82.42±8.75)分,2018级儿科本科学生和2017级儿科本科学生的平均总成绩分别为(79.93±7.14)分vs.(82.46±6.91)分,2018级临床本科学生和2017级临床本科学生的英语题得分分别为(40.18±3.70)分vs.(41.78±4.92)分,2018级儿科本科学生和2017级儿科本科学生的英语题得分分别为(41.18±3.42)分vs.(42.92±4.04)分,差异均有统计学意义(P<0.05);2019级影像系本科学生和2018级影像系本科的平均总成绩分别为(79.37±6.42)分vs.(78.04±7.90)分,英文题得分分别为(40.09±4.70)分vs.(39.84±3.51)分,差异无统计学意义(P>0.05)。结论实时互动融合式教学模式可操作性强,将线下教学转换为线上实时互动融合式教学并未影响学生的学习效果,更优于线上线下混合式教学模式,能满足传染病学双语教学的需求,能保证教学工作的顺利开展和教学质量。

实时影像融合介入导航系统在小肝癌微波消融中应用评价

目的评价实时影像融合介入导航系统在小肝癌微波消融中的应用。方法选择2019年12月至2021年12月在邢台市人民医院接受实时影像融合介入导航系统辅助微波消融治疗的64例小肝癌患者作为研究组,同时段未接受实时影像融合介入导航系统辅助的52例小肝癌患者作为对照组。研究组在微波消融前分别采用常规超声、实时影像融合介入导航系统、增强CT/MRI扫描病灶,对照组仅行常规超声检查,计算检出率。微波消融手术在实时影像融合介入导航系统导引下进行。术后1个月行常规超声、实时影像融合介入导航系统、增强CT/MRI检查,计算各项影像学技术的特异度、灵敏度与准确度。术后1年评估两组疗效。结果实时影像融合介入导航系统对病灶最长径的测量值大于常规超声(t=3.887,P<0.01),与增强CT/MRI的测量值差异无统计学意义(t=0.119,P=0.905);常规超声、实时影像融合介入导航系统检出率分别为95.83%、100%。实时影像融合导入系统与增强CT/MRI对小肝癌疗效的评估呈良好一致性(Kappa=0.529,P<0.01)。术后1年,研究组客观缓解率(ORR)、疾病控制率(DCR)均高于对照组(P<0.05)。结论实时影像融合介入导航系统在小肝癌微波消融治疗中具有重要作用,可精准评估病灶位置、数量及大小,用于术后随访的准确度、灵敏度及特异度均较高。

CMPAS 1 km融合降水产品在四川省的精细化评估

利用2020年9月—2021年8月四川省地面自动站逐小时降水观测数据,对比检验了1 km逐小时降水实时(RT)与近实时(NRT)融合产品在四川省的适用性。结果表明:(1)RT与NRT的整体评估结果相近,NRT略优于RT。(2)两种融合降水产品的晴雨准确率均为96.83%,能较准确地反映出有无降水。(3)国家站在盆地与川西高原以高估为主,在攀西地区则以低估为主;区域考核站与非考核站在盆地均以高估为主,在川西高原与攀西地区则以低估为主,RT较NRT的分布更离散。(4)两种产品均具有与观测较一致的日变化趋势,误差峰值出现在强对流天气频发的夏季,谷值出现在降水较少的冬季。(5)NRT的分量级评估结果略优于RT;当降水量级为小雨时,融合产品均高估于实况;当量级为中雨至大暴雨时,融合产品低估于实况,且随着降水量级的增大,误差随之增大,TS评分减小。

实时遥测数据融合机制研究

在分布式遥测系统中,实时遥测数据融合软件可以任意驻留在采集服务器或者任一客户端上,也可以单独运行在一台数据融合服务器上,完成设备数据管理、实时数据融合、融合效果评估输出等功能。采用多数据流智能选择实时融合模式并联方式工作,将大大提高系统输出正确数据的可靠性,同时确保指挥大厅数据显示的准确性。

外弹道数据融合实时算法研究

信息融合技术可以大大减轻指挥决策的工作量,增加信息置信度,减少模糊性,改善系统可靠性。针对靶场实时测控数据处理中急待解决的成片野值干扰等难题,在实时环境中采用数据融合处理方法,讨论了外弹道数据融合实时算法所面临的关键技术,并通过分析与论证得出可行性结论。结论对进一步的系统设计与软件实现具有指导意义。

不同定位方法对实时多影像融合介入导航系统引导准确性的影响

目的探讨3种不同定位方法下实时多影像融合介入导航系统(RVS)的引导准确性有无差异。方法对21个肝脏病灶分别采用一点法、三点法(平卧位及侧卧位)定位后行RVS,计算CT与超声图像中病灶边缘与肝脏包膜距离的差值,并进行统计学分析。结果一点法、三点法(平卧位及侧卧位)三种定位方法对应的距离差分别为(6.04±2.19)mm、(5.82±3.48)mm、(6.13±2.51)mm,差异无统计学意义(P>0.05)。结论不同定位方法对于RVS的引导准确性影响不大。

实时数字图像融合系统的研究

在像素级图像融合的研究基础上,对实时或者准实时图像融合系统进行技术探讨,设计了一套简单的实时或者准实时工作的图像融合装置,可实现可见光-热红外双通道实时图像融合,整个融合处理系统采用背板结构,由视频采集及显示输出板和融合处理板组成。其突出特点是使用大规模可编程逻辑器件完成了系统的复杂逻辑与时序控制,在视频采集及显示输出板又留有接口,方便板级调试与升级。

区域铁路车站股道运用在线融合实时调整优化方法

区域铁路网络化运营背景下相邻车站股道运用经由列车运行和到发时刻呈现强关联及时效性特征,易受突发事件影响,股道运用在线调整是列车运行调整的重要内容。基于双层规划理念,兼顾区域铁路多站股道运用在线协同编制和列车时刻表调整,构造抗二次干扰能力评估函数,统筹考虑列车最小停站时间、接发车和股道占用最小安全间隔时间、进路占用等约束,建立以时刻表波动性最小和抗二次干扰能力最大为优化目标的列车时刻表动态调整模型、以股道占用整体波动性最小和均衡性最大为优化目标的多站股道运用在线实时调整优化模型,并以车站实际到发时刻为融合因子,构建区域铁路车站股道运用在线融合调整双层规划模型;基于多站股道运用、时刻表之间的正反馈-负反馈作用机制和模拟退火思想,设计多站股道运用在线融合实时调整启发式求解算法,提出一种兼顾调整方案波动性、抗二次干扰能力和均衡性的区域铁路车站股道运用在线融合实时调整优化方法。算例分析表明:所提方法在兼顾调整方案波动性、抗二次干扰能力和均衡性的同时,能高效制订出合理的区域铁路多站股道运用在线融合调整方案,满足实时调整强时效性的要求,能够为区域铁路多站股道运用在线协同编制和列车运行实时调度管理提供决策支持。

基于变权重理论和融合实时信息配电开关柜的状态评价

针对当前开关柜状态评价的信息动态性差的问题,提出了一种基于变权重理论和多源实时信息融合的状态评价模型。首先,选取开关柜的超声波值、暂态地电波(TEV)值、红外测温值、真空度、绝缘电阻和开关柜实时信息作为评价的状态量,以判断设备的性能状态;然后,在常权重、开关柜短板效应、设备运行环境和人为因素所带来状态量变化的基础上,引入基于变权重理论,构建了开关柜状态量的权重计算模型,以实时调整设备权重;最后,基于云模型,计算设备状态量的隶属度矩阵,并采用加权平均算子层层融合数据,定义开关柜状态评价模型。实际算例表明,考虑设备实时信息的多元数据融合更符合设备的运行情况,为设备的差异化运维与检测提供理论依据。

图像融合的开窗处理技术研究

图像融合的速度和质量是相互制约的一对矛盾的主题,图像的实时融合是目前图像融合技术亟待研究、解决的问题之一,我们提出的图像融合的开窗处理技术在一定程度上解决了这个问题。给出了图像开窗融合准则,确定了开窗融合适用范围和最大开窗面积的计算方法,得到最大开窗面积的近似计算公式。并对开窗融合的结果进行了分析、验证和对比,证实了此技术的可行性。