基于注意力特征增强的投影图像光度补偿方法

目前,投影补偿算法已经取得了良好的研究成果,但大部分的投影图像色彩补偿研究,忽略了色彩传递函数建模过程中的光学部分,导致对色彩传递函数的建模精确度不高。同时,针对投影图像色彩补偿过程中,出现的加深网络导致提取特征信息丢失的现象,大多数的深度学习网络优化设计较少。基于以上问题,本文提出了一种基于注意力特征增强的投影图像光度补偿方法。该方法通过增加网络深度来提取带有彩色纹理投影表面的特征信息,同时采用深度学习来拟合复杂的复合辐射传递函数,以解决传统光度补偿方法存在的问题,提高了投影图像的质量和色彩,进一步消除了对高质量投影幕的依赖。本文所提方法的投影图像光度补偿结果,在峰值信噪比(PSNR)、均方根误差(RMSE)和结构相似性(SSIM)三项评价指标上,均好于其他对比算法,与CompenNet系列方法相比,本文所提方法在PSNR评价指标上最高提升5717、在RMSE评价指标上最高减少14968,在SSIM评价指标上最高提升2893。

基于光栅投影图像的硬质合金刀具磨损监测

刀具磨损监测是自动化生产的核心技术之一,为保证监测结果可靠性,提出一种基于光栅投影图像的硬质合金刀具磨损监测方法。使用光栅投影检测系统收集被测物体栅线图样,计算光栅在投影墙面的长度,运用格雷码编码算法划分光栅条带信息,通过三维信息重构获得刀具形貌数据;扫描所有图像数据,将稀疏数据作为孤立点,采用基于层次结构的平衡迭代算法聚类相同特征图像,使用强度均值、属性和清晰度三个指标优化图像质量;在视觉显著特征基础上,利用灰度密度函数梯度找出光栅投影图像突变点,采用小波分解划分刀具磨损图像分辨率图层,运用扩散操作处理图像噪声、光照不均等问题,通过高斯函数锁定刀具磨损方位。仿真结果表明,所提方法的刀具磨损监测精度较高,可信性强,具有极大的应用空间。

基于透视和正投影图像的3D运动与结构恢复

论文首次研究了由一幅正投影图像和一幅透视投影图像的特征点对应来进行刚体3D运动重建与结构恢复的问题,给出了有效的线性算法。以往的由运动恢复结构的工作主要集中于一组透视图像或一组正投影(通常为仿射)图像,文中采用了透视模型和正投影模型的组合。数据模拟实验结果显示该方法是比较有效和稳定的。

一种改进型视角投影图像彩色计算全息术的三维重构算法

本文提出了一种利用三维景物的二维视角投影图像合成计算全息图,并重构出彩色再现三维影像的方法.该方法基于利用视角投影图像获取景物的三维傅里叶频谱的理论,采用电荷耦合器件记录三维景物在白光照明条件下横、纵两正交方向的一系列视角投影图像,并利用这些视角投影图像合成计算全息图,从而重构出三维再现像.通过采用在频谱面上的容余采样方法,提高了图像频谱信息的利用率,通过实验论证,证明了该方法的可行性.利用该方法使得视角投影图像的记录过程更加简单,节省了采样时间,提高了程序运行速度;能够在利用同等数量的视角投影图像的条件下,提高合成全息图的质量,使得重构的彩色再现三维影像更加清晰.

一种不完全投影图像重建的快速迭代算法

为了保证不完全投影数据的重建图像质量,同时提高重建速度,提出了一种基于共轭梯度法的快速迭代算法.通过实时获取投影矩阵分量,以固定步长替代共轭梯度法中一维搜索最优迭代步长,在确保质量的同时缩短重建时间.利用模拟投影数据和实际导弹断层扫描数据进行图像重建,结果表明,与卷积反投影和代数重建法相比,此算法特别适用于扇形扫描的不完全投影数据的图像重建,在保证重建图像拟合度的同时,大大提高了重建速度.

微焦点X射线成像系统扫描参数测量及投影图像校正研究

微焦点 X射线成像系统由于被重新安装以及初始化 ,导致系统参数读数与实际值之间存在偏量。给出了测量这些偏量值的基本原理和方法 ,并通过实验求出偏量值。由于图像增强器与图像获取装置本身固有特点以及非线性获取成像 ,投影图像存在几何畸变。讨论了图像几何畸变校正的基本原理 。

Micro CT投影图像噪声的去除

目的:研究Micro CT投影图像噪声的去除,提高Micro CT系统重建图像的质量。方法:分析了Micro CT投影图像的噪声形成因素,提出了Micro CT投影图像校正的方法,分别针对随机噪声、暗场、光场、响应不一致和瑕疵像元进行了校正。结果:通过比较研究提出了一种简单实用的实际响应不一致校正,该方法结合了光场、暗电流、增益不一致校正,只一次循环就解决了3种校正,大大提高了算法效率,并通过实验证明了该校正方案的有效性。结论:该方法可有效去除Micro CT投影图像的噪声,提高Micro CT系统重建图像的质量,为后续三维重建等工作奠定良好的基础。

利用像素移动技术提高液晶光阀投影图像分辨率

为了提高薄膜场效应晶体管液晶显示器(TFT-LCD,以下简称液晶光阀)投影图像的分辨率,提出了一种利用压电陶瓷驱动的平台拖动液晶光阀做X、Y方向上的精确移动,实现液晶光阀像素移动的方法。介绍了液晶光阀硬件结构的特点,基于这些特点提出了利用像素移动技术提高投影图像分辨率的原理。根据计算得出X、Y方向精确位移运动的精度要求为10nm量级,进而选择了实现这样高精度运动的机械结构。提出了3种检测试验结果的方案,绘制了整体试验方案的结构框图。最后,搭建试验平台验证了试验原理的正确性和有效性。采用像素移动技术后,利用液晶光阀投影得到的图像的分辨率在X、Y方向上分别提高到原来的2倍,总像素个数为原来的4倍,突破了星模拟器的分辨率完全受限于显示器件分辨率的状况。

C形臂X线投影图像3D建模及其应用

C形臂X线投影图像3D建模是指以C形臂获取的X线2D投影图像为基础,实现骨骼3D模型的术中重建。与单纯的2D切片图像或投影图像相比,3D重建模型不仅含有更为丰富的骨骼外部形状等解剖结构信息,而且还可包含骨密度及强度等骨骼内部多元有用信息。该技术在骨组织活检、椎弓根螺钉植入、髓内钉固定、及手足骨折修复等手术方面具有广阔的应用前景。对C形臂X线投影图像3D建模技术的研究意义、现状及现存问题进行介绍。在此基础上,分析了该技术所涉及的主要研究内容,提出了可分别沿两条主线研究基于普通C形臂2D投影图像的人体骨骼3D解剖模型构建:一、以C形臂按指定角度间隔获取的密集2D投影图像为基础,采用有限角锥束X射线投影合成方法进行3D重建;二、以C形臂在正位、侧位等姿态下获取的少量2D投影图像为基础,采用基于统计可变模型的非刚性配准方法进行3D重建。对每条主线都提出了对应的解决方案。

基于2D投影图像的血管三维重构与显示技术

基于２Ｄ投影图像的血管三维重构与显示技术杨绍洲，李树祥第一军医大学生物医学工程系（广州５１０５１５）引言传统的血管造影成像设备如数字减影（ＤＳＡ），计算机断层造影（ＣＴＡ），磁共振造影（ＭＲＡ）等只能显示血管的二维（２Ｄ）结构。ＤＳＡ显示血管的２Ｄ投...

基于水平集的弹创瞬时空腔X射线投影图像分割方法

弹创瞬时空腔多呈椭圆形,在近伤道入口和出口处,由于受到外界压力和进入气流的影响,瞬时空腔比伤道中央部小.根据目前弹创弹道学方面的知识和临床经验,往往不能准确检测出弹创瞬时空腔弱边缘.本文引入Chan-Vese水平集算法,利用自动阈值分割算法获取水平集初始轮廓线,利用零水平集曲线的平均边缘能量控制演化速度,利用零水平集停止条件自动获取最终轮廓线,解决了弹创瞬时空腔弱边缘难以自动检测的问题.

X射线投影图像中闪烁体缺陷区域的修复

针对X射线投影图像中闪烁体缺陷引起的图像伪影,提出一种缺陷提取算法。采用提取极坐标下局部异常点的方法提取缺陷像素。将本底图像(空扫图像)转化为极坐标形式,提取极坐标下的局部异常像素为缺陷像素,从而得到标记出缺陷像素的掩膜图像。将算法应用于仿真图像的缺陷提取,客观数值和主观视觉2个方面的比较结果验证了该算法的有效性。将梯度信息沿等照度线方向扩散实现图像的修复过程,交叉进行各向异性扩散过程以保证清晰度。对系统采集到的不同放大倍率的X射线投影图像进行缺陷提取,并运用BSCB算法对图像进行修复。实验结果表明,修复后图像的质量得到明显改善。

基于侦测投影图像的层去图像法断层厚度控制策略

层去图像法是一种新兴的断层测量方法,是反求工程中的一项重要技术。断层厚度对整个层去图像法的效率和精度有很大影响,基于侦测投影图像提出了一种自适应断层厚度控制策略。该策略首先从侦测投影图像中提取内、外轮廓的斜率信息;然后建立以斜率为变量的厚度控制数学模型;最后根据厚度控制数学模型来决定每个切削层的最佳厚度。实验结果表明,此方法在保证层去图像法精度的同时,大大缩短了断层加工和照相测量的时间,具有良好的工程应用前景。

基于B样条曲线的投影图像颜色校正方法

针对基于摄像机反馈的投影图像颜色校正结果误差较大的问题,提出B样条曲线与分段贝塞尔曲线相融合求取投影图像颜色传递函数的方案。通过摄像机来记录RGB空间每个通道不同强度值所对应的投影画面颜色强度值;根据这些节点利用B样条曲线求取颜色传递函数;利用分段贝塞尔曲线对颜色传递函数进行优化来补偿校正不精确的复杂区域造成的偏差。实验表明,双通道投影显示图像经B样条曲线颜色校正后,颜色强度的最大差异降低至原来的31.4%,再经分段贝塞尔曲线颜色补偿后,颜色强度的最大差异降低至未补偿时的45.5%。

环形石英玻璃在二维投影图像中的成像模型

在发动机光学实验中,通常采用环形石英玻璃缸套代替金属缸套,在多个角度进行发动机燃烧火焰二维投影图像的拍摄,并利用CT技术重构燃烧火焰的三维图像。但受石英玻璃折射现象的影响,火焰的二维投影图像会发生改变,从而使火焰的三维重构图像产生畸变。本文主要从光学角度来分析不同半径的环形石英玻璃对物体二维投影图像产生的影响,建立相应的成像模型,并利用MATLAB语言进行仿真实现。该研究对建立ART代数方程组进行发动机火焰的切片重构具有很强的现实意义。

肺部肿瘤基于最大密度投影图像和四维CT勾画的内靶区差异性分析

目的:基于不同部位的肺部肿瘤患者四维CT(4DCT)图像,比较最大密度投影图像(MIP)与4DCT图像勾画肺部肿瘤的体积和形状差异。方法:选择肿瘤分别位于肺部中央、靠近胸壁胸椎、紧邻血管、肝脏与心脏或者淋巴结转移并伴随肺不张患者共12例,在平静呼吸状态扫描得到4DCT图像。MIM软件对4DCT图像进行处理得到MIP图像和平均密度投影图像(AIP)。由同一位医生在4DCT的10个呼吸时相图像依次勾画靶区GTV_(0%)、GTV_(10%)、……GTV_(90%),再合成内靶区(ITV_(4D));同时分别在MIP图像和AIP图像勾画ITV_(MIP)和GTV_(AIP)。读取ITV_(MIP)与ITV_(4D)的体积及质心坐标,计算ITV_(MIP)与ITV_(4D)的相似性系数(Dice)以及豪斯多夫距离(Hausdorff)最大值。结果:靶区在肺中央或者靠近胸壁的7位患者,靶区体积比(V_(MIP)/V_(4D))与Dice系数均大于或约等于0.9,两者差值的平均值为0.06。Hausdorff距离最大值、质心位移平均值分别为3.2和0.65 mm。靶区紧邻血管、心脏瓣膜、肝脏或者伴随淋巴结转移及肺不张的5位患者,靶区体积比与Dice系数平均值分别为0.85和0.80,两者差值的平均值为0.13。Hausdorff距离最大值、质心位移平均值分别为9.4和3.0 mm。结论:对于边界清晰的肺部肿瘤,MIP图像和4DCT勾画的ITV相近。肿瘤周围有等密度组织时,MIP图像和4DCT图像勾画靶区差异较大。

作战辅助系统中基于深度学习的投影图像颜色补偿方法

为了在复杂环境下实现显示系统的快速布置,提高现代战争中野外指挥系统建立的机动性,提出一种基于深度学习的投影图像颜色补偿方法,实现大规模数据在任意复杂颜色平面的可视化显示。该方法利用端到端的深度学习网络,基于一个模型和一个目标函数,规避了深度学习中多模块固有的缺陷;通过增加CompenNet网络层数,增加训练模型中图像特征的提取数量;采用改进的损失函数SSIM+Smooth L1计算图像相似度,增强损失函数的鲁棒性和稳定性,同时加快网络的收敛速度。实验结果显示,改进的CompenNet网络在相同24个数据集上训练迭代1000次后,生成的图像峰值信噪比平均值提高5.54%,结构相似性平均值提高0.14%,均方根误差平均值降低0.14%,人眼主观感知投影效果也表现得更好。

光栅投影图像的3D表面重建

为了克服全息和双目表面重建的某些弱点,利用光栅投影生成二维图像之几何特性,建立投影二维平面图像和三维空间图像的对应关系,并由此确定三维物体表面点的空间坐标,最后利用计算机图形学和虚拟现实的理论与技术绘制出三维物体表面。

基于投影图像SURF特征提取的三维模型配准

针对传统三维模型配准方法存在对点云初始位置有一定要求、模型配准的精度有时不高等问题,提出了一种基于三维模型投影图像SURF特征提取的三维模型配准方法。首先通过扫描三维模型数据确定投影图像的范围,判断每个投影图像像素所隶属的模型网格,并求解从投影图像到纹理图像的映射关系,从而获取二维投影图像;然后对这两幅投影图像分别进行SURF特征点的选取与特征值的计算,并按SURF特征值进行特征匹配,再根据投影图像像素点与三维网格端点的映射关系计算三维特征点对;最后通过匹配的特征点对求取模型变换矩阵完成三维模型的配准。实验结果表明,该方法在配准时间变化不大的前提下,有效提高了配准精度,并具有较好的鲁棒性。

基于单片机的激光投影图像抑噪控制系统

现有的激光投影图像抑噪控制系统存在着抑噪效果差、控制效率低的缺陷,引入单片机对激光投影图像抑噪控制系统进行设计。激光投影图像抑噪控制系统硬件分为激光投影图像传感器单元与单片机单元,通过传感器单元采集激光投影图像,并采用单片机单元对激光投影图像进行初步抑噪与控制处理。在此基础上设计系统软件,软件为噪声类型判断模块与激光投影图像抑噪算法执行模块,以噪声判断结果为依据采用小波变换和阈值萎缩法提取最佳阈值,从而实现基于单片机的激光投影图像抑噪控制系统的运行。通过仿真对比实验结果显示,与现有的激光投影图像抑噪控制系统相比较,设计的激光投影图像抑噪控制系统极大地提升了抑噪效果与控制效率,充分说明该系统具备更高的应用价值。