不同旋转步长三维超声体积自动测量技术测量体积准确性的仿体实验研究

目的测试三维超声体积自动测量技术在不同旋转步长下的误差。方法将大小形状不同的离体新鲜猪肉组织块置于水囊中,对目标物进行三维容积采样后,启动三维超声体积自动测量程序,分别使用旋转步长30°、15°、9°、6°测量组织块的体积,记录数据并进行统计。结果使用旋转步长30°、15°、9°、6°的误差分别为(14.49±7.45)%,(10.93±5.97)%,(6.05±5.06)%和(12.92±6.77)%。测量体积与实际体积的相关回归方程分别为y=1.0642x+0.8374(r=0.9903),y=1.0674x+0.5093(r=0.9936),y=1.0235x+0.6614(r=0.9968),y=1.0514x+0.7767(r=0.9927),以上方程P<0.05。其中旋转步长为9°时,r值最大。不同旋转步长测量条件下,实际体积与相对误差的相关系数r值在0.2083～0.3762之间。结论三维超声体积自动测量技术对体积的测量结果与实际体积相关性较高,可用旋转步长为9°进行精测,30°进行估测。

显微CT旋转步长对牛腰椎松质骨重建图像及数据的影响

目的：探讨显微CT对牛腰椎松质骨扫描时不同旋转步长对扫描时间、磁盘占用、重建图像质量及骨形态计量学数据的影响，为松质骨扫描设定旋转步长提供实验依据。方法：取牛同一腰椎的8块矩形离体松质骨，尺寸为4X2X2mm，依次设定旋转步长为0．25°、0．30°、0．40°、0．50°、0．75°、1．0°、1．5°、2．0。进行显微CT扫描，将步长0．25。设为对照组，比较其他7个步长组的三维重建图像质量、扫描时间、占用磁盘空间情况；分析骨体积（bonevolume，BV）、骨表面积（bonesurface，BS）、骨表面积密度（bone surface／volume ratio，BS／BV）、板状骨小梁厚度[trabecular thickness（platemodel），Tb．Th（p1）]、板状骨小梁分离度[trabecular separation（platemodel），Tb．Sp（p1）]、板状骨小梁数量[trabeeularnumber（platemodel），Tb．N（p1）]、杆状骨小梁直径[trabecular diameter（rodmodel），Tb．Dm（rd）1、杆状骨小梁分离度[trabecular separation（rod model），Tb．Sp（rd）]、杆状骨小梁数量[trabecularnumber（rodmodel），Tb．N（rd）1、骨小梁模式因子（trabecular bone pattern factor，TBPf）共10项骨形态学参数的统计学差异。结果：与步长0．25。组比较：（1）步长0-30。1．5。的6组三维重建图像质量有不同程度的降低，但骨小梁结构清晰可辨，仍可较好反映松质骨标本的解剖学特征，而步长2．0。组骨小梁结构模糊，图像质量明显下降；（2）随着旋转步长的增大扫描时间、磁盘占用均呈线性降低；（3）骨形态计量学10项数据分析表明，步长0．30°、0．40°组各项数据与步长0．25°组比较均无统计学差异（P〉0．05），BV值自步长2．0。组出现统计学差异（P〈0．05），Tb．Sp（rd）、TBPf值自步长O．50。组出现统计学差异（P〈0．05），BS、BS／BV、Tb．Th（p1）、Tb．Sp（p1）、11）．N（p1）、Tb．Dm（rd）、Tb．N（rd）7组数据自步长0．75。组出现统计学差异（P〈0．05）。结论：对牛腰椎松质骨进行显微CT扫描时，旋转步长0．4。扫描时，在保证重建图像清晰、数据精确的前提下，扫描时间最短、磁盘空间占用最低，适用于精确分析椎体骨形态计量学三维数据；1．5°扫描时，虽数据结果存在误差，但扫描时间快，磁盘占用低，且重建图像清晰、骨小梁完整，适用于快速观测椎体骨小梁影像学信息；2．0°扫描时，图像模糊、数据误差显著．不推荐选用。

三维超声测量不规则物体体积的准确性

目的研究三维超声体积自动测量系统不同测量平面及旋转步长对不规则物体体积测量准确性的影响。方法分别对14个不规则形状实验模型作三维扫查,然后分别在A和C平面上30°、15°、9°、6°四种不同旋转步长下测量其体积。结果①A平面或C平面下4种不同旋转步长体积测量值与实际体积高度相关(P<0.05),与实际体积差异有统计学意义(P<0.05),6°回归系数最高,与6°测量值相比,15°和9°测量值差异无统计学意义,30°差异有统计学意义;②A、C不同平面,30°测量值间差异有统计学意义,15°、9°和6°测量值间差异无统计学意义。结论≤15°可作为三维超声测量不规则形状物体体积的合适旋转步长。

三维超声体积自动测量技术计算兔肝脏体积准确性的实验研究

目的评价三维超声体积自动测量(VOCAL)技术计算兔子肝脏体积的准确性,并探讨不同旋转步长对准确性的影响。方法对30只新西兰健康大白兔肝脏进行三维图像采集,应用VOCAL技术选择30°、15°、9°、6°旋转步长分别计算兔子肝脏体积;随后处死兔,以离体肝脏体积作为对照,比较不同旋转步长计算兔子肝脏体积的准确性。结果 30°、15°、9°、6°4种不同旋转步长所测量肝脏体积分别为(60.31±12.96)cm3、(55.66±10.23)cm3、(55.51±9.76)cm3、(56.02±10.89)cm3,离体肝脏实际体积为(56.33±10.90)cm3;30°测量值与实际体积的差异有统计学意义(P<0.05),15°、9°、6°测值与实际体积的差异无统计学意义(P>0.05),30°、15°、9°、6°旋转步长测量值与实际值的相关系数分别为0.872、0.880、0.915、0.953。结论 15°、9°、6°可作为三维超声测量兔子肝脏体积的合适旋转步长,15°为兼顾准确和简便的最佳选择。

基于PCA-SIFT算法的产品表面缺陷检测研究

针对复杂产品表面正确性的快速自动无损检测问题,提出了一种基于PCA-SIFT算法的自动识别。该算法是对基于尺度旋转不变性(SIFT)算法的改进,在保证识别精确度的前提下,利用主元分析法(PCA)进行降维处理,改变了描述子的生成方式,以减少计算的时间,提高算法的实时性,最后通过相关度计算判别各区域有无缺陷。实验表明在保证准确率的前提下本论文所提出的算法比单独使用SIFT算法平均可以节省0.5s。

基于网络摄像机的株高远程无损测量系统

作物株高是体现作物长势的重要指标。为此,针对现有基于图像分析测量方法需设置标定物、图像分割困难、精度不高的问题,提出一种基于网络摄像机的株高远程无损测量方法。利用三角测量原理,通过控制网络摄像机云台运动,计算光轴旋转角度,实现了株高的远程无损测量。以玉米为研究对象,在喇叭口期,通过焦距固定和焦距可变两组实验,测试了焦距变化对测量数据的影响。在三叶期、拔节期、大喇叭口期和抽雄期,随机选取10株作物,进行远程无损测量和人工测量,并生成株高数据连续变化曲线。实验结果表明:使用该方法,测量结果不受作物与摄像机距离远近和摄像机焦距变化的影响,鲁棒性强,对于无倾斜或倾斜度较小的作物,测量平均相对误差为3.66%,最大相对误差为6.71%,可满足农业生产的要求。

改进量子遗传算法的图像增强研究

本文提出一种基于改进量子遗传算法的图像增强方法,量子的调整策略主要针对不同染色体通过使用自适应量子旋转门步长实现,同代染色体更新时采用同一旋转角步长完成,不同代染色体则遵循不同的旋转角步长完成进化过程,各量子染色体的进化速度以各量子染色体的汉明距离为依据完成具体调节过程,在此基础上更新量子染色体后,以目标数值范围为依据判定获取较为适合的染色体解并将其作为级别较高的染色体使用,再通过对角线交叉方法的使用完成交叉操作量子过程。为图像增强方法的优化和完善提供参考。

方位序列图像空间结构采样方法研究

为了实现对产品表面的快速自动无损检测,需获取产品在全周向视角下垂直于光路的图像序列,在系统固有分辨率保证能识别最小结构尺寸的前提下,提出了方位序列图像空间结构采样方法。针对产品表面不同空间分辨率区域,采用垂直投影法确定其必须的最大周向旋转步长,由最小二乘法建立采样旋转步长与产品表面待识别结构尺寸及空间分辨率之间的数学关系模型。实验表明,空间分辨率与旋转步长及待识别结构尺寸的关系模型拟合度0.9211,待识别结构尺寸(x)与旋转步长(y)的关系模型拟合度0.9996,空间分辨率(x)与待识别结构尺寸(y)的关系模型拟合度0.9997,为空间采样提供了理论指导依据。