基于迭代物理光学和等效边缘电流方法的S形进气道雷达散射截面研究

为了研究进口形状对S形进气道唇口边缘绕射场与其腔体内部散射场电磁特性的影响,在S形进气道偏心距、面积变化规律、中心线变化规律不变的条件下,采用迭代物理光学法(IPO)与等效边缘电流法(EEC)方法,对圆形、椭圆形、矩形、菱形、W形等5种不同进口形状的S形进气道进行了雷达散射截面(RCS)的数值分析。结果表明,进口形状对进气道的RCS特性影响较大;在较大的探测角范围内,W形进口S形进气道的RCS值明显低于其它进口形状的S进气道;菱形进口进气道的RCS在唇口未做修型S形进气道中最低。W形唇口修型可有效降低唇口边缘绕射场的RCS;而在负探测角时,斜切唇口修型可大大降低S形进气道总散射场的RCS。

应用改进迭代物理光学方法分析电大尺寸开口腔体散射

为了克服用 IPO法处理电大尺寸形状相对复杂的腔体散射时会出现迭代收敛慢甚至发散现象 ,本文引入松弛因子、异步迭代以及继承迭代等措施改进迭代的收敛性 。

用迭代物理光学法分析导弹的耦合散射效应

主要介绍用迭代物理光学法(IPO)计算存在散射耦合的导弹雷达散射截面(RCS)。主要原理是用迭代的方法来求解磁场积分方程(MFIE),以求得存在耦合部件的RCS。研究表明,在IPO的计算过程中不仅需要判断入射波的照射面和阴影面,而且要判断互相耦合的散射体之间的可见性,本文给出解决该问题的相应方法。对遮挡问题判断的准确性直接会影响迭代过程的收敛性,同时影响收敛性的因素还有电磁波相对于散射体的反射次数。最后,通过利用IPO方法与PO方法的计算结果的比较,分析导弹的耦合散射效应。

基于曲面片迭代物理光学法的电磁耦合计算

将基于平面片的迭代物理光学(IPO)方法推广到曲面片上,发展了基于曲面片的迭代物理光学(CIPO)方法。利用CIPO方法计算分析了薄层天线罩和罩内散射体之间的电磁耦合作用。研究表明:同基于三角面片的IPO方法相比,CIPO方法对于表面曲率较大的目标可获得更高的计算速度和精度。

曲面雕刻机器人的自适应迭代学习控制研究

为解决现有曲面雕刻平台存在运动误差较大且运动控制精度低的问题,本文以3-PRR并联曲面雕刻机器人为研究对象,对机器人的输出轨迹跟踪控制精度展开研究。采用闭环矢量法求解机器人反解运动学方程和雅可比矩阵。应用拉格朗日法建立并联机器人动力学方程,针对并联机器人在考虑干扰的情况下,建立了一种基于PD反馈结构的控制增益随迭代次数变化的自适应迭代学习控制策略,并采用联合数值仿真方法对机器人的稳定性及轨迹控制跟踪精度进行了验证。结果表明:当跟踪轨迹的最大误差降低为0.000115 mm时,可以实现3-PRR并联曲面雕刻机器人的高精度跟踪期望轨迹。验证了该控制策略的有效性,为实现曲面雕刻平台的高精度运动控制定位奠定了理论基础和应用前景。

自适应统计迭代重建算法在肺部低剂量CT扫描中的应用价值

目的:分析自适应统计迭代重建(ASIR)算法在肺部低剂量CT扫描中的应用价值。方法:回顾性分析2019年10月—2020年10月于我院就诊需进行肺部低剂量CT扫描的83例患者,采用ASIR算法纳入实验组(n=42),采用传统滤波反投影法(FBP)纳入常规组(n=41),比较两组患者CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)、有效剂量(ED)、噪声和图像清晰度。结果:实验组CTDIvol、DLP和ED均显著小于常规组(P<0.05),实验组胸廓入口、气管隆突、上腹部的肌肉和脂肪CT值均显著小于常规组(P<0.05),两组患者主观噪声评分和清晰度评分中1分、2分、3分和4分例数均无统计学差异(P>0.05),实验组主观噪声评分和清晰度评分5分例数占比均显著大于常规组(P<0.05)。结论:ASIR算法在肺部低剂量CT扫描中具有降低图像噪声、提高图像清晰度的优势,可推广应用于临床诊断。

一种有效的分区域迭代电流基方法

针对传统的矩量法和物理光学混合方法不能有效地考虑大的物理光学区域内部之间复杂的耦合效应问题,将整个目标区域分为多个子区域,并对不同区域分别利用电场积分方程和磁场积分方程来建立方程组.给出了一种分区域迭代的电流基方法来求解各个子区域的表面电流,达到了通过分析各个子区域之间的简单耦合来有效地研究整个大区域的复杂耦合效应的目的.

自适应迭代重建技术在儿童胸部低剂量CT扫描中的应用价值

目的比较应用自适应迭代重建(ASi R)技术进行儿童胸部CT扫描与传统的滤过反投影法(FBP)重建在图像质量、噪声和辐射剂量方面的差别,评价ASi R技术在儿童胸部低剂量CT扫描中的应用价值。方法选择2015年8月至10月于首都儿科研究所附属儿童医院进行胸部CT检查病例60例,随机分成A、B两组,每组30例。A组年龄1个月~6岁,平均年龄2.32岁。B组年龄2个月~5岁,平均年龄2.41岁。A组采用ASi R技术进行扫描,ASi R权重值0%~50%由设备在扫描过程中自动获得。B组采用传统的FBP进行数据重建。测量所有病例左心室最大层面及同层面、同面积背部肌肉的客观噪声值,并记录容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP)。2组图像均由2名高年资儿科影像医师采用4分制方法主观评价图像质量,所得数据利用t检验和Wilcoxon秩和检验做统计学分析。结果 A组病例中ASi R权重为10%2例(6.7%),20%7例(23.3%),30%10例(33.3%),40%6例(20%),50%5例(16.7%)。A组客观噪声值为23.71±4.72,B组为24.62±5.36,两组间差异无统计学意义。图像质量主观评分,2名医师的相关性较好(k=0.80),A组评分均值为3.50±0.73,B组评分均值为3.60±0.62,两组间差异无统计学意义(P>0.05)。A组CTDIvol为(0.61±0.06)m Gy,B组为(1.08±0.91)m Gy;与B组相比,A组辐射剂量平均降低了44.6%,最大降幅为59.3%,两组间差异有显著统计学意义(P<0.001)。结论儿童胸部CT扫描中,应用ASi R技术在保证图像质量、满足临床诊断要求的前提下,可降低40%以上的辐射剂量。

伪仿射投影算法优化迭代步长的研究

为了促进自适应滤波器的滤波性能,建立了一种变步长的伪仿射投影(Pseudo Affine Projection,PAP)算法。通过使得权值误差在输入信号方向向量的误差等于0,结合正交迭代算法,获得了PAP算法的优化迭代步长。仿真结果表明:基于优化迭代步长的PAP算法促进了自适应滤波器的收敛性和失调量。

基于变量迭代空间收缩法的土壤有机质含量高光谱快速检测

高光谱被认为是检测土壤有机质含量(SOM)的一种快速方法。其准确度可与传统的实验室方法相媲美。然而,其海量的波段数据导致所建模型复杂且稳定性差。本研究旨在探讨变量迭代空间收缩法(VISSA)在土壤有机质高光谱检测中的有效性。从新疆吉木萨尔县采集土壤样品81份;用标准方法测量SOM,用ASD光谱仪扫描样品,获得光谱数据(350~2500 nm);对经竞争性自适应重加权算法(CARS)及变量迭代空间收缩法(VISSA)所选的光谱变量进行测试,并采用偏最小二乘回归(PLSR)估算SOM值。结果表明,VISSA筛选算法优于CARS筛选算法,VISSA算法可以去除大部分冗余波段,保留15.04%的波段变量;所构建的模型中,VISSA-PLSR最优,CARS-PLSR次之,全波段-PLSR最差;其中VISSA-PLSR模型达到有效定量预测土壤有机质含量的程度,其R_(p)^(2)可达0.91,RMSE_(P)仅为0.48 g/kg,RPD可达3.24。研究结果可为高光谱快速检测土壤有机质提供参考与借鉴。

一种自适应裂缝宽度的二值化方法

针对墙体表面不等宽度的裂缝,提出一种自适应裂缝宽度的二值化方法。通过与分块迭代二值结果进行求交去噪和形态学处理,得到裂缝信息较完整且可信度更高的二值图像。该方法可剔除块状缺陷和大块背景污渍的影响,针对不等宽度的线状缺陷进行效果较好的二值化操作。

非线性时滞系统的智能迭代学习控制

针对一类单输入单输出非线性时滞系统,提出了一种自适应神经网络迭代学习控制方案,神经网络用来逼近未知非线性函数和未知非线性时滞函数,放宽了传统迭代学习控制对非线性函数和非线性时滞函数的限制,拓展了迭代学习控制的应用范围.采用Lyapunov-Krasovskii函数和利用反演(Backstepping)技术设计神经网络学习律和控制律,基于Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统所有信号半全局一致最终有界,通过调节设计参数可以实现对目标轨线任意精度的跟踪.

不同迭代重组技术对腹部CT图像质量的影响

目的探讨基于模型的迭代重组(MBIR)技术和自适应统计迭代重组技术(ASi R)在常规剂量下对薄层腹部CT图像质量的影响。方法采用GE Discovery CT 750HD对30例患者进行腹部常规剂量CT扫描。分别采用常规FBP(FBP)重组和迭代重组(ASi R40%和MBIR NR40)技术对原始数据进行0.625 mm薄层重组,应用后处理台对图像进行质量评价分析。客观测量并比较肝脏、脾脏、左侧竖脊肌、皮下脂肪等的噪声值(SD)、信噪比(SNR)、和对比噪声比(CNR)。重组薄层图像的主观评价由2名有经验的影像医师采用盲法进行评分。结果以实质器官肝脏为主要研究对象,MBIR NR40图像噪声最低,且MBIR NR40重组图像的噪声低于常规剂量ASi R40%重组图像;MBIR NR40图像肝脏、脾脏的CNR最高,MBIR NR40高于ASi R40%重组图像。MBIR NR40主观评分最高,且均优于常规剂量ASi R重组图像。结论与常规FBP重组算法比较,在相同剂量条件下,ASi R40%和MBIR NR40能显著降低腹部CT图像噪声,并提高图像质量;其中MBIR NR40重组算法降噪及提高图像质量效果更为显著。

3种不同算法所测中晚期宫颈鳞癌原发肿瘤^(18)F-FDG PET/CT代谢参数之间差异研究

目的比较固定阈值法[最大标准化摄取值(Maximal Standard Uptake Value,SUV_(max))=2.5]、固定百分比阈值法(42%SUV_(max))及自适应迭代算法(w=0.5)3种不同算法所测中晚期宫颈鳞癌原发肿瘤^(18)F-FDG PET/CT代谢参数之间的差异。方法回顾性分析我院2016年5月至2019年9月经病理证实的103例中晚期宫颈癌鳞癌患者治疗前的^(18)F-FDG PET/CT图像,用3种算法测量宫颈原发肿瘤的代谢参数:SUV_(max)、平均标准化摄取值(Mean Standardized Uptake Value,SUV_(mean))、标准化摄取峰值(Peak Standardized Uptake Value,SUV_(peak))、最大葡萄糖均一化值(Maximum Glucose Homogenization,GN_(max))、平均葡萄糖均一化值(Mean Glucose Homogenization,GN_(mean))、肿瘤代谢体积(Metabolic Tumor Volume,MTV)、总病变糖酵解(Total Lesion Glycolysis,TLG)和葡萄糖均一化总病变糖酵解(Glucose Homogenization Total Lesion Glycolysis,GNTLG),比较3种算法代谢参数的差异性。结果中晚期宫颈癌鳞癌患者3种算法之间SUV_(max)、GN_(max)及SUV_(peak)无统计学差异(P>0.05),MTV、SUV_(mean)、TLG、GN_(mean)及GNTLG之间有统计学差异(P<0.05)。固定阈值法测量的MTV最大,SUV_(mean)及GN_(mean)最小,自适应迭代法测量的MTV、SUV_(mean)及GN_(mean)次之,固定百分比阈值法测量的MTV最小,SUV_(mean)及GN_(mean)最大。Ⅲ期宫颈癌鳞癌患者结果与中晚期宫颈癌鳞癌患者结果基本一致,但Ⅳ期宫颈癌鳞癌患者结果与中晚期宫颈癌鳞癌患者结果差异较大。结论不同测量算法所测宫颈鳞癌肿瘤^(18)F-FDG PET/CT代谢参数存在明显差异,研究结果可为临床选择合适的测量方法提供理论依据。

自适应光学

O431 99010696由重构矩阵存储精度引起的波前重构误差的研究=Study of error caused by wavefront-reconstruction-matrix precision[刊,中]/张家如,张凯,周克恩,万敏(中物院应用电子学研究所.四川。

ASIR算法对肝硬化患者碘摄入量、辐射剂量及门静脉CT图像质量的影响

目的 研究自适应统计迭代重建(ASIR)算法对肝硬化患者碘摄入量、辐射剂量及门静脉计算机断层扫描(CT)图像质量的影响。方法 以2020年1月至2022年12月河南中医药大学第一附属医院收治的68例肝硬化患者为研究对象,采用随机数字表法分为滤波反投影法(FBP)组(34例)和ASIR组(34例)。所有患者均进行门静脉CT检查,其中FBP组进行FBP重建(0%ASIR),对比剂用量450 mgI·kg^(-1),管电压100 kV;ASIR组进行ASIR重建(40%ASIR),对比剂用量350 mgI·kg^(-1),管电压100 kV。统计两组一般资料,比较两组碘摄入量、辐射剂量及门静脉CT、对比噪声比(CNR)、信噪比(SNR)值、图像质量主观评分。结果 ASIR组碘摄入量低于FBP组(P<0.05);ASIR组和FBP组有效剂量(ED)、CT剂量容积指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。ASIR组门静脉主干、右支、左支CT、CNR、SNR值及门静脉图像噪声、伪影、门静脉3级分支结构显示主观评分均高于FBP组(P<0.05)。结论 与FBP重建相比,ASIR重建用于肝硬化患者门静脉CT检查可提高门静脉CT、CNR、SNR值,提高CT成像的客观和主观图像质量,但可有效降低碘摄入量,且不会增加辐射剂量,有助于提高安全性。

二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射计算方法

研究了二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射特性的自适应迭代物理光学算法。采用Monte Carlo法并结合高斯谱函数生成高斯粗糙面,基于分区域建模方法,建立了二维多粗糙度分层粗糙面和上方目标的复合模型。利用物理光学法和等效原理,得到分层粗糙面和目标的直接感应电磁流;基于表面积分方程,分析了分层粗糙面之间以及粗糙面和目标之间的耦合电磁流迭代机理。引入感应电磁流能量改变速率,对传统迭代物理光学法进行改进,使算法自动收敛。将计算结果同多层快速多极子方法和迭代物理光学法进行比较,验证了算法的准确性和高效性。在此基础上,研究了不同目标、不同粗糙度的分层粗糙面的双站RCS计算结果和散射特性,讨论了分层粗糙面间距对双站RCS计算结果和散射特性的影响。本研究为分层环境及上方超低空突袭目标的探测、分类和识别提供了数据支撑和理论基础。

基于高频方法分析电大尺寸目标的散射

采用物理光学法及其改进方法分析电大目标的雷达散射截面。作为对物理光学方法的修正,采用等效电磁流法计算了物体棱边绕射场的贡献。由于电磁波在腔体内存在多次反射,物理光学方法对于腔体的电磁散射问题给出的结果误差较大。为此,可以采用迭代物理光学法和弹跳射线法计算腔体散射。分别采用迭代物理光学法和弹跳射线法方法计算了腔体电磁散射,并且对迭代物理光学法与弹跳射线法方法的优缺点进行了对比。最后,提出利用图形处理器加速弹跳射线法方法的射线追踪部分,实现了弹跳射线法方法的有效加速。数值结果表明上述方法是有效的。

IPO-MoM混合法分析开槽电大目标的电磁散射

本文利用迭代物理光学法（ Ｉ Ｐ Ｏ） 与数值方法相结合的混合方法计算二维开槽电大目标的电磁散射．首先根据等效原理将散射场进行分解，分别采用 Ｉ Ｐ Ｏ 法和矩量法（ Ｍｏ Ｍ） 计算槽缝填充的电大目标和槽缝的散射，并在口径处应用广义网络原理处理耦合问题．数据结果表明本文方法是准确和高效的．

基于粒子群矢量搜索融合的射流轨迹识别方法

为解决消防炮射流轨迹识别受到摄像头晃动或背景变化的影响,从而导致定位精度降低的问题,提出了一种将矢量搜索法和粒子群算法相融合的射流轨迹识别方法。结合矢量搜索法和粒子群算法在射流轨迹识别中的特点,给出了融合算法中矢量搜索法和粒子群算法的对应关系、粒子点初始位置设置和适应度值计算方法以及迭代求解流程和射流落水点确定方法。实验结果表明,本方法实现了对消防炮射流轨迹的识别定位,图像背景环境变动对结果影响较小,可实现摄像头晃动或背景变化情况下的射流轨迹查找,轨迹搜索的效率和准确性优于单向搜索等方法。