结合上下文特征融合的虚拟视点图像空洞填充

由于参考纹理视图的前景遮挡和不同视点间的视角差异,基于深度图的虚拟视点合成会产生大量空洞,先前的空洞填充方法耗时较长且填充区域与合成图像缺乏纹理一致性。该文首先对深度图进行预处理来减少空洞填充时的前景渗透;然后,针对经3D-warping后输出合成图像中的空洞,设计了一种基于生成对抗网络(GAN)架构的图像生成网络来填充空洞。该网络模型由2级子网络构成,第1级网络生成空洞区域的纹理结构信息,第2级网络采用了一种结合上下文特征融合的注意力模块来提升空洞填充质量。提出的网络模型能有效解决当虚拟视点图像中的前景对象存在快速运动时,空洞填充区易产生伪影的问题。在多视点深度序列上的实验结果表明,提出方法在主客观质量上均优于已有的虚拟视点图像空洞填充方法。

跨模态特征融合模板驱动的盾构隧道管片孔缝智能识别

基于点云的隧道数据处理方法已逐步替代人工用于盾构管片接缝识别中。但常规点云处理算法提取螺栓孔和接缝时会存在因附属设施遮挡造成错误识别的问题,导致目标识别精度降低。针对此问题,以广州2003年开通的某地铁线路某段地铁隧道数据为例,提出一种跨模态特征融合模板驱动的盾构隧道孔缝识别方法。首先将隧道断面点云的几何中心作为视点,以扫描测线为单元进行逐测线投影生成隧道二维图像;然后通过Canny边缘检测和Hough变换缓冲识别纵缝,对二维图像进行环片分割,并基于双模板匹配实现盾构环分类,依据环片模板进行螺栓孔和横缝的粗定位;最后利用螺栓孔点云DBSCAN聚类后的中心坐标对环片模板进行精校正,实现盾构隧道管片孔缝智能识别。研究结果表明:该方法在附属设施遮挡干扰等情况下能较好地实现孔缝精确识别。其中,设计的基于局部形态特征双模版驱动的盾构环片分类方法,可实现盾构环片的精确分类;设计的顾及盾构管片空间位置关系的孔缝识别方法,可有效提升孔缝识别精度。在识别率与耗时相近的情况下,本方法比同类方法识别精度更高,平均偏差更少,具有更好的准确性和鲁棒性。该方法将盾构隧道三维点云和二维点云投影图像进行数据特征融合的同时,能够顾及局部形态特征凭借双模板实现盾构环片的精确分类以及依据盾构管片的空间位置关系进一步提高孔缝识别精度。研究结果为进一步自动化精准识别盾构隧道接缝和螺栓孔目标信息提供参考。

KIH结构在人白介素-35体外重组表达中的应用

白细胞介素35(interleukin-35,IL-35)是非常重要的免疫抑制性细胞因子,被证实在多种疾病的免疫应答中发挥作用。本研究通过克隆人IL-35基因编码序列,构建单亚基表达载体pXC17.4-p35和pcDNA3.1(+)-EBI3,共转染CHO-K1细胞体外表达IL-35,经检测未发现p35亚基与EBI3亚基的结合。Knobs-into-Holes(KIH)可解决异源抗体重链错配的问题,因此,在原始序列的基础上融合KIH结构构建表达载体pXC17.4-p35-Fch和pcDNA3.1(+)-EBI3-Fck来表达KIH-IL-35重组融合蛋白质;同时交换2个亚基的表达载体来验证不同表达载体对KIH-IL-35表达量的影响。经过多种蛋白质检测方法的分析,显示KIH-IL-35结构的正确表达率明显提高。大量表达后对KIH-IL-35进行亲和纯化,采用ELISA法检测纯化后的KIH-IL-35与糖蛋白130(gp130)分子的结合活性,结果表明,KIH-IL-35与gp130的结合呈浓度依赖性。采用细胞活性检测方法检测KIH-IL-35与M1细胞的间接活性,结果表明,M1细胞的抑制率与KIH-IL-35的浓度呈剂量依赖性增长。此外,本研究成功建立了一种利用激活的人外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)对IL-35进行活性检测的方法,结果显示,激活的PBMCs与KIH-IL-35的浓度呈剂量依赖性增长。总之,本研究利用KIH-IL-35模型,提高了重组人IL-35的正确表达率,并验证其在体外的高活性,为IL-35的研究及类似异源二聚体细胞因子的重组表达提供新思路。

3D-CT指导单孔分体脊柱内镜精准切除钩状突减压颈神经的安全性研究

目的:观测钩状突尖端(uncinate process tip,UPT)、椎弓根峡部和颈神经之间的位置关系,为单孔分体脊柱内镜辅助颈椎前路椎间盘切除减压融合术中钩状突精准切除实现颈神经彻底减压提供临床数据参考。方法:选取2016年8月至2021年1月滨州医学院附属医院的26例神经根型颈椎病病人资料,并在Mimics21.0上观测C3~4至C7~T1相关参数:UPT分别至UPT所在矢状面的颈神经前缘前后距离(a)、UPT所在矢状面的颈神经下缘垂直距离(b)、颈神经起点上缘左右距离(c)、颈神经起点上缘垂直距离(d)、颈神经起点下缘垂直距离(e)、椎弓根峡部外侧缘前后距离(f)、椎弓根峡部外侧缘左右距离(g)、颈神经外展角(∠A)、前倾角(∠B)。结果:C_(3~4)至C_(7)~T_(1),同节段不同性别、不同侧别之间差异无统计学意义;同节段b、e之间差异无统计学意义,表明减压UPT所在矢状面的颈神经下缘即可实现颈神经起点下缘减压;随着C_(3~4)至C_(7)~T_(1)节段降低,a逐渐减小;b、d、e、g、∠A、∠B逐渐增加;c、f先增加后减小(P<0.05)。结论:以UPT作为重要骨性标志点,明确颈神经减压范围并精准切除钩状突。UPT向前(0.9±0.5)mm至(2.3±1.3)mm至椎弓根峡部外侧缘,向外磨透钩状突,可完成UPT至椎弓根区出口处颈神经腹侧减压;向上(5.5±2.1)mm至(8.0±3.0)mm、向内(1.1±0.5)mm至(1.9±0.9)mm分别磨除部分上位椎体和钩状突后外侧壁增生骨赘,可显露硬脊膜外侧缘和颈神经起点上缘,完成UPT至颈神经起点减压,为手术精准切除钩状突安全减压颈神经提供理论依据。

面向多维属性融合的加权网络结构洞节点发现算法

在大规模复杂网络空间中,快速识别结构洞节点对于病毒和舆情的传播控制具有重要意义。针对现有识别结构洞节点的方法在网络结构发生变化时,识别精度不高的问题,文章基于多维属性映射与融合,提出一种结合邻接信息熵与邻接中心性的结构洞节点识别算法。该算法将加权的邻接信息熵作为邻居节点的信息量,使用邻接中心性度量节点传播这些邻居节点信息量的重要性,通过将结构洞节点的局部属性表示为节点传播信息的能力,识别网络中的关键结构洞节点。实验结果表明,在不同网络规模和网络结构的数据集下,该算法的ξ、τ和网络平均信息熵3个评估指标的总得分分别为0.470、1.679和4.027,优于现有算法,具有更优越和稳定的性能,且将该算法应用于大规模网络中仍然具有较低的时间成本。

基于MSHAM-UNet的岩心孔洞图像分割方法

岩心图像的孔洞分割对于石油勘探有着重要意义。当前基于深度学习的孔洞分割方法存在着孔洞边缘分割不连续、分割精度低和参数量大等问题,为解决上述问题,提出一种基于UNet网络的改进模型MSHAM-UNet。首先,针对UNet模型对不同尺度特征图的跳级连接带来的语义信息丢失问题,设计一种结合HAM(hybrid attention module)的多尺度融合注意力模块(multi-scale hybrid fusion attention module, MSHAM),该模块对带有空间信息的浅层特征图和含有语义信息的深层特征图进行注意力特征融合,增强网络聚合不同尺度信息的能力。其次,使用GP-bneck模块替换部分普通卷积,在降低模型参数量和加深网络的同时,增强网络特征提取能力。实验结果表明,MSHAM-UNet网络在岩心孔洞数据集上的F1分数(F1-score)、交并比(intersection over union, IoU)和平均交并比(mean intersection over union, MIoU)分别达到了87.35%、77.27%和90.21%,相较于原始模型提高了5.29%%、4.02%和4.84%,对比主流的语义分割模型也有较高提升,为岩心孔隙研究提供了新的思路。

单洞双线中隔墙马蹄形隧道成型质量分析

单洞双线区间单管隧道由于防灾送风排烟通道,中间隔离墙和疏散通道施工时存在诸多偏差(因现场定位、浇筑胀模等)、隧道雾气严重(控制点间距较远,无法定向),内部结构表面潮湿(激光无法反射)等诸多因素影响,采用常规全站仪单点测量无法实现断面数据采集,基于三维激光扫描技术的大直径盾构法单洞双线、有中隔墙马蹄形隧道断面处理技术,采用三维激光扫描仪获取二衬结构海量点云数据,借助cyclone、HDS、CAD多种处理手段相融合,分析隧道内断面变形、隧道收敛、施工偏差等情况。

基于双通道多尺度注意力机制的光伏板裂缝检测方法

针对目前传统边缘检测方法提取出的图像边缘轮廓模糊、不连续等问题,提出一种基于双通道多尺度注意力机制的光伏板裂缝检测方法,实现对图像低级边缘、边界、目标轮廓的检测;首先构建了双通道主干网络,包含语义分支通道和空间细节分支通道;其次,基于多尺度原则构建了多尺度及注意力机制模块,对特征图像的高、宽、通道的维度变换,分配特征权重,在捕捉跨通道信息的同时,还能够捕捉方向感知和位置感知的信息;最后将空洞融合模块融合到语义分支通道中,提升网络提取特征信息的能力。实验结果表明,所提出的算法对光伏板图像边缘检测性能有提升,相较HED、RCF与FCN算法,F_(1)值提升了2.83%、0.37%与1.54%,获得了较为清晰的裂缝图像。

三维CT评估单孔分体内镜治疗L4/5滑脱症椎间融合术的安全性

背景:新型的单孔分体内镜技术已用于治疗腰椎滑脱症,但尚无该技术安全性、可行性、有效性的文献。目的:通过腰椎CT三维重建,观测骨性标志点与L_(4)、L_(5)神经及椎间隙位置关系,评估单孔分体内镜L_(4/5)滑脱症椎体间融合术的安全性。方法:26例Ⅰ度L_(4/5)滑脱症患者(滑脱组)和26例志愿者(正常组),均行腰椎CT扫描,导入Mimics 17.0软件,测量参数:①测量垂直距离。a,b:L_(5)上终板与L_(5)上关节突冠状位关节面内侧缘交点(N)分别至乳突后缘最高点(R)和L_(5)上关节突尖部(S);c:L_(4)下关节突尖部(X)至N所在矢状面与L_(4)下终板交点(M)。②测量水平距离。d:R至N所在横断面与L_(4)出口神经根下缘交点(N_(1));e:R至M所在横断面与L_(4)出口神经根下缘交点(M_(1));f:N至N所在横断面与神经组织外侧缘交点(N_(2));g:N_(1)至N_(2);h:M_(1)至M_(2);i:N_(2)至M_(1);j:M_(1)至L_(5)上关节突矢状位关节面后缘(R_(1))。③9例患者行单孔分体内镜椎体间植骨融合术,采用腰腿痛目测类比评分、日本骨科协会评估治疗分数(JOA)、Oswestry功能障碍指数(ODI)、36条目简明量表(Short-form 36,SF-36)评估疗效。结果与结论:①滑脱组b,c之间差异无显著性意义(P>0.05),表明显露L_(4/5)椎间盘只需去除等量的上、下关节突和/或椎板骨质。②两组d,e差异均有显著性意义(P<0.05),应根据病理变化数据规划手术。③两组f,g,i差异均无显著性意义(P>0.05),表明退行性滑脱未改变行走与出口神经的位置关系,在两者恒定不变的横向工作区置入融合器是安全的。④9例腰椎滑脱症患者末次随访的目测类比评分、JOA、ODI及SF-36评分均较术前、术后6个月明显改善(P<0.05)。⑤安全开窗范围:S向下(11.78±2.34)mm至N、X向上达L_(4)下终板分别显露椎间盘上、下缘;向外开窗至M_(1)不会伤及L_(4)神经;向内减压谨防损伤N及其附近的L_(5)神经。了解新型的单孔分体内镜技术特点有助于提高手术的安全性和疗效。

扩增感受野特征融合的小目标检测算法

为了解决小目标检测在实际应用中的高漏检率、低准确率、低召回率等问题,提出一种基于感受野扩增特征融合的小目标检测算法.首先,对全卷积单阶段目标检测算法(fully convolutional one-stage object detection,FCOS)基础网络特征提取部分增加感受野扩增模块,改善基础网络ResNet-50特征信息提取较少、浅层特征层信息利用率偏低等问题;其次,在特征金字塔部分利用门控思想筛选信息融合,降低无效信息融合的干扰;最后,对7个特征层增加注意力机制模块,提升目标定位精度和分类精度.在COCO2017数据集上的实验结果表明,该算法比传统FCOS算法的检测精度提升2.4%.其中,小目标检测精度提升3.2%,具有更好的检测效果.

经皮后路全内镜下锁孔术与颈前路椎间盘切除融合术治疗神经根型颈椎病的短期疗效

目的 对比分析经皮后路全内镜下锁孔术和开放颈椎前路椎间盘切除融合术(anterior cervical discectomy and fusion, ACDF)治疗神经根型颈椎病(cervical radiculopathy, CR)短期疗效,探讨CR治疗方案的选择。方法 回顾性分析2019年4月至2021年4月北京电力医院手术治疗的52例CR患者资料,采用经皮后路全内镜下锁孔手术治疗25例(内镜组),其中男14例,女11例,平均年龄(46.61±9.23)岁;采用ACDF治疗27例(融合组),其中男14例,女13例,平均年龄(52.32±9.05)岁。行疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale, VAS)、日本骨科协会(Japanese orthopaedic association, JOA)颈椎评分及颈椎功能障碍指数(neck disability index, NDI)评估;末次随访时测定颈椎生理曲度;同时采用改良MacNab疗效评定标准评估手术疗效。结果 两组均顺利完成手术,内镜组手术时间(73.23±7.61) min,融合组手术时间(75.28±8.49) min。内镜组住院时间和恢复工作时间均短于融合组。内镜组和融合组术后3 d、3个月、6个月及12个月时颈部VAS评分均较术前明显降低(P<0.001),术后3 d时内镜组颈部VAS评分明显低于融合组(P<0.05),两组间术后3个月、6个月及12个月时颈部VAS评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组术后3 d、3个月、6个月及12个月时NDI评分均较术前明显降低(P<0.001),两组间NDI评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组术后3个月、6个月及12个月时JOA评分均较术前升高(P<0.05),两组间JOA评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。内镜组改良MacNab疗效评定结果:优15例,良7例,可2例,差1例,优良率88.00%;融合组改良MacNab疗效评定结果:优17例,良8例,可2例,优良率92.59%。结论 经皮后路全内镜下锁孔术和传统ACDF术治疗CR均可取得良好效果,两种方式均可选择。高龄不能耐受全麻患者更建议考虑经皮后路脊柱内镜下手术治疗。

基于数据融合的SRTM数据空洞填补方法

总结国内外对SRTM数据空洞的填补方法,指出基于内插的填补方法无法满足大区域SRTM数据处理的需求。提出在内插的基础上进行数据融合的空洞填补方法,并以实例验证了该方法是一种获取完整地形数据的有效途径。

无线传感器网络能量空洞问题缓解策略分析

针对无线传感器网络中的能量空洞问题,建立了包含节点感知能耗、处理能耗、接收能耗、发送能耗的能量空洞问题分析模型,提出能量消耗速率的概念,并且给出了避免能量空洞问题的条件。利用该分析模型从理论上分析了节点密度、数据采集率、数据融合以及路由方式等策略对缓解能量空洞问题的有效性。最后,通过仿真实验数据与理论分析的对比验证了该模型对能量空洞问题分析的正确性,并且给出了缓解能量空洞问题的最佳策略。

岩体孔内摄像视频高精度快速成图方法研究

岩体结构形态特征对岩土地质工程的开挖建设具有重要的意义,数字钻孔摄像技术是快速有效地直接获取孔内岩体结构形态的一种重要手段。针对现有数字全景钻孔摄像系统及其分析软件在现场复杂环境凸显出来的问题,本文提出一种孔内全景视频环状图像快速拼接融合成图方法。该方法通过转化原始孔内视频图像为众多有序的帧窄带状图像,并进行图像特征检测与匹配筛选,从而实现孔内全景图像的快速拼接融合。结果表明:该方法可在不完全依靠指南针或电子罗盘及深度编码器的情况下,快速完成孔内全景视频图像的连续拼接融合;拼接图像的横向、纵向分辨率和图像清晰度均提高了一个数量级,实际工作时间可减半;该方法能够实现拼接出图过程的智能化和自动化分析处理,减轻工作人员的负担,提高工作效率。本方法可仅仅依靠孔内视频图像的固有特征而快速有效地形成无偏差的高质量钻孔全景图像,促进了孔内摄像技术的发展,为高精度岩体工程勘察提供了一种更便捷有效的技术手段。

多传感器信息融合技术在提高孔板测量精度中的应用

针对孔板工作时由于受介质的温度、压力以及密度变化的影响,从而测量精度较低的不足,提出了应用多传感器信息融合技术来减小孔板测量误差的方法。4个传感器输出的信息反映了介质的实时工作特性,系统将它们送入融合中心进行融合处理。融合技术运用了神经网络学习率自适应调整的改进算法,仿真实验证实了该测量技术与方法的有效性,大大提高了孔板的测量精度,具有重要的实际意义。

SiO_2/CH/Au复合黑腔诊断孔电火花加工技术

通过电火花加工技术,采用含碳较高的煤油作为电介质,利用导电性能及加工性能较好的紫铜作电极材料,实现了SiO2/CH/Au复合黑腔侧表面方形诊断孔的精密加工。采用OLYMPUS STM6测量显微镜对诊断孔尺寸,结果表明:孔的尺寸加工精度可控制在±10μm内,同一电极加工的诊断孔尺寸一致性可控制在±5μm内。采用扫描电镜能谱分析SiO2/CH/Au加工导电层的成分,结果表明:电火花加工过程中,由于电介质分解生成游离态的碳以及电极材料铜熔融后沉积在CH和SiO2层表面,形成辅助导电层。通过加工辅助导电层,产生的瞬时高温使SiO2和CH层熔融气化,从而实现对绝缘层的加工。

激光间接驱动聚变柱形靶腔内光束传输研究

应用衍射积分理论，对激光在间接驱动聚变柱形靶腔内的传输特性进行了研究，给出了柱形腔靶注入孔以及内壁上的光强分布，并与几何光学方法所得结果进行比较，得出几何光学方法的适用条件。

基于多级能量异构的无线传感器网络能量空洞避免策略

为了缓解无线传感器网络中出现的能量空洞问题,提出了多级能量异构算法(MEH)。该算法对网络的通信负载分布特性进行解析,并根据通信负载分布特性给网络部署初始能量异构的节点,即在通信负载较重的区域配置初始能量较高的节点,以平衡各区域的能量消耗速率,缓解能量空洞问题,延长网络生命周期。仿真结果显示,与已有的低功耗自适应分簇算法(LEACH)、分布式能量均衡的非均匀成簇路由算法(DEBUC)、非均匀部署算法(NDS)相比,MEH算法在网络能量利用率、网络生命周期及网络能耗周期比方面分别提升了近10个百分点,且具有良好的能耗均衡性。实验结果表明,MEH可有效延长网络生命周期、缓解能量空洞问题。

三维成像激光雷达图像与摄像机图像的融合

与传统的二维图像信息相比,物体的三维彩色信息能够更加全面的、真实的反映客观物体。本文通过对成像激光雷达图像的分析,利用摄像机的针孔模型,获取成像激光雷达图像与摄像机图像对应点的对应关系,实现了三维图像与二维图像的融合。

金黑腔方形诊断孔电火花铣削加工技术

通过电火花加工技术,采用分层铣削加工方法,利用形状简单的圆柱电极,实现了Au黑腔侧表面方形诊断孔的加工。通过对分层厚度的控制,将放电区域控制在电极底部,避免了电极侧面放电对诊断孔尺寸的影响。通过扫描电镜对诊断孔形貌进行检测,采用奥林巴斯测量显微镜测量诊断孔尺寸,结果表明:孔的尺寸加工精度可控制在±5μm,诊断孔边缘清晰,无毛刺及锯齿形状。