一种用于标定工业CT设备点云提取精度的配准及评价算法

基于工业CT测量数据的逆向建模技术广泛应用于军事、汽车制造、航空、航天等领域。目前,在基于工业CT点云数据的逆向重构精度验证和标定上,国内外缺少相关研究。本文提出了一种用于标定工业CT设备点云提取精度的配准及评价算法。基于CT扫描和三维光学扫描点云数据,在研究多种配准算法的基础上,总结手动选点粗配准和自动全局精配准相结合的配准算法:手动选择三个匹配点,利用坐标变换完成粗配准;用ICP算法完成自动精配准,并利用修正的Hausdorff距离为目标函数来评价配准结果。对基于七参数法和ICP算法的计算步骤做了详细说明,并赋以实例。最后,以自行设计的标准件为例,获得CT测量设备点云提取精度标定值,验证配准流程的适用性。      

Demons算法在四维CT图像配准中的应用

由呼吸运动引起的器官的运动及形变是4D精确放射治疗中最主要的误差来源。利用4D CT图像和配准技术来分析不同呼吸时相中组织、器官的形变是目前研究的热点。目前常用的研究方法是基于形变模型的3D配准算法。基于光流场的Demons算法具有速度快和精度高的特点,本文将其应用到4D CT图像配准中,并在原始图像形变力的计算中引入了对称梯度。实验结果表明,结合对称梯度的Demons方法具有更快的收敛速度,而且匹配误差小。     

原位岩土CT及其关键技术探讨

当前应用工业X射线CT技术观测岩土内部微观结构和力学特性成为研究工程地质的热点课题。然而,现有CT技术的“笨、大、重、险、贵”限制了现场应用能力,且常规岩土工程勘察方法存在丢失或破坏原有地质信息的问题。本文提出原位CT技术的概念,并指出其在岩土工程勘察领域应用中的关键技术。基于超小型冷阴极脉冲式X射线管及成像设备搭建随钻原位CT实验平台,实验结果表明该方法能够实现原位岩心数字采样与CT快速重构。在此基础上明确后续研究重点和关键技术,主要包括2D/3D CT快速重构新理论和新方法,解析CT重构图像与岩土颗粒特性之间的关系以及局部精细结构重建算法,构建精确的原位岩心3D微观结构模型;结合3D打印技术制备原位置岩土准样本,研究等效准样本的力学特性;建立时-空四维岩土工程勘察数据库,引入人工智能算法形成具有学习和预测的反馈评价体系,对丰富当前岩土工程勘察方法和完善原位CT技术具有重要的科学意义。      

基于WSN的分布式节点地震仪分层通信网络

针对深部探测对节点地震仪器提出的质量监控和数据现场回收要求,本文设计了基于WSN的三维地震勘探分层通信网络.分层网络由骨干网和多跳网两个网络层构成:骨干网使用LTE技术与监控中心进行数据交换,并实现了链路带宽的合理分配与大范围的信号覆盖;多跳网结合地震勘探的特点,使用私有路由协议和数据传输协议完成了仪器的组网与数据的接力式传输.测试结果验证了组网协议的设计正确性与数据传输的稳定性,且网络总体性能满足实际应用的需求.数据多跳传输实现了无线局域网技术的远程访问,从而提高了勘探作业效率.     

首台国产螺旋CT的研制

九十年代出现了螺旋CT并得到迅速发展,其滑环数据传输技术和螺旋插值软件使扫描速度得到大幅度提高,为CT辅助临床诊断开辟了新的领域。我们从1998年至今,利用已有CT产品的经验和自己的开发力量,研制并生产了我国第一台医用螺旋CT,迄今已有两台在用户医院安装。我们基于低压滑环的螺旋CT具有1秒完全扫描、5秒建象、三维成象等较高的性能指标和较低的价格。总体性能达到国际市场中档CT的水平,填补了国内空白。     

基于Volxer的矿床地质CT图示方法

矿床地质3D图示方法能够将复杂的地质构造、矿体形态以三维的形式表现出来,可有效地应用于矿产资源勘查、勘探开发生产管理、地质灾害治理等地质科学的多个领域.以某铜钼矿为例,基于Volxer 软件研究一种三维矿床地质CT图示方法.建立三维地质模型,多角度和多层面地展现矿床地质特征.     

体数据特征点检测算法综述

三维图像处理技术在当今得到了广泛的应用,体数据是一种重要的三维图像数据类型,基于体数据的三维特征点检测技术作为三维图像配准、分类和识别等方法的第一步,具有特殊的重要意义。本文阐述了基于体数据的特征点检测算法的特点,归纳总结了检测流程,对具有代表性的检测器进行了举例分析,最后给出了检测算法相应的评价方法。     

在IBM—PC机上用直接法进行三维CT图象的重建和显示

70年代末以来,三维成象显示医学物体的技术逐渐在整形外科和脑外科的手术定位和手术模拟中得到广泛的应用。近年来,国外在硬件和软件技术上做了很多工作以提高三维图象重建的速度和精度,但大多数努力采用了复杂的硬件和软件技术,使得系统的成本大大提高。本文中提供的直接重建法可以在 IBM-PC 微机上实现。通过数据通讯技术,使外科医生能在自己的办公室中对三维图象进行观察和进行手术模拟。该系统与 CT 之间是通过数据通讯来联系的.所以,只要配以不同的接口程序,就能与不同型号的 CT 联接     

基于SIFT特征的SAR图像配准方法在玉树地震中的应用

本文针对SAR图像特点, 提出了基于改进SIFT(尺度不变特征变换)算法的SAR图像配准方案: ① 对待配准图像进行ISEF(无限对称指数滤波器)滤波处理, 降低图像的斑点噪声; ② 采用SIFT算法提取特征点, 略过差分金字塔第一层的特征点检测, 提高时间效率; ③ 在欧氏空间内剔除误匹配点, 提高配准精度。 实验表明, 本文提出的SAR图像配准方案检测到的匹配点对的数量和稳健性都有提高, 精度能够满足亚像元级SAR图像的应用需求, 且用时比传统SIFT方法减少60%以上。 最后对精配准的SAR图像进行震害变化检测, 得到的震害分布与高分辨率光学图像上判读的建筑物毁坏情况基本一致。     

基于小波变换的低剂量CT投影数据滤波方法研究

本文根据低剂量CT投影数据的噪声特性,提出了一种基于小波变换的低剂量CT投影数据三维块匹配(BM3D)滤波方法.新方法首先对经过Anscombe变换的低剂量CT投影数据进行小波分解,然后分别对分解后尺度系数和小波系数进行BM3D滤波,接着对滤波后的系数进行逆小波变换和Anscombe逆变换,最后对处理后的投影数据采用经...     

大型地震勘探仪器中可靠传输协议和算法的研究

地震勘探是地球物理和油气勘探的重要手段之一,近年来逐渐向更深地层更精细化的方向发展,传感器节点数和数据量也变得更加庞大,同时数据分析端对数据质量的要求却更高,这要求海量节点上的数据要快速准确地上传到数据储存服务器,其中实现实验数据的高速可靠传输成为系统设计的一个关键难点.针对地球物理勘探和油气勘探的特点,本文提出了一种应用于大规模地震勘探仪器数据传输系统的高可靠传输协议,既能提高整个数据获取系统的稳定性同时又能提高数据的可靠性.该协议通过对数据传输过程中产生的错误采取充分的检测和处理算法,使得传输错误不会影响到系统的正常运行而且有效数据能正确地上传,并结合DAQ（Data Acquisition,数据获取系统）实现数据存储的容错机制,有效提高了系统稳定性和物理实验数据的可靠性,极大提升了地球物理勘探的工作效率.     

医学图像配准综述

医学领域,医生需要比较不同的解剖影像信息和功能影像信息。将对应于同一物体的不同影像的像素点对应起来就是医学图像配准的主要任务。鉴于需要配准的图像的采集的方法和时间等方面不同,配准所采用的方法也不同。本文介绍了医学图像配准的新近方法。首先从图像配准的任务出发,介绍了配准过程的主要涉及的方面和配准流程。然后从配准时变换的参数角度考虑,将图像的配准分成两大类考虑:参数配准和非参数配准。每一类中给出基本的配准方法,并讨论其用法和特点。对参数配准,主要讨论它们各自不同的方法和适合处理的图像对;对非参数配准,侧重于考虑控制方程的由来和整体外力的计算。     

预测多次波的逆散射级数方法与SRME方法及比较

逆散射级数方法和SRME方法是典型的两类基于波动方程的无需地下结构信息的自由表面多次波预测方法,本文详细讨论了这两类方法的基本思想、方法原理和实现思路,并对2维逆散射级数方法进行了降维简化,推导给出了1.5维逆散射级数衰减自由表面多次波的方法,减少了计算量,并降低了对3维规则观测系统的要求.利用经典SMAART模型数据测试比较了2维逆散射级数方法、1.5维逆散射级数方法及2维SRME方法预测自由表面多次波的效果及优缺点,比较了三者在方法实现、并行计算效率及对数据要求上的异同,并结合分析比较结果,给出了实际应用中方法选择的建议.     

基于互联网的震后虚假信息入侵实时检测系统设计

虚假震后信息入侵严重干扰抗震救灾与灾后重建进程,为防止虚假震后信息在互联网中大肆传播,需对震后虚假信息进行精准识别,设计基于互联网的震后虚假信息入侵实时检测系统。互联网以Web服务器为载体传播信息,数据包捕获模块采用WinPcap技术,并从中获取有效数据包,在协议解析模块中完成数据包TCP/IP协议、CMP协议、UDP协议解码工作,解码后的数据输入到基于SVM的震后虚假信息检测模型中。SVM模型寻求最优超平面将震后信息分为虚假与真实两个类别,根据该结果完成震后虚假信息入侵实时检测。由实验结果可知该系统检测震后虚假信息入侵误报率低于3%,相比同类型系统具有接收数据能力强、效率高的优势,对精准检测震后虚假信息具有重要意义。     

全国大震速报系统的升级与应用

通过对现在的大震速报电话传输系统的问题分析,提出了相应的解决方法。结合当今的流行文件传输方式FTP技术,对台站速报数据的传输进行了改进,充分考虑到台站实际情况的复杂性、多样性,提供多种数据转换接口,并且所有这些工作都封装在程序包中进行,无须人为干涉,提高了速报速度,同时考虑到地震无法定位时需手工输入等情况,设计了手工输入模块,努力使速报数据能准确快速获得传输。最后对整个系统运行的效能进行了客观公正的分析,认为该系统是国家数字化地震台网中心利用各台卫星实时传输的地震信号进行处理后速报方法的有效补充。     

三维频率域可控源电磁反演研究

对于三维可控源电磁,反演计算效率、张量测量、旁侧效应以及阴影效应是目前研究的热点.本文正演采用基于库仑规范条件的耦合势有限体积算法,反演采用有限内存BFGS(L-BFGS)算法.合成数据反演结果表明:(1)有限内存BFGS法比非线性共轭梯度法,在反演计算效率上具有一定的优势,更适合求解大规模三维可控源电磁反演问题.(2)张量可控源电磁法相对于标量可控源电磁法,前者在模型分辨率上优于后者.(3)在某个区域无法布置测网的情况下,我们可利用旁侧效应在异常体周围布置测网进行三维反演,从而获得真实异常体的信息.同时,为避免阴影效应,我们应在测网外增加可控源电磁控制点,使得三维反演的数据更加完备.     

AlphaGUARD P2000便携测氡仪在地震观测中的应用与实验研究

目前用于地下水中氡浓度观测的仪器,特别是模拟氡观测仪器的更新换代相当缓慢,且普遍采用的FD-105K型静电计和FD-125型氡钍分析器均采用人工鼓泡、读数,存在一定的人为误差。经实验研究认为AlphaGUARD P2000便携测氡仪完全采用自动鼓泡和读数,可避免人工操作带来的误差,提高水氡观测质量,利于捕捉地震异常信息。同时,AlphaGUARAD P2000便携测氡仪携带方便、自带电源、操作简单,可用于野外观测、异常核实和土壤氡的测量,拓展地震地下流体中氡的观测范围。     

地震烈度仪数据传输协议

中国地震烈度速报与预警系统建设即将全面启动,面对未来地震预警系统中大量地震烈度仪的接入,为了方便数据的传输、汇集、共享、使用和管理,设计一种地震烈度仪数据传输协议。本文介绍烈度仪数据传输协议设计思想和特点,并给出一种参考实现,重点表述各个模块的功能和逻辑关系。