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语义流引导采样结合注意力机制的脑肿瘤图像分割

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光学精密工程 2024年第4期32卷 565-577页

作者：宋建丽吕晓琪谷宇内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头市014010 内蒙古工业大学信息工程学院内蒙古呼和浩特010051

U型网络结构的脑肿瘤自动分割方法由于多次卷积和采样操作会造成信息损失,导致分割效果不佳。为解决这一问题,提出了能够利用语义信息流引导上采样特征恢复的特征对齐单元,并在此基础上设计轻量级的双重注意力特征对齐网络(DAFANet)。首... 详细信息

U型网络结构的脑肿瘤自动分割方法由于多次卷积和采样操作会造成信息损失,导致分割效果不佳。为解决这一问题,提出了能够利用语义信息流引导上采样特征恢复的特征对齐单元,并在此基础上设计轻量级的双重注意力特征对齐网络(DAFANet)。首先,将特征对齐单元分别引入3D UNet、DMFNet和HDCNet三个经典网络,以验证其有效性和泛化性。其次,在DMFNet基础上构造轻量级的双重注意力特征对齐网络DAFANet,利用特征对齐单元强化上采样过程中的特征恢复,3D期望最大化注意力机制同时作用于特征对齐路径和级联路径,用于重点获取上下文的全程依赖关系。同时使用广义Dice损失函数提升数据不平衡时的分割精度并加快模型收敛。最后,在BraTS2018和BraTS2019公开数据集进行验证,文中所提算法在ET,WT和TC区域的分割精度分别达到80.44%,90.07%,84.57%和78.11%,90.10%,82.21%。相较于当前流行的分割网络,具有对增强肿瘤区域更好的分割效果,更擅长处理细节和边缘信息。

关键词：脑肿瘤图像分割特征对齐注意力机制轻量化

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气囊抛光过程的运动精度控制

光学精密工程 2015年第8期23卷 2220-2228页

作者：王飞张健彭利荣王高文隋永新中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心吉林长春130033

针对用于球面、非球面光学元件超精密光学加工的气囊抛光技术,提出了一套控制抛光过程中气囊运动精度的方法。该方法通过控制加工单元的温度,保证抛光过程中设备运动精度达到50μm;使用坐标传递法,使检测数据二维方向对准不确定度达到0.... 详细信息

针对用于球面、非球面光学元件超精密光学加工的气囊抛光技术,提出了一套控制抛光过程中气囊运动精度的方法。该方法通过控制加工单元的温度,保证抛光过程中设备运动精度达到50μm;使用坐标传递法,使检测数据二维方向对准不确定度达到0.30-0.70mm。另外,基于磨头去除量估计与反馈修正法,提高精抛过程面形误差收敛效率。最后,通过磨头探测校准法,将磨头与加工工件法向位置精度提高至10μm。实际抛光实验显示：使用运动精度控制法在280mm口径的平面精密抛光中获得的面形加工精度为0.8nm（RMS）,在160mm口径的凹球面精密抛光中获得的面形加工结果为1.1nm（RMS）,实现了超高精度面形修正的目的,为超高精度球面、非球面光学元件加工提供了一套行之有效的方法。该方法同样适用于其他接触式小磨头数控抛光方法。

关键词：光学加工气囊抛光运动精度球面抛光平面抛光

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精密光学胶结件的快速脱胶

光学精密工程 2015年第6期23卷 1657-1663页

作者：闫勇姚劲松张雷王栋中国科学院长春光学精密机械与物理研究所小卫星技术国家地方联合工程研究中心吉林长春130033

研究了采用GHJ-01光学环氧胶胶结光学件的脱胶工艺,提出了适合精密光学胶结件快速脱胶的方法。归纳总结了光机胶结时,黏接胶层的厚度计算公式,以便确定适宜的光机胶结间隙;梳理了胶结固化的操作流程及固化原则,指出实施该方法的技术难... 详细信息

研究了采用GHJ-01光学环氧胶胶结光学件的脱胶工艺,提出了适合精密光学胶结件快速脱胶的方法。归纳总结了光机胶结时,黏接胶层的厚度计算公式,以便确定适宜的光机胶结间隙;梳理了胶结固化的操作流程及固化原则,指出实施该方法的技术难点在于依据不同的胶结剂和胶结结构选择合理的热剥离温度及升温速度。利用某高精度胶结镜进行了脱胶试验研究。通过选择合适的热剥离加热工艺实现了该光学件的快速、微应力脱胶。相关试验表明,经过胶结后的熔石英镜面产生了严重变形,变化量约为原始面形值的6倍(原始面形值0.02λ,变形后面形值0.14λ),经脱胶修研后其面形精度达到0.018λ,满足设计要求,脱胶时间为105h。该方法可满足光学件脱胶时对完整性和微应力的要求,避免了成本的浪费和光学件的弃用,其脱胶处理方式也适用于其它同类型光学元器件的研制。

关键词：光学环氧胶胶层厚度胶结固化脱胶试验热剥离快速脱胶

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残差混合注意力结合多分辨率约束的图像配准

光学精密工程 2022年第10期30卷 1203-1216页

作者：张明娜吕晓琪谷宇内蒙古科技大学信息工程学院模式识别与智能图像处理重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古工业大学信息工程学院内蒙古呼和浩特010051

医学图像配准在图谱创建和时间序列图像对比等临床应用中具有重要意义。目前,使用深度学习的配准方法与传统方法相比更好地满足了临床实时性的需求,但配准精确度仍有待提升。基于此,本文提出了一种结合残差混合注意力与多分辨率约束的... 详细信息

医学图像配准在图谱创建和时间序列图像对比等临床应用中具有重要意义。目前,使用深度学习的配准方法与传统方法相比更好地满足了临床实时性的需求,但配准精确度仍有待提升。基于此,本文提出了一种结合残差混合注意力与多分辨率约束的配准模型MAMReg-Net,实现了脑部核磁共振成像(MagneticResonanceImaging,MRI)的单模态非刚性图像配准。该模型通过添加残差混合注意力模块,可以同时获取大量局部和非局部信息,在网络训练过程中提取到了更有效的大脑内部结构特征。其次,使用多分辨率损失函数来进行网络优化,实现更高效和更稳健的训练。在脑部T1 MR图像的12个解剖结构中,平均Dice分数达到0.817,平均ASD数值达到0.789,平均配准时间仅为0.34 s。实验结果表明,MAMReg-Net配准模型能够更好地学习脑部结构特征从而有效地提升配准精确度,并且满足临床实时性的需求。

关键词：医学图像处理单模态配准深度学习注意力机制多分辨率约束

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精密柔索传动技术研究现状及分析

光学精密工程 2018年第5期26卷 1078-1097页

作者：范大鹏谢馨祁超范世珣张连超国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073

精密柔索传动是一种通过主、从动轮之间有适当预紧的传动介质来实现的挠性摩擦传动方式,具有布局灵活、高精度、轻量化等特点,在多种灵巧性精密机电装置和伺服机构中得到了广泛的应用。本文归纳了柔索传动技术在精密指向机构、人机交互... 详细信息

精密柔索传动是一种通过主、从动轮之间有适当预紧的传动介质来实现的挠性摩擦传动方式,具有布局灵活、高精度、轻量化等特点,在多种灵巧性精密机电装置和伺服机构中得到了广泛的应用。本文归纳了柔索传动技术在精密指向机构、人机交互机器人、跑步机器人、灵巧手和微创手术末端器械等方面的应用进展;总结了亟待解决的基础理论和应用研究相关问题,主要包括传动机理研究、伺服系统的应用研究、针对典型应用需求的工程设计方法研究等;最后,对进一步发展精密柔索传动理论分析与工程设计技术提出了建议。

关键词：精密柔索传动应用进展传动机理应用技术工程设计方法

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精密减速器回差测量的现状与趋势

光学精密工程 2018年第9期26卷 2150-2158页

作者：石照耀徐航韩方旭林家春王辉北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心中国软件测评中心

回差是表征精密减速器性能的关键指标,其定义貌似简单,但蕴含了复杂的测量及评价问题,本文从静态测量和动态测量两个方面论述了当前精密减速器的回差测量原理和方法,对比分析了各种测量方法的异同和优缺点,分析了当前工业领域常用的评... 详细信息

回差是表征精密减速器性能的关键指标,其定义貌似简单,但蕴含了复杂的测量及评价问题,本文从静态测量和动态测量两个方面论述了当前精密减速器的回差测量原理和方法,对比分析了各种测量方法的异同和优缺点,分析了当前工业领域常用的评价方法,指出评价方法的不同是造成评价结果差异的重要原因。最后指出,建立精密减速器综合性能动态测量系统是适应工业需求的必然趋势,同时当前亟需建立一套完整的精密减速器回差测试规范及评价标准。

关键词：精密减速器回差静态测量动态测量评价方法

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光学系统弥散斑参数的测试

光学精密工程 2015年第9期23卷 2482-2489页

作者：李坤陈永权赵建科段亚轩李巧玲潘亮龙江波张海洋中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119

采用CCD显微成像系统对光学系统弥散斑参数进行定量测量,并设计了弥散斑参数的评价算法。首先,给出了弥散斑参数的定义,分析了弥散斑所形成的能量等高线构成的闭合的连通区域,对占总能量80%的区域计算其弥散斑直径。然后,对该区域的边... 详细信息

采用CCD显微成像系统对光学系统弥散斑参数进行定量测量,并设计了弥散斑参数的评价算法。首先,给出了弥散斑参数的定义,分析了弥散斑所形成的能量等高线构成的闭合的连通区域,对占总能量80%的区域计算其弥散斑直径。然后,对该区域的边界点进行椭圆拟合,得到弥散斑圆度。提出的方法通过对光学系统在像平面所成的星点像的能量分布的分析,在弥散斑圆度测试中引入了椭圆拟合,减少了CCD噪声和测试环境中的杂光等随机因素对测试结果的影响,提高了测试结果的置信度。实验结果显示:弥散斑直径测试重复性为0.18μm,弥散斑圆度测试重复性为1.65%。提出的方法实现了弥散斑参数的定量测试,满足航天项目中光学系统成像质量控制要求。

关键词：光学系统弥散斑参数、CCD显微测量系统、能量等高线、区域填充、椭圆拟合

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机载宽视场大相对孔径成像光谱仪

光学精密工程 2015年第1期23卷 15-21页

作者：陈伟郑玉权薛庆生中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

根据宽视场大相对孔径成像光谱仪的应用要求和技术指标,采用离轴Schwarzschild望远成像系统和双Schwarzschild光谱成像系统匹配的结构型式,设计了一个视场为28°、相对孔径为1/2.5、工作波段为0.4～1 μm的机载成像光谱仪光学系统;根据... 详细信息

根据宽视场大相对孔径成像光谱仪的应用要求和技术指标,采用离轴Schwarzschild望远成像系统和双Schwarzschild光谱成像系统匹配的结构型式,设计了一个视场为28°、相对孔径为1/2.5、工作波段为0.4～1 μm的机载成像光谱仪光学系统;根据双Schwarzschild光谱成像系统的像散校正条件计算了初始结构参数.然后,利用光学设计软件ZEMAX-EE进行了光线追迹和优化设计,并对设计结果进行了分析与评价.结果显示：光谱成像系统中心波长和边缘波长88％以上的能量集中在一个探测器像元内;谱线弯曲和谱带弯曲均小于像元的5％,便于光谱和辐射定标;成像光谱仪全系统在各个波长的光学传递函数均达到0.59以上,完全满足设计指标要求.该成像系统体积小、重量轻,非常适合航空遥感应用.

关键词：光学设计成像光谱仪离轴Schwarzschild望远成像系统双Schwarzschild光谱成像系统海洋水色

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大型望远镜测角系统误差的修正

光学精密工程 2015年第9期23卷 2446-2451页

作者：王显军中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

由于大型望远镜转台轴系对测角精度要求较高,本文研究了测角数据系统的误差修正技术。分析了测角数据误差产生的原因,对测角元件误差、安装误差、被测轴系误差进行了讨论,指出轴系测角分系统的误差规律符合谐波方程,故提出采用谐波方程... 详细信息

由于大型望远镜转台轴系对测角精度要求较高,本文研究了测角数据系统的误差修正技术。分析了测角数据误差产生的原因,对测角元件误差、安装误差、被测轴系误差进行了讨论,指出轴系测角分系统的误差规律符合谐波方程,故提出采用谐波方程式来表达误差规律。针对工程应用,建立了基于傅里叶级数的简化谐波方程误差公式,用谐波方程算法和多项式拟合算法对系统误差进行修正。在一个望远镜垂直轴转台进行了试验验证,结果显示测角精度峰值由原来的3.81″提高到了1.06″。实验表明,基于傅里叶级数的修正算法,较好地符合误差分布规律;采用系统误差修正技术,可以对系统综合误差统一修正,能够有效提高系统测角精度。

关键词：望远镜测角系统编码器测角精度误差修正