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三维医学图像MT表面重建的相关性处理及模型简化

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中国生物医学工程学报 2001年第5期20卷 398-403页

作者：秦绪佳欧宗瑛纪凤欣吴良武张勇侯建华大连理工大学机械工程学院CAD&CG研究所大连116024

针对MT(MarchingTetrahedral)算法存在重建速度慢 ,数据存储冗余 ,重建出的模型三角面片数量大 ,难以进行实时交互操作等缺点 ,本文提出了相关性处理方法 ,避免了重复性计算 ,加快了重建速度 ;设计了优化存储的数据结构 ,减少了数据冗... 详细信息

针对MT(MarchingTetrahedral)算法存在重建速度慢 ,数据存储冗余 ,重建出的模型三角面片数量大 ,难以进行实时交互操作等缺点 ,本文提出了相关性处理方法 ,避免了重复性计算 ,加快了重建速度 ;设计了优化存储的数据结构 ,减少了数据冗余 ;实现了网格简化的边收缩算法 ,并对由MT算法生成的表面模型进行了简化处理。模型经简化 90 % ,依然能较好地保持原模型的特征。

关键词：三维医学图像表面重建 MT算法相关性模型简化

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保持轮廓清晰光滑的灰度图像放大算法

计算机辅助设计与图形学学报 2002年第4期14卷 306-309页

作者：吴良武欧宗瑛大连理工大学机械工程学院CAD&CG研究所大连116024

灰度图像放大时 ,插值所具有的平滑作用会退化图像的高频部分 ,使放大图像轮廓变得模糊 .文中提出一种基于拟合分界线的插值放大算法 ,该算法包括分割和插值放大两个步骤 :分割是搜索出灰度图像的突变象素点 ,并用三次均匀B样条把它们... 详细信息

灰度图像放大时 ,插值所具有的平滑作用会退化图像的高频部分 ,使放大图像轮廓变得模糊 .文中提出一种基于拟合分界线的插值放大算法 ,该算法包括分割和插值放大两个步骤 :分割是搜索出灰度图像的突变象素点 ,并用三次均匀B样条把它们拟合为光滑分界线 ,以把整幅图像分割为若干子区域 ;插值放大是基于拟合分界线对图像插值 ,即插值操作限定于原图像的某一子区域内进行 .采用文中算法得到的放大图像不仅可保持轮廓清晰 ,而且可保持轮廓光滑 .最后给出三个放大实例 ,证明了文中放大算法比常规算法产生的图像质量高 .

关键词：轮廓清晰光滑灰度图像放大算法图像处理

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基于深度学习的金手指缺陷检测方法研究

基于深度学习的金手指缺陷检测方法研究

作者：吴良武中国计量大学

学位级别：硕士

柔性印刷电路板(FPC),是一种广泛用于手机、可穿戴设备、医疗设备等相关电子设备当中的元件,金手指是柔性电路板中与不同硬件传输信号的部分。本文将某一型号FPC金手指表面的主要缺陷作为检测目标,在研究国内外相关产品的检测方法和文... 详细信息

柔性印刷电路板(FPC),是一种广泛用于手机、可穿戴设备、医疗设备等相关电子设备当中的元件,金手指是柔性电路板中与不同硬件传输信号的部分。本文将某一型号FPC金手指表面的主要缺陷作为检测目标,在研究国内外相关产品的检测方法和文献的基础上,提出了基于传统的图像方法和深度学习方法对不同形态的缺陷进行检测,主要成果如下:(1)针对金手指鼓包、压点等与背景相似度较低且具有较为明显的边界的缺陷,本文首先根据输入图片的灰度均值和标准差来计算合适的二值化阈值,之后通过形态学方法中的开闭运算和腐蚀运算去除掉一些小的无关连通域和噪点,得到缺陷区域;由于开运算和腐蚀运算缩小了缺陷区域的面积,于是使用膨胀运算对缺陷区域的面积进行了恢复。最后通过Canny边缘检测和计算最小封闭圆将缺陷区域框选出来。实验表明除了划痕缺陷外的其它缺陷总的漏检率低于1%。(2)由于金手指表面的划痕缺陷与背景有较高的相似度,边界区域较为模糊,使用传统图像处理方法难以将其检测出来,于是采用了对每一像素细粒度分类的语义分割方法;本文基于PSP-Net框架,使用Res Net50作为主干网络来提取特征,之后使用本文提出的多注意力机制金字塔池化模块(MAMFEM)对划痕区域进行特征增强,最后通过一次卷积操作实现对划痕的精确分割。实验数据表明,本文提出的语义分割方法在MIOU和MPA指标上都明显要高于其它方法。(3)针对本文提出的语义分割方法,后续对网络结构进行了改进。根据输入特征图的大小选择了更为合适的金字塔池化参数,在提升指标数据的同时提高了训练速度并减少了模型的参数量。采用先分离后连接的通道连接方式,解决了模型在使用通道注意力机制时存在破坏通道的问题。加入浅层特征,利用浅层特征中的纹理信息增强分割效果。经过上述改进后,MIOU和MPA都有了一定的提升,并且对显存的占用有了明显地减少,降低了对硬件的使用要求。

关键词：金手指缺陷检测深度学习语义分割

基于物质灰度正态分布的CT断层图像匹配插值

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中国生物医学工程学报 2012年第2期31卷 231-236页

作者：吴良武侯建华大连测控技术研究所大连116013

基于医学CT断层图像中物质灰度呈正态分布的特性,提出一种新的插值算法。先分割CT断层图像,再为每个插值点搜索属于同种物质的最佳匹配点对,最后基于物质灰度呈正态分布特性获取插值权值,计算出插值点的灰度值。针对灰度值相差较大的匹... 详细信息

基于医学CT断层图像中物质灰度呈正态分布的特性,提出一种新的插值算法。先分割CT断层图像,再为每个插值点搜索属于同种物质的最佳匹配点对,最后基于物质灰度呈正态分布特性获取插值权值,计算出插值点的灰度值。针对灰度值相差较大的匹配点对,传统的线性插值方法容易生成误差,新算法避免了这些插值点误差的产生。对于存在较多灰度值差异大的匹配点对的4组测试切片,测试结果表明,与匹配点对间传统的线性插值方法相比较,新算法的标记点均偏差平均降低29.55%,说明新算法具有良好的插值效果。

关键词：医学CT断层图像正态分布匹配插值

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体素几何模型中物体表面的绘制算法

机械科学与技术 2001年第6期20卷 833-835页

作者：吴良武欧宗瑛秦绪佳纪凤欣张勇大连理工大学机械工程学院CAD&CG研究所大连116024

在体素几何模型中 ,物体由体素表示 ,物体表面由边界体素表示。当体素大小与屏幕像素大小相等时 ,可把边界体素作为点向投影面投影 ,但这样易产生空洞现象和图像走样。基于物体边界体素 ,生成一个绘制表面 ,用光线投射法显示这个绘制表... 详细信息

在体素几何模型中 ,物体由体素表示 ,物体表面由边界体素表示。当体素大小与屏幕像素大小相等时 ,可把边界体素作为点向投影面投影 ,但这样易产生空洞现象和图像走样。基于物体边界体素 ,生成一个绘制表面 ,用光线投射法显示这个绘制表面 ,可以消除空洞现象 ,减轻图像走样。这种算法能生成光滑细腻的图像。本文生成绘制表面的速度比 Dividing

关键词：体素几何模型走样空洞绘制表面光线投射法医学影像

Dividing Cubes算法生成的物体表面的法向量方向的光顺操作

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计算机辅助设计与图形学学报 2001年第12期13卷 1137-1141页

作者：吴良武欧宗瑛秦绪佳侯建华大连理工大学机械工程学院CAD&CG研究所大连现代高技术发展有限公司大连116021

在用 Dividing Cubes算法提取的边界体素所构造的物体表面上 ,可能会存在法向量方向突变 ,使得物体表面光照图显示粗糙 .文中提出了一种改进的邻域加权平均法 ,对物体表面的法向量方向进行光顺处理 ,光顺操作只在相关边界体素间进行 ,... 详细信息

在用 Dividing Cubes算法提取的边界体素所构造的物体表面上 ,可能会存在法向量方向突变 ,使得物体表面光照图显示粗糙 .文中提出了一种改进的邻域加权平均法 ,对物体表面的法向量方向进行光顺处理 ,光顺操作只在相关边界体素间进行 ,并且对有多个等值面交汇的边界体素将不进行光顺操作 ,以避免模糊位于多个区域处的边界和保持物体表面光照图的细节 .为避免在屏幕上产生孔洞 ,用光线投射法显示物体表面 .文中所采用的光顺操作可以消除物体表面的法向量方向突变 ,使物体表面光照图光滑细腻 .最后 ,给出一个医学图像的测试实例 .

关键词：光顺操作 DividingCubes算法领域加权平均孔洞计算机图形学医学图像

多叶光栅适形放射治疗系统图像图形处理软件研究与开发

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大连理工大学学报 2001年第6期41卷 711-715页

作者：欧宗瑛秦绪佳纪凤欣吴良武张勇侯建华大连理工大学机械工程学院CAD&CG研究所辽宁大连116024

论述了多叶光栅适形放射治疗系统图形图像处理子系统的组织结构和程序流程 ,提出并建立了系统数据结构 ;该数据结构能较好地描述系统数据的层次关系和表达重建的几何模型 .针对输入的 CT或 MRI图像 ,提出了自动分割与手工勾画轮廓的方... 详细信息

论述了多叶光栅适形放射治疗系统图形图像处理子系统的组织结构和程序流程 ,提出并建立了系统数据结构 ;该数据结构能较好地描述系统数据的层次关系和表达重建的几何模型 .针对输入的 CT或 MRI图像 ,提出了自动分割与手工勾画轮廓的方法 .可对分割出的组织重建其三维几何模型 ,并对模型表面网格进行简化处理 .

关键词：多叶光栅医学图像图像处理三维几何重建放射治疗系统软件开发

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由基于轮廓重建的表面模型构建实体几何模型

机械设计与研究 2001年第2期17卷 15-17页

作者：秦绪佳纪凤欣吴良武张勇欧宗瑛大连理工大学机械工程学院CAD&CG研究所辽宁大连116024

基于工业CT(ICT)图象进行反求是逆向工程的重要内容 ,由ICT图象提取轮廓并进行轮廓重建的模型为表面模型 ,只包含表面几何信息 ,而实体几何模型具有完备的几何和拓扑信息。本文论述了由轮廓重建表面模型的方法和步骤 ,提出了一种由表面... 详细信息

基于工业CT(ICT)图象进行反求是逆向工程的重要内容 ,由ICT图象提取轮廓并进行轮廓重建的模型为表面模型 ,只包含表面几何信息 ,而实体几何模型具有完备的几何和拓扑信息。本文论述了由轮廓重建表面模型的方法和步骤 ,提出了一种由表面模型构建实体几何模型的方法。文中还对存在分叉轮廓、内轮廓的情况提出了具体处理方法。用轮廓重建生成表面模型。

关键词：轮廓重构表面模型实体模型边界模型逆向工程 CAD ICT

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多注意力机制金字塔池化金手指划痕分割方法

计算机工程与应用 2023年第1期59卷 213-220页

作者：吴良武周永霞王宇航朱钰萍中国计量大学信息工程学院杭州310018 杭州市蓝弧视觉科技有限公司杭州310018

针对传统图像处理方法和基于深度学习的分类模型对金手指表面划痕检测效果不理想的情况,提出了一种多注意力机制金字塔池化方法对金手指表面划痕进行语义分割。采用ResNet50模型获取输入图像的特征图;在金字塔的不同层中将特征图分成大... 详细信息

针对传统图像处理方法和基于深度学习的分类模型对金手指表面划痕检测效果不理想的情况,提出了一种多注意力机制金字塔池化方法对金手指表面划痕进行语义分割。采用ResNet50模型获取输入图像的特征图;在金字塔的不同层中将特征图分成大小不同的子区域,然后对每个子区域进行平均池化操作;池化后的特征图加入多种注意力机制来提取关键部分的特征信息,并使用边界细化模块对边缘区域进一步精细化,提高分割准确度。通过上采样,将四种不同尺寸的特征图采用级联的方式对划痕区域进行特征融合;与带有整体信息的特征图拼接后经过卷积操作得到最后的预测结果。实验结果表明,本文采用的方法较其他常用分割模型在MIOU和MPA指标上具有明显提升,分别达到86.03%和94.35%,具有一定的应用价值。

关键词：金手指语义分割金字塔池化注意力机制边界细化模块 MIOU指标