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三维有限线积分变换及其在工业CT体数据线特征提取中的应用

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光学精密工程 2009年第12期17卷 3089-3095页

作者：李宗剑曾理重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044 重庆大学数理学院重庆400044

研究了基于有限线积分变换(FLIT)实现工业CT体数据线特征提取的方法。介绍了有限线积分变换原理,在2D-FLIT理论基础上,将其推广到3D的情形,并结合图像融合和数学形态学的方法提出了两种基于FLIT提取工业CT体数据中线特征的方法。一种是... 详细信息

研究了基于有限线积分变换(FLIT)实现工业CT体数据线特征提取的方法。介绍了有限线积分变换原理,在2D-FLIT理论基础上,将其推广到3D的情形,并结合图像融合和数学形态学的方法提出了两种基于FLIT提取工业CT体数据中线特征的方法。一种是直接对工业CT体数据整体进行3D线特征的提取;另一种是先对工业CT体数据按某个方向进行切片划分,再对每张切片进行2D线特征的提取。数字实验表明,与小波特征提取方法相比,上述两种方法能有效地从原体数据中提取更全、更精细的线特征。

关键词：三维有限线积分变换线特征体数据图像融合形态学

二阶Wedgelet快速分解及其在工业CT图像线特征提取中的应用

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光学精密工程 2015年第11期23卷 3238-3245页

作者：李宗剑邹晓兵重庆第二师范学院数学与信息工程系重庆400067

为了对工业CT(ICT)图像中的线特征进行有效提取,提出一种基于二阶Wedgelet快速分解的特征提取方法。首先,介绍了二阶Wedgelet分解的定义,根据二阶Wedgelet基函数的构成将其划分为3种(同边型、邻边型、对边型)不同类型。根据不同类型基... 详细信息

为了对工业CT(ICT)图像中的线特征进行有效提取,提出一种基于二阶Wedgelet快速分解的特征提取方法。首先,介绍了二阶Wedgelet分解的定义,根据二阶Wedgelet基函数的构成将其划分为3种(同边型、邻边型、对边型)不同类型。根据不同类型基函数间的空间关系设计出二阶Wedgelet快速分解算法。在此基础上,在不同的单尺度上分别提取了各自的候选线特征。最后,结合多尺度四叉树结构,融合不同单尺度的候选线特征得到最终提取结果。对实际ICT图像进行了线特征提取实验,对比试验结果验证了提出方法的有效性和先进性,表明基于二阶Wedgelet快速分解的ICT图像线特征提取方法能有效地提取ICT图像感兴趣的线特征,对其它类型图像的线特征提取也具有一定的参考价值。

关键词：二阶Wedgelet分解线特征提取多尺度几何分析工业CT图像

快速Arclet变换及其在工业CT图像圆测量中的应用

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光学精密工程 2015年第8期23卷 2400-2406页

作者：李宗剑邹晓兵重庆第二师范学院数学与信息工程系重庆400067

为了准确描述工业CT图像中的圆形结构,提出一种基于多尺度几何分析工具Arclet的圆测量算法。首先,通过分析单尺度Arclet基函数间的空间关系,设计了单尺度快速Arclet数字变换算法;基于该Arclet数字变换,提取出单尺度上的候选圆特征。然后... 详细信息

为了准确描述工业CT图像中的圆形结构,提出一种基于多尺度几何分析工具Arclet的圆测量算法。首先,通过分析单尺度Arclet基函数间的空间关系,设计了单尺度快速Arclet数字变换算法;基于该Arclet数字变换,提取出单尺度上的候选圆特征。然后,考虑Arclet相邻尺度基函数间的空间关系并结合多尺度四叉树结构,按照从根到叶的方向,依次对相邻尺度间的候选圆特征进行取舍。最后,融合各尺度剩余的候选圆特征,得到提取结果,并根据提取结果计算出半径等圆参数。基于实际工业CT图像进行了圆测量试验,结果表明,最大半径绝对误差的绝对值<0.1mm,最大半径相对误差的绝对值<0.5%;即使对原工业CT图像引入不同强度的高斯噪声,测量结果依然满足要求。本文提出的工业CT图像圆测量算法对噪声干扰具有很好的抑制能力,能满足准确描述工业CT图像中圆形结构的要求。

关键词： Arclet数字变换圆特征圆测量多尺度几何分析工业断层扫描(CT)

基于Wedgelet的CT体数据线特征提取

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仪器仪表学报 2010年第3期31卷 606-611页

作者：曾理李宗剑刘长江重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心重庆400044 重庆大学数理学院重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044 四川理工学院数学系自贡643000

线特征是描述CT体数据的重要特征之一,是基于工业CT逆向设计的重要基础。该文通过分析单尺度下Wedgelet的组成及相互间的联系,得到一种快速Wedgelet分解方法。以此为基础,考虑到CT体数据中的大部分线特征并不是以独立的形式存在,而是以... 详细信息

线特征是描述CT体数据的重要特征之一,是基于工业CT逆向设计的重要基础。该文通过分析单尺度下Wedgelet的组成及相互间的联系,得到一种快速Wedgelet分解方法。以此为基础,考虑到CT体数据中的大部分线特征并不是以独立的形式存在,而是以不同灰度区域相连形式存在的客观事实,提出一种基于Wedgelet的CT体数据线特征提取方法。首先将体数据按3个相互垂直的方向进行切片划分;然后对每组切片序列图像进行基于多尺度Wedgelet分解的线特征提取;最后对3个方向的线特征进行融合,从而得到CT体数据的线特征。实际数据的数字实验结果表明,该方法能有效地提取出CT体数据中的线特征。

关键词： Wedgelet 工业CT 线特征提取体数据

3D-Wedgelet分解与工业CT体数据面特征提取

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电子与信息学报 2010年第10期32卷 2314-2319页

面特征是描述工业CT体数据组成的重要成分之一。在工业CT体数据中,大部分的面特征不是以独立的形式存在,而是以不同灰度区域边缘面的形式存在。多尺度几何分析方法中的3D-Wedgelet恰好能有效刻画这种结构。该文先分析了单尺度下Planele... 详细信息

面特征是描述工业CT体数据组成的重要成分之一。在工业CT体数据中,大部分的面特征不是以独立的形式存在,而是以不同灰度区域边缘面的形式存在。多尺度几何分析方法中的3D-Wedgelet恰好能有效刻画这种结构。该文先分析了单尺度下Planelet的形状和内在联系,得到一种快速3D-Wedgelet分解方法。以此为基础,提出两种提取工业CT体数据面特征的方法。(1)基于多尺度3D-Wedgelet分解提取工业CT体数据的面特征。(2)先将体数据在3个相互垂直的方向上分别进行切片划分,再对每组切片序列进行基于多尺度Wedgelet分解的线特征提取,最后融合3个方向的线特征得到体数据的面特征。数字实验验证了该文方法可有效提取工业CT体数据的面特征。

关键词：面特征提取 3D-Wedgelet 工业CT 体数据

阻燃剂／不饱和聚酯／蒙脱土纳米复合材料的性能

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高分子材料科学与工程 2008年第5期24卷 56-59页

作者：李宗剑王立新任丽河北工业大学高分子科学与工程研究所天津300130

采用原位插层复合法,制备了包含十溴二苯醚和蒙脱土的阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料。通过XRD、SEM和TEM等手段表征阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的微观结构。通过拉伸、冲击和氧指数实验对阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳... 详细信息

采用原位插层复合法,制备了包含十溴二苯醚和蒙脱土的阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料。通过XRD、SEM和TEM等手段表征阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的微观结构。通过拉伸、冲击和氧指数实验对阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的力学性能、阻燃性能进行研究。结果表明,当蒙脱土的含量为0.6%时,阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的氧指数与阻燃剂/不饱和聚酯复合材料相比从24.1上升到25.4,冲击强度和拉伸强度分别提高82.66%和31.05%。燃烧残余物数码照片和扫描电镜照片显示蒙脱土促进了炭层形成。

关键词：阻燃剂不饱和聚酯纳米复合材料有机蒙脱土

不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料阻燃性能及蒙脱土阻燃协效作用研究

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不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料阻燃性能及蒙脱土阻燃协效作用研究

作者：李宗剑河北工业大学

学位级别：硕士

聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(PLS)与传统填充聚合物相比不仅能够改善聚合物基体的机械性能、气体阻隔性、耐溶剂性、耐热性,还具有潜在的阻燃特性。与传统阻燃方法相比,PLS纳米复合材料具有如下优点:添加量少、易加工成型、阻燃效率... 详细信息

聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(PLS)与传统填充聚合物相比不仅能够改善聚合物基体的机械性能、气体阻隔性、耐溶剂性、耐热性,还具有潜在的阻燃特性。与传统阻燃方法相比,PLS纳米复合材料具有如下优点:添加量少、易加工成型、阻燃效率高、阻燃成本低;不含卤素、磷等有毒元素,制品回收过程中不会产生环境问题;不会增加燃烧生烟量和一氧化碳生成量;阻燃的同时对基体的物理力学性能负面影响小,甚至还可能改善聚合物基体的其它性能。PLS纳米复合阻燃材料符合阻燃发展的要求,是非常有应用前景的新一代阻燃高分子材料。采用合适的插层剂将蒙脱土进行有机化处理。处理后的蒙脱土采用FT-IR、XRD进行表征。结果表明,有机蒙脱土的晶面间距由1.21nm撑大为1.78nm。将有机化蒙脱土分散到不饱和聚酯中,加入引发剂、促进剂,使不饱和聚酯交联制得纳米复合材料。采用XRD和TEM研究了纳米复合材料的形态,结果表明,蒙脱土的晶面间距继续增大,形成了纳米复合材料。通过拉伸、冲击和氧指数实验对不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的力学性能、阻燃性能进行研究。结果表明,当蒙脱土含量为0.5wt%时阻燃纳米复合材料与纯不饱和聚酯相比氧指数从22上升到24.2,此时拉伸强度提高8.76%,冲击强度提高68.65%。与阻燃剂/不饱和聚酯复合材料相比,同等阻燃级别下拉伸强度提高23.06%,冲击性能提高93.9%。通过分析纳米复合材料燃烧性能,并结合燃烧残余物的形貌研究,探讨了纳米复合材料可能的阻燃机理,认为阻燃性主要来自于蒙脱土片层对层间大分子的阻隔作用以及燃烧表面所形成炭层的隔热、隔质作用。采用原位插层复合法,制备了包含十溴二苯醚和蒙脱土的阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料。通过XRD、SEM和TEM等手段表征了该纳米复合材料的微观结构。通过拉伸、冲击和氧指数实验对该纳米复合材料的力学性能、阻燃性能进行研究。结果表明当蒙脱土的含量为0.6 wt%时阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的氧指数与阻燃剂/不饱和聚酯复合材料相比从24.1上升到25.4,冲击强度和拉伸强度分别提高82.66%和31.05%。燃烧残余物数码照片和扫描电镜照片显示蒙脱土促进了碳层形成。

关键词：阻燃剂不饱和聚酯纳米复合材料有机蒙脱土协效作用

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体数据压缩的脊波算法研究

体数据压缩的脊波算法研究

作者：李宗剑重庆大学

学位级别：硕士

就像图像是由像素组成的集合一样,体数据(三维数据)是由一些体素组成的集合,在工业CT、医学(如心脏超声波序列图像等)、科学计算可视化、体图形学以及CAD领域都能涉及到体数据的处理。体数据的最大特点就是数据量大,可以大到从几百兆到... 详细信息

就像图像是由像素组成的集合一样,体数据(三维数据)是由一些体素组成的集合,在工业CT、医学(如心脏超声波序列图像等)、科学计算可视化、体图形学以及CAD领域都能涉及到体数据的处理。体数据的最大特点就是数据量大,可以大到从几百兆到上万兆的字节,这为数据的存储和网络的传输都带来巨大的压力。然而,相邻或相近体素之间存在着很强的相关性,这为体数据的压缩提供了可能。另外,体数据中含有大量的线状或面状结构,它们是构成物体轮廓所必不可少的基础成分,压缩后的体数据必须尽量保留这些结构信息。近十几年,图像压缩方面研究较多且结果较好的方法是小波变换的方法。小波方法在处理点状奇异性的问题时,能达到较好的效果,但在处理超平面状奇异性(包括线状奇异性和面状奇异性)的问题时,就不再那么令人满意了。为了弥补小波方法在处理超平面状奇异性问题时的不足,斯坦福大学的Candes和Donoho在1998年提出了一种新的多分辨率分析工具——脊波,它能有效地处理超平面状奇异性的问题。脊波和压缩的结合是一个新兴的研究问题,最近几年在这方面已有初步的研究成果。但是这些研究,主要集中于二维图像。函数的脊波变换可以通过在该函数的Radon域上进行小波变换来实现,因此,脊波变换可以按先做Radon变换(投影),再做小波变换的顺序来实现。本文就是按照这个思路来实现脊波变换的,并将其应用到体数据(包括CT切片序列图像和心脏超声波序列图像)的压缩中。文中研究了两种压缩策略:策略一,先将体数据划分成切片组,针对每张切片做2D脊波变换,脊波变换由平行束投影(2D-Radon变换)加1D小波变换实现,再组织变换系数,然后做量化、熵编码等;策略二,直接对体数据做3D脊波变换,脊波变换由锥束投影(3D-Radon变换)加2D小波变换实现,再组织变换系数,然后做量化、熵编码等。在组织变换系数时,考虑到不同方向脊波变换系数间存在的相关性,使用了预测编码技术。体数据脊波变换系数编码的使用,既保留了体数据的结构信息,又能得到较高的数据压缩比。本文的体数据压缩算法具有渐进式编码和较强鲁棒性的特点。当数据传输时,由于受网络带宽的限制,无法在短时间内完成全部体数据的传输,渐进式编码的设计能让接收端用户由粗到细地获得体数据信息,从而减少用户了解体数据内容的等待时间;传输过程中的数据丢失是一个经常发生的问题,文中根据体素间的相关性,利用相邻投影方向的脊波变换系数来补偿丢失的变换系数,使得整个算法具有较强的鲁棒性。比较而言,策略一解码数据质量较好;策略二消除了策略一因划分切片致使切片间的相关性丢失的不足,使得压缩比有所提高。实验显示:将本文的方法同JPEG或者是基于小波变换的压缩方法相比,在解码数据质量大致相当的情况下,本文的方法将拥有更高的压缩比。

关键词：体数据脊波变换渐进式编码鲁棒性

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铸件DR图像工件号的增强和分割

计算机工程与应用 2011年第6期47卷 216-218,234页

作者：郭燕曾理李宗剑重庆大学数理学院重庆400044 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044

铸件DR(DigitalRadiography,数字化X射线照相)图像中工件号的识别对提高检测信息录入的自动化程度具有重要意义。由于受铸件厚薄不均等因素的影响,某些铸件DR图像字符区域存在字符与背景区分不明显等问题。要正确识别出铸件的工件号,必... 详细信息

铸件DR(DigitalRadiography,数字化X射线照相)图像中工件号的识别对提高检测信息录入的自动化程度具有重要意义。由于受铸件厚薄不均等因素的影响,某些铸件DR图像字符区域存在字符与背景区分不明显等问题。要正确识别出铸件的工件号,必须对图像进行处理。采用加性模型消除字符与背景区分不明显的影响,gamma校正调整图像灰度范围,可增强对比度,获得适宜于二值化的增强图像。改进基于二次边缘提取的二值化算法,用于对铸件DR字符图像的二值化,可以减少笔画断裂问题,得到良好的二值化字符图像。字符分割采用小波变换提取图像列和的突变信息,从而确定字符间隔,能够完整地分割出每个字符。对实际的铸件DR图像进行实验表明,研究的方法获得了良好的效果,为铸件DR图像的工件号自动识别做好了准备。

关键词：数字化X射线照相(DR)图像图像增强图像二值化字符分割