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基于改进ABC-RBF的飞机全电刹车系统智能故障诊断

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计算机测量与控制 2024年第6期32卷 20-26页

作者：吴鹏张洋罗守华信阳航空职业学院航空工程学院河南信阳464000

由于现有的故障诊断方法存在诊断平均误差值较高、耗时较长的问题,为此设计了基于改进ABC-RBF神经网络的飞机全电刹车系统故障自动诊断方法;设计采用“USB接口+ARM+FPGA”的硬件架构方式和由上位机、信号衰减电路等构成的故障信号采集器... 详细信息

由于现有的故障诊断方法存在诊断平均误差值较高、耗时较长的问题,为此设计了基于改进ABC-RBF神经网络的飞机全电刹车系统故障自动诊断方法;设计采用“USB接口+ARM+FPGA”的硬件架构方式和由上位机、信号衰减电路等构成的故障信号采集器,实施飞机全电刹车系统故障信号采集;设计基于互信息与变分模态分解(VMD)的信号降噪算法对采集到的信号实施降噪处理;采用改进后的ABC算法对RBF神经网络参数进行寻优,确保寻优参数的有效性;并引入模糊集合的概念来提高网络的性能,利用梯度下降法进行网络训练更新,降低诊断结果误差;由此将降噪信号输入,利用优化训练后的RBF神经网络实现飞机全电刹车系统的故障自动诊断;结果表明,该方法的偏离因子值最低达到0.08×10^(-3),3种故障的平均诊断迭代时间均较短,其中主起落架“走步”故障的平均诊断迭代时间最短。

关键词：故障信号采集器信号降噪改进ABC-RBF神经网络飞机全电刹车系统故障诊断

基于光线重排的印制电路板高速扫描成像迭代去模糊方法研究

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国外电子测量技术 2024年第1期43卷 52-59页

作者：许润泽罗守华鄢志鸿刘鹏飞东南大学生物科学与医学工程学院南京210000 深圳明锐理想科技有限公司深圳518000

自动光学检测(automated optical inspection,AOI)相机运动速度过高,拍摄印制电路板(printed circuit board,PCB)图像会产生严重模糊。如能正确恢复因此而产生的退化,可提高相机的运动速度,进而提高AOI的检测效率。受代数迭代重建算法(a... 详细信息

自动光学检测(automated optical inspection,AOI)相机运动速度过高,拍摄印制电路板(printed circuit board,PCB)图像会产生严重模糊。如能正确恢复因此而产生的退化,可提高相机的运动速度,进而提高AOI的检测效率。受代数迭代重建算法(algebraic reconstruction technique,ART)启发,提出一种基于光线重排的图像非盲去模糊算法。该方法在模糊核已知的情况下,基于快速迭代收缩阈值算法(fast iterative shrinkage thresholding algorithm,FISTA)迭代重建算法,运用Nestrov加速和光线重排提高了迭代收敛速度,运用数据正则抑制图像的各类加性噪声和伪影,较好地重建出原本的清晰图像。结果表明,该方法对噪声具有较好的抑制能力,对AOI相机运动曝光引起的严重模糊,较常用的传统逆滤波方法具有更好的图像恢复效果。

关键词：图像非盲去模糊代数迭代重建算法运动模糊

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基于显微CT影像的靶丸表面缺陷检测方法

强激光与粒子束 2024年第1期36卷 117-122页

作者：汤玉玲赵庆贤刘家铭罗守华东南大学生物科学与医学工程学院南京210096

靶丸的内外表面缺陷分布对激光惯性约束聚变实验成功率及效率有重要影响,目前观测不透明靶丸的内表面仅有用X射线直接成像技术获取局部二维信息。运用显微CT实现靶丸三维成像,可得到靶丸内外全表面形貌信息;运用边缘检测、理想曲面拟合... 详细信息

靶丸的内外表面缺陷分布对激光惯性约束聚变实验成功率及效率有重要影响,目前观测不透明靶丸的内表面仅有用X射线直接成像技术获取局部二维信息。运用显微CT实现靶丸三维成像,可得到靶丸内外全表面形貌信息;运用边缘检测、理想曲面拟合分割出缺陷区域,通过连通域分析对表面缺陷进行分块,并分别计算各区域的宽度、高度;运用体绘制方法交互绘制出了靶丸三维数据的立体效果,尤其突出了缺陷区域的彩色高度场效果,并通过虚拟切割观察靶丸内表面。基于该方法的靶丸内外表面缺陷观测技术,能识别大多数表面缺陷,且能较为准确地计算出缺陷尺寸参数,未识别出的缺陷通过体绘制可被观察到作为补充,为研究人员提供了良好的辅助分析手段。

关键词：三维分割缺陷检测 ICF靶丸显微CT 体绘制

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一种超声心动图关键帧智能检测方法

南京医科大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 253-262页

作者：杜悦史中青戚占如曾子炀郭冠军姚静罗守华顾宁南京医科大学生物医学工程与信息学院江苏南京211166 南京大学医学院附属鼓楼医院超声医学科江苏南京210008 东南大学生物科学与医学工程学院江苏南京210096 南京大学医学院江苏南京210093

目的:探讨基于深度学习(deep learning,DL)的ResNet+VST模型在超声心动图关键帧智能检测方面的可行性。方法:选取南京大学医学院附属鼓楼医院超声医学科采集的663个动态图像含心尖二腔(apical two chambers,A2C)、心尖三腔(apical three... 详细信息

目的:探讨基于深度学习(deep learning,DL)的ResNet+VST模型在超声心动图关键帧智能检测方面的可行性。方法:选取南京大学医学院附属鼓楼医院超声医学科采集的663个动态图像含心尖二腔(apical two chambers,A2C)、心尖三腔(apical three chambers,A3C)与心尖四腔(apical four chambers,A4C)3类临床检查常用切面以及EchoNet⁃Dynamic公开数据集中280个A4C切面动态图像,分别建立南京鼓楼医院数据集与EchoNet⁃Dynamic⁃Tiny数据集,各类别图像按4∶1方式划分为训练集和测试集,进行ResNet+VST模型的训练以及与多种关键帧检测模型的性能对比,验证ResNet+VST模型的先进性。结果:ResNet+VST模型能够更准确地检测心脏舒张末期(end⁃diastole,ED)与收缩末期(end⁃systole,ES)图像帧。在南京鼓楼医院数据集上,模型对A2C、A3C和A4C切面数据的ED预测帧差分别为1.52±1.09、1.62±1.43、1.27±1.17,ES预测帧差分别为1.56±1.16、1.62±1.43、1.45±1.38;在EchoNet⁃Dynamic⁃Tiny数据集上,模型对A4C切面数据的ED预测帧差为1.62±1.26,ES预测帧差为1.71±1.18,优于现有相关研究。此外,ResNet+VST模型有良好的实时性表现,在南京鼓楼医院数据集与EchoNet⁃Dynamic⁃Tiny数据集上,基于GTX 3090Ti GPU对16帧的超声序列片段推理的平均耗时分别为21 ms与10 ms,优于以长短期记忆单元(long short⁃term memory,LSTM)进行时序建模的相关研究,基本满足临床即时处理的需求。结论:本研究提出的ResNet+VST模型在超声心动图关键帧检测的准确性、实时性方面,相较于现有研究有更出色的表现,该模型原则上可推广到任何超声切面,有辅助超声医师提升诊断效率的潜力。

关键词：超声心动图关键帧深度学习

一种基于全局字典学习的小动物低剂量计算机断层扫描降噪方法

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生物医学工程学杂志 2016年第2期33卷 279-286页

作者：李中源李光孙翌陈功罗守华东南大学生物科学与医学工程学院南京210096

在小动物计算机断层扫描(CT)实验中,因需考虑小动物存活率以及实验的连续性等问题,一般较少采用高剂量的X射线进行实验;而低剂量的X射线会导致重建图像被噪声污染,影响图像质量,不利于后续实验分析。为解决此问题,本文介绍了一种基于全... 详细信息

在小动物计算机断层扫描(CT)实验中,因需考虑小动物存活率以及实验的连续性等问题,一般较少采用高剂量的X射线进行实验;而低剂量的X射线会导致重建图像被噪声污染,影响图像质量,不利于后续实验分析。为解决此问题,本文介绍了一种基于全局字典学习的降噪方法,并将其应用于提升低剂量小动物CT重建图像质量的研究中。针对真实的小动物CT重建数据,选择高剂量的小动物CT重建图像作为训练样本,利用逐列更新的字典学习算法(K-SVD),构建包含图像信息的全局字典;利用正交匹配追踪算法(OMP)将低剂量重建图像利用全局字典进行稀疏分解,分离噪声,最后将重建图像复原,达到降噪、提升图像质量、降低小动物CT实验的拍摄剂量、提高小动物存活率的目的。实验结果表明,本文提出的方法能够有效减少低剂量动物CT图像的噪声,并能够较好地保留图像细节。

关键词：字典学习低剂量小动物计算机断层扫描图像去噪

锥束CT重建图像中环状伪影的拟合校正(英文)

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2010年第1期27卷 34-38页

作者：罗守华吴婧张波陈功东南大学生物医学工程学院江苏省中医院信息工程部

针对锥束CT图像重建中像元通道响应不一致引起的环状伪影原理进行了分析,采用了拟合校正的方法对投影图像进行校正。结果表明,校正后重建图像中的环状伪影得到有效抑制。在此基础上,进一步考虑像元通道对射线强度响应的非线性,以及像元... 详细信息

针对锥束CT图像重建中像元通道响应不一致引起的环状伪影原理进行了分析,采用了拟合校正的方法对投影图像进行校正。结果表明,校正后重建图像中的环状伪影得到有效抑制。在此基础上,进一步考虑像元通道对射线强度响应的非线性,以及像元通道对射线能谱响应的非线性等因素对重建图像的影响,最后讨论了拟合校正的改进方向。

关键词：图像处理图像重建平板探测器拟合校正方法

CBCT系统的X射线管组合机头控制系统设计与实现

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生物医学工程学杂志 2013年第4期30卷 838-842页

作者：薄腾飞崔燕南钱砾罗守华东南大学生物科学与医学工程学院南京210096

锥束计算机断层扫描(CBCT)有精度高、辐射低、图像质量高等优点,自应用于临床以来发展迅速。为了对牙科CBCT系统中的X射线管进行有效的控制,本文对X射线管组合机头控制系统进行了设计与实现。该系统是CBCT系统的核心,它包括了X射线管组... 详细信息

锥束计算机断层扫描(CBCT)有精度高、辐射低、图像质量高等优点,自应用于临床以来发展迅速。为了对牙科CBCT系统中的X射线管进行有效的控制,本文对X射线管组合机头控制系统进行了设计与实现。该系统是CBCT系统的核心,它包括了X射线管组合机头与控制计算机的通信、CBCT系统主控制板对X射线管组合机头的控制,以及主控制板与平板探测器之间的同步等。本文以PIC16F877A单片机为核心,设计并完成了控制系统的电路和相应的操作软件。本系统已在当前的CBCT系统中得到很好的应用。

关键词：锥束计算机断层扫描 X射线组合机头控制 PIC单片机

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电子元器件缺陷检测模型的自动训练系统

电子测量技术 2023年第24期46卷 31-40页

作者：陈瑞阳周静王瑞丰刘鹏飞罗守华东南大学生物科学与医学工程学院南京210096 深圳明锐理想科技有限公司深圳518000

深度学习方法可提高AOI的速度和精度,但因实际工业生产中AOI场景多变,模型需不断更新以保证性能,耗时长,人力成本高。为了提高实际AOI中深度学习模型的迭代效率,研发了一套面向PCBA贴片电子元器件的缺陷检测模型自动训练系统,对常见的... 详细信息

深度学习方法可提高AOI的速度和精度,但因实际工业生产中AOI场景多变,模型需不断更新以保证性能,耗时长,人力成本高。为了提高实际AOI中深度学习模型的迭代效率,研发了一套面向PCBA贴片电子元器件的缺陷检测模型自动训练系统,对常见的四类电子元器件(Chip、IC、SOT、排插)所需的缺陷检测模型实现了自动训练,自动训练过程分为自动数据增强、自动调参与自动部署3个部分。实验结果表明,该系统自动训练得到的模型性能总体优于人工手动训练的模型,相较人工手动训练,训练耗时缩短36%~42%,整体准确率提升1.3%~4.1%。目前该系统已经完成测试,自动训练出的模型能满足实际AOI的检测要求,有效提高了模型迭代速度,减少了人力成本,具有较好的应用前景。

关键词： PCBA 缺陷检测深度学习自动训练工业应用

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基于教学CT设备的医学成像原理课程建设

实验室研究与探索 2022年第7期41卷 184-189页

作者：孙亦宸李正雯姚维国李毅付德刚罗守华东南大学生物科学与医学工程学院南京210096

医学成像原理是高校生物医学工程专业学生的必修课程,目前该课程因缺乏合适的教学实验平台使得理论教学概念抽象、形式单一。基于自研的ED1020型教学CT设备,围绕医学成像原理课程要求,开发了相关的理论和实践教学课程。课程内容涵盖辐... 详细信息

医学成像原理是高校生物医学工程专业学生的必修课程,目前该课程因缺乏合适的教学实验平台使得理论教学概念抽象、形式单一。基于自研的ED1020型教学CT设备,围绕医学成像原理课程要求,开发了相关的理论和实践教学课程。课程内容涵盖辐射安全、数据采集、轴位与螺旋重建、图像伪影与质量评价等方面,将CT成像的基本原理方法与仿真和实际成像数据结合,培养学生对成像基本概念的了解,直观展示了理论模型和实际成像结果之间的差异,提高了学生的学习兴趣和实际动手能力。该课程通过理论教学、仿真实验、CT实验相结合的方式,改善了以往CT成像的教学条件,调动了学生课堂积极性,教学质量显著提升。

关键词：医学成像原理 CT成像原理教学CT设备课程建设教学实验