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使用特征点与曲线配准医学图像

计算机辅助设计与图形学学报 2007年第9期19卷 1126-1131页

作者：彭文童若锋钱归平董金祥浙江大学人工智能研究所华北电力大学计算机科学与技术学院北京102206

针对单一特征引导医学图像配准的准确度有限性,提出一种使用多种特征的图像配准方法.特征提取采用半自动化方式,使操作者能够精确地获得图像特征.对提取的曲线对采用非均匀三次B样条建立模型,使曲线对具有相同的参数区间;非均匀的曲线... 详细信息

针对单一特征引导医学图像配准的准确度有限性,提出一种使用多种特征的图像配准方法.特征提取采用半自动化方式,使操作者能够精确地获得图像特征.对提取的曲线对采用非均匀三次B样条建立模型,使曲线对具有相同的参数区间;非均匀的曲线离散机制保证了离散后的点集在尽可能忠实于原曲线,同时又满足图像配准的要求;通过不断地改善曲线间差异最大的区域并持续添加的约束条件,迭代地求解变换函数.实验结果表明:该算法结合了基于特征点与曲线2种配准算法的优点,既保证了基于点配准的精确性,又兼有基于曲线配准的鲁棒性,是一种有效的医学图像配准方法.

关键词：医学图像配准特征点曲线薄板样条

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能量解耦控制理论的若干问题研究

能量解耦控制理论的若干问题研究

作者：钱归平浙江大学

学位级别：硕士

解耦控制是多变量系统控制的有效手段。在过去的几十年中，有两大系列的解耦方法占据了主导地位。其一是围绕Morgan问题的一系列状态空间方法，这种方法属于全解耦方法。这种基于精确对消的解耦方法，遇到被控对象的任何一点摄动，都会... 详细信息

解耦控制是多变量系统控制的有效手段。在过去的几十年中，有两大系列的解耦方法占据了主导地位。其一是围绕Morgan问题的一系列状态空间方法，这种方法属于全解耦方法。这种基于精确对消的解耦方法，遇到被控对象的任何一点摄动，都会导致解耦性的破坏，这是上述方法的主要缺陷。其二是以Rosenbrock为代表的现代频域法，其设计目标是被控对象的对角优势化而非对角化，从而可以在很大程度上避免全解耦方法的缺陷，这是一种近似解耦方法。考虑到不确定性在实际工业过程中的广泛存在，已有学者在解耦中考虑了不确定性因素的影响，但由于不确定性系统的全解耦实际上存在可能性方面的问题，因此Morgan方法在处理这些问题时自然是困难重重。Rosenbrock方法由于其本身的近似解耦特性，很容易推广到不确定性系统的解耦控制问题中。本文试图在时域范围内寻找一种近似解耦方法，称之为输入-输出能量解耦方法。所谓能量解耦，就是从被控系统的输入输出能量关系上实现解耦，使得任何一个输入的能量主要控制对应的一个输出的能量，而对其它输出能量的影响尽可能小。本文根据现有的能量解耦的研究现状，针对各种线性系统，提出了基于Lyapunov稳定性的输入输出能量解耦方法。主要研究内容包括： 1．讨论了线性定常系统和时滞系统的能量解耦，研究了具有范数有界不确定参数的线性不确定系统，给出了不确定线性系统仅具有输入变换、同时具有状态反馈和输入变换情况下的能量解耦方法，结果以线性矩阵不等式的形式给出。 2．研究了线性离散系统和不确定线性离散系统的输入输出能量解耦问题。分别给出了仅具有输入变换、同时具有状态反馈和输入变换情况下的能量解耦方法，结果以线性矩阵不等式的形式给出。 3．研究了基于Delta算子的线性系统及不确定线性系统的输入-输出能量解耦问题，分别给出了仅具有输入变换、同时具有状态反馈和输入变换情况下的能量解耦方法，结果以线性矩阵不等式的形式给出。该解耦方法把连续线性系统和离散线性系统在形式上统一起来，将连续时间系统和离散时间系统的许多结果纳入到Delta算子系统的统一框架。最后是全文的总结以及展望。

关键词：能量解耦,解耦控制,线性系统,时滞,不确定,离散系统,Delta算子

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基于散乱点云内部特征的网格重建

浙江大学学报（工学版） 2008年第5期42卷 731-735,809页

作者：钱归平童若锋彭文董金祥浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310027

提出了一种对三维散乱数据点进行可靠重建的算法.通过组合二次误差势能函数和极值曲面,建立了描述点云内部分布特征的贝叶斯概率模型.在迭代收缩进行降噪处理的过程中,同时保持物体的形状特征.对于降噪后的点云,按照表面复杂程度进行自... 详细信息

提出了一种对三维散乱数据点进行可靠重建的算法.通过组合二次误差势能函数和极值曲面,建立了描述点云内部分布特征的贝叶斯概率模型.在迭代收缩进行降噪处理的过程中,同时保持物体的形状特征.对于降噪后的点云,按照表面复杂程度进行自适应的筛选产生新的点集.将一种新的非Delaunay三角化方法应用到筛选点集中,通过空间圆球沿着物体表面不断增长来快速搜寻邻近点,并权衡Delaunay优化准则和尖锐特征度量来构造新的三角形.实验结果表明,该算法能够充分体现点云的网格化细节特征,具有快速、稳定可靠的优点.

关键词：逆向工程贝叶斯模型网格化降噪

基于Delta算子的线性系统输入输出能量解耦

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信息与控制 2004年第2期33卷 151-155页

作者：钱归平毛维杰王智浙江大学先进控制研究所工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310027

本文提出了Delta算子描述的线性系统的输入—输出能量解耦方法 .它使得任何一个输入能量主要控制对应的一个输出的能量 ,对其它输出能量的影响尽可能小 .

关键词：鲁棒控制解耦控制线性系统 Delta算子输入输出能量解耦方法

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鲁棒的网格实时几何编辑算法

中国图象图形学报 2014年第5期19卷 764-770页

作者：汪悦邓元凯钱归平中国计量学院理学院数学系杭州310018 浙江传媒学院新媒体学院杭州310018

目的提出一种网格实时编辑方法,以实现精确的参数化区域选择来对网格进行复制粘贴操作。方法首先通过提供给用户的笔刷在网格上选择感兴趣区域,通过半边结构遍历和种子填充算法精确指定参数化区域;在遍历过程中加入一个距离场限制,然后... 详细信息

目的提出一种网格实时编辑方法,以实现精确的参数化区域选择来对网格进行复制粘贴操作。方法首先通过提供给用户的笔刷在网格上选择感兴趣区域,通过半边结构遍历和种子填充算法精确指定参数化区域;在遍历过程中加入一个距离场限制,然后使用平面中值坐标方法对被复制区域进行变形处理;最后将被复制区域和目标网格进行无缝融合,恢复3维形状。结果本文方法能够对高曲率和凸长网格进行有效编辑,复制得到的模型能够符合需求,并且鲁棒稳定。结论实验结果表明,泊松方程结合平面中值坐标的网格实时编辑方法,能够实现精确的参数化区域选择对网格进行复制粘贴操作。通过与已有的网格克隆方法相比较,该方法具有很好的鲁棒性并且效果良好。

关键词：网格编辑局部参数化泊松克隆中值坐标

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网格修补的特征配准方法

中国图象图形学报 2015年第9期20卷 1230-1236页

作者：钱归平张小红潘瑞芳浙江传媒学院新媒体学院杭州310018

目的网格重建和编辑会产生几何特征缺失的模型,填补这些空洞具有重要的意义。为了克服复杂曲面修补中网格融合难以配准的问题,提出了环驱动球坐标结合基于曲率及法向ICP(iterative closest point)迭代配准的网格修补方法。方法首先用户... 详细信息

目的网格重建和编辑会产生几何特征缺失的模型,填补这些空洞具有重要的意义。为了克服复杂曲面修补中网格融合难以配准的问题,提出了环驱动球坐标结合基于曲率及法向ICP(iterative closest point)迭代配准的网格修补方法。方法首先用户查找合适的源网格面片放入空洞处周围;然后对目标网格空洞环建立B样条曲线,将带修补网格包边界置于B样条曲线上,构架环驱动球坐标,将源网格变形初步配准目标网格空洞周围领域;最后使用Laplacian光顺并基于网格曲率及法向进行ICP迭代配准,使源网格与目标网格光滑拼接融合。结果该方法能够有效修补网格空洞缺失的细节特征,并且拼接处光滑连续。结论环驱动球坐标配准避免了网格变形的包围网格笼子构造,再通过ICP迭代精确配准网格,和以往的网格修补方法相比,该方法能够很好地修补网格空洞处细节特征。

关键词：网格修补环驱动球坐标 ICP迭代拉普拉斯光顺

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保持特征的网格修补

中国图象图形学报 2010年第2期15卷 334-339页

作者：钱归平潘瑞芳童若锋浙江传媒学院动画学院杭州310018 浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027

提出了一种恢复缺失尖锐特征的网格修补算法。首先对网格顶点建立自适应的八叉树,采用分段二次多项式对网格空洞周围顶点进行拟合。而在尖锐特征处周围,则采用两个或者多个系数不同的二次多项式函数,分别进行拟合,从而获取原始网格所在... 详细信息

提出了一种恢复缺失尖锐特征的网格修补算法。首先对网格顶点建立自适应的八叉树,采用分段二次多项式对网格空洞周围顶点进行拟合。而在尖锐特征处周围,则采用两个或者多个系数不同的二次多项式函数,分别进行拟合,从而获取原始网格所在曲面的尖锐特征边和角。利用扩展的Marching Cube方法获得空洞处的三角网格面片,并和原始网格模型缝合。最后,对于空洞处的网格面片,进行增强特征处理,消除锯齿状网格,获得清晰的尖锐特征。实验结果表明,该方法达到了预期的良好效果。

关键词：网格重建网格修补曲面拟合

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保持特征的点云自适应网格重建

中国图象图形学报 2009年第1期14卷 148-154页

作者：钱归平童若锋彭文董金祥浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027

由于3维扫描点云通常存在噪音和缺失数据,提出了一种鲁棒的点云网格重建算法。对张量矩阵方法估计的点云法向进行增强特征处理,在频域中进行3维快速傅里叶变换,提取粗糙离散等值面。原始点云经梯度方向迭代移动后,过滤噪音和剔除离群点... 详细信息

由于3维扫描点云通常存在噪音和缺失数据,提出了一种鲁棒的点云网格重建算法。对张量矩阵方法估计的点云法向进行增强特征处理,在频域中进行3维快速傅里叶变换,提取粗糙离散等值面。原始点云经梯度方向迭代移动后,过滤噪音和剔除离群点,并修补点云缺失数据。点云被自适应筛选后,利用圆球相交的方法生成新的三角形。实验表明,该算法具有快速、稳定可靠和内存消耗小的优点。

关键词：逆向工程傅里叶变换网格化降噪

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使用特征点与灰度值的医学图像局部配准方法

中国图象图形学报 2008年第5期13卷 944-950页

作者：彭文童若锋钱归平董金祥浙江大学人工智能研究所杭州310027

针对医学图像配准中,存在某些图像间大部分区域没有差异或者存在差异但不被关心的情况,提出了一种局部图像配准方法。该方法使用局部可控的紧支撑径向基函数作为配准变换函数,通过在感兴趣区域设置特征点,将变换函数作用范围限制在图像... 详细信息

针对医学图像配准中,存在某些图像间大部分区域没有差异或者存在差异但不被关心的情况,提出了一种局部图像配准方法。该方法使用局部可控的紧支撑径向基函数作为配准变换函数,通过在感兴趣区域设置特征点,将变换函数作用范围限制在图像中某一特定区域,保持其他区域不发生变形。利用图像间的互信息量作为测度函数,更加精确地求解变换函数。在优化策略的选择中,将图像配准看作为寻优过程,采用基于小生境的遗传算法优化变换函数参数,能够克服经典遗传算法早熟、搜索能力差等缺点。通过对已知变换函数的仿真图像与真实医学图像进行实验,结果表明该算法能够准确地找到较优的变换函数,并且将作用区域限制在较小范围内。该方法结合了基于特征点和基于像素配准方法的优点,有效的搜索策略保证了变换函数准确性,是一种可行的、鲁棒的局部医学图像配准方法。

关键词：医学图像配准特征点互信息小生境遗传算法