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Fourier-domain-compressed optical time-stretch quantitative phase imaging flow cytometry

Photonics Research 2024年第8期12卷 1627-1639页

作者： RUBING LI YUEYUN WENG SHUBIN WEI SIYUAN LIN JIN HUANG CONGKUAN SONG HUI SHEN JINXUAN HOU YU XU liye mei DU WANG YUJIE ZOU TAILANG YIN FULING ZHOU QING GENG SHENG LIU CHENG LEI Institute of Technological Sciences Wuhan University School of Power and Mechanical Engineering Wuhan University Department of Thoracic Surgery Renmin HospitalWuhan University Department of Hematology Zhongnan HospitalWuhan University Department of Thyroid and Breast Surgery Zhongnan HospitalWuhan University Department of Radiation and Medical Oncology Zhongnan HospitalWuhan University School of Computer Science Hubei University of Technology Reproductive Medical Center Renmin HospitalWuhan University Suzhou Institute of Wuhan University Shenzhen Institute of Wuhan University

Optical time-stretch (OTS) imaging flow cytometry offers a promising solution for high-throughput and highprecision cell analysis due to its capabilities of high-speed, high-quality, and continuous imaging. Compressed sensing (CS) makes it practically applicable by significantly reducing the data volume while maintaining its highspeed and high-quality imaging properties. To enrich the information of the images acquired with CS-equipped OTS imaging flow cytometry, in this work we propose and experimentally demonstrate Fourier-domaincompressed OTS quantitative phase imaging flow cytometry. It is capable of acquiring intensity and quantitative phase images of cells simultaneously from the compressed data. To evaluate the performance of our method, static microparticles and a corn root cross section are experimentally measured under various compression ***, to show how our method can be applied in practice, we utilize it in the drug response analysis of breast cancer cells. Experimental results show that our method can acquire high-quality intensity and quantitative phase images of flowing cells at a flowing speed of 1 m/s and a compression ratio of 30%. Combined with machine-learning-based image analysis, it can distinguish drug-treated and drug-untreated cells with an accuracy of over 95%. We believe our method can facilitate cell analysis in both scientific research and clinical settings where both high-throughput and high-content cell analysis is required.

关键词： Image sensors Imaging systems Imaging techniques Phase imaging Refractive index Spatial resolution

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SAR image water extraction using the attention U-net and multi-scale level set method:flood monitoring in South China in 2020 as a test case

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Geo-Spatial Information Science 2022年第2期25卷 155-168页

作者： Chuan Xu Shanshan Zhang Bofei Zhao Chang Liu Haigang Sui Wei Yang liye mei School of Computer Science Hubei University of TechnologyWuhanChina Geographic Information Center GuangZhou Urban Planning&Design Survey Research InstituteGuangzhouChina State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying Mapping and Remote SensingWuhan UniversityWuhanChina School of Information Science and Engineering Wuchang Shouyi UniversityWuhanChina The Institute of Technological Sciences Wuhan UniversityWuhanChina

Level set method has been extensively used for image segmentation,which is a key technology of water ***,one of the problems of the level-set method is how to find the appropriate initial surface parameters,which will affect the accuracy and speed of level set ***,the semantic segmentation based on deep learning has opened the exciting research *** addition,the Convolutional Neural Network(CNN)has shown a strong feature representation ***,in this paper,the CNN method is used to obtain the initial SAR image segmentation map to provide deep a priori information for the zero-level set curve,which only needs to describe the general outline of the water body,rather than the accurate *** with the traditional circular and rectangular zero-level set initialization method,this method can converge to the edge of the water body faster and more precisely;it will not fall into the local minimum value and be able to obtain accurate segmentation *** effectiveness of the proposed method is demonstrated by the experimental results of flood disaster monitoring in South China in 2020.

关键词： Water extraction flood monitoring level set attention U-net Convolutional Neural Network(CNN)

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深度密集卷积神经网络协同检测的多聚焦图像融合方法

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激光与光电子学进展 2022年第24期59卷 38-47页

作者：杨威梅礼晔徐川张欢胡传文邓鶱闯武昌首义学院信息科学与工程学院湖北武汉430064 武汉大学工业科学研究院湖北武汉430072 湖北工业大学计算机学院湖北武汉430068 浙江省测绘科学技术研究院浙江杭州311100

针对传统方法不能充分挖掘图像聚焦关联信息导致融合细节失真的问题,提出了一种基于深度密集卷积神经网络协同检测的多聚焦图像融合方法。将多聚焦源图像进行集成实现协同聚焦特征检测,利用深度密集卷积神经网络的特征复用、低级特征与... 详细信息

针对传统方法不能充分挖掘图像聚焦关联信息导致融合细节失真的问题,提出了一种基于深度密集卷积神经网络协同检测的多聚焦图像融合方法。将多聚焦源图像进行集成实现协同聚焦特征检测,利用深度密集卷积神经网络的特征复用、低级特征与高级特征相结合等特点,来加强多聚焦图像特征表达能力,可以更好地挖掘图像语义信息。采用多尺度金字塔池化策略聚合不同聚焦区域的全局上下文信息,增强聚焦与离焦的区分能力,得到粗略融合概率决策图。进一步采用卷积条件随机场对其进行优化,获得精细化概率决策图,最终得到细节保持的融合图像。将一对多聚焦图像合并为6通道送入网络进行训练,保证了训练时聚焦图像相关性。利用公开数据集对提出的融合方法进行主观与客观评价,实验结果表明该方法具有较好的融合效果,能够充分挖掘聚焦关联信息、保留足够的图像细节。

关键词：图像处理多聚焦图像图像融合密集卷积神经网络金字塔池化协同检测

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基于Mask R-CNN的超声图像中胎儿头围测量方法

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中国生物医学工程学报 2021年第1期40卷 12-18页

作者：李宗桂张俊华梅礼晔云南大学信息学院昆明650500

胎儿头围是产前超声检查中评价胎儿生长发育最重要的生物特征之一,但手工测量耗时费力且存在操作者的误差。对此,根据超声图像中胎儿头部接近椭圆形状的特征,提出头围测量损失函数。在Mask R-CNN的分割分支后,利用Elli Fit算法对分割掩... 详细信息

胎儿头围是产前超声检查中评价胎儿生长发育最重要的生物特征之一,但手工测量耗时费力且存在操作者的误差。对此,根据超声图像中胎儿头部接近椭圆形状的特征,提出头围测量损失函数。在Mask R-CNN的分割分支后,利用Elli Fit算法对分割掩膜进行椭圆拟合,用Ramanujan公式计算拟合椭圆周长作为头围测量值,将头围真实值和测量值的均方误差作为头围测量损失函数加入原损失函数,使模型训练过程与测量任务紧密相关。对190幅胎儿头部超声图像进行测试,Dice系数为96.89%±1.01%,测量误差为(0.33±1.54) mm,平均处理一幅超声图像的时间为0.33 s。与传统手工测量方法或原模型相比,所提出的方法在速度上提高1.13~16.87 s,在精度上提高0.21~1.68 mm。结果表明,改进的Mask R-CNN可以提高医生测量胎儿头围的效率,能够满足临床需求。

关键词：超声图像 Mask R-CNN 椭圆拟合胎儿头围测量损失函数

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基于深度学习的手骨X射线图像骨龄评估

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计算机工程 2021年第1期47卷 291-297页

作者：王嘉庆梅礼晔张俊华云南大学信息学院昆明650500

骨龄评估是研究儿童内分泌、遗传因子和生长障碍的常用临床手段,传统骨龄评估方法耗时较长,易受评估者主观因素影响产生误差,而现有自动提取临床特征的骨龄评估方法精度低且泛化能力差。提出一种基于深度学习的端到端手骨X射线图像自动... 详细信息

骨龄评估是研究儿童内分泌、遗传因子和生长障碍的常用临床手段,传统骨龄评估方法耗时较长,易受评估者主观因素影响产生误差,而现有自动提取临床特征的骨龄评估方法精度低且泛化能力差。提出一种基于深度学习的端到端手骨X射线图像自动骨龄评估方法。去除Inception ResNet V2网络的Softmax层优化结构,在Inception模块中增加非对称卷积核提高特征图分类精度,引入残差连接结构避免梯度消失或爆炸问题,同时采用均方误差损失函数对骨龄评估回归性能进行评价,并使用分层K折交叉验证法保证数据集样本分类均衡。实验结果表明,与采用BoNet网络的骨龄评估方法相比,该方法评估的骨龄与真实骨龄平均绝对误差减少0.4230岁,骨龄预测精度更高。

关键词：骨龄评估深度学习 X射线图像分层K折交叉验证法 Inception ResNet V2网络

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基于改进BM3D算法的椒盐噪声去噪

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计算机工程与应用 2018年第21期54卷 170-175,207页

作者：肖佳张俊华梅礼晔云南大学信息学院昆明650500

在处理由椒盐噪声污染的高对比度图像时,使用传统的三维块匹配算法(Block-Matching and 3D filtering,BM3D)去噪不能有效保留图像的边缘和纹理细节,在图像的边缘会出现边缘振铃效应。为了改善传统BM3D算法在处理椒盐噪声时的不足,提出... 详细信息

在处理由椒盐噪声污染的高对比度图像时,使用传统的三维块匹配算法(Block-Matching and 3D filtering,BM3D)去噪不能有效保留图像的边缘和纹理细节,在图像的边缘会出现边缘振铃效应。为了改善传统BM3D算法在处理椒盐噪声时的不足,提出了用边缘方向代替水平方向搜索相似块的BM3D改进去噪算法。实验结果表明,改进BM3D算法获得的相似块数量是传统BM3D算法的3倍,峰值信噪比(PSNR)也得到进一步提高,在去除椒盐噪声的同时也使图像边缘得到有效保留。

关键词：椒盐噪声三维块匹配(BM3D) 相似块图像去噪

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36/42MN双动油压机液压系统大修解决方案

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锻压装备与制造技术 2011年第3期46卷 19-21页

作者：李威梅立业济南铸造锻压机械研究所有限公司山东济南250022

文章探讨了36/42MN油压机在大修过程中所遇到的问题及其解决方案。

关键词：机械制造油压机液压系统大修

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基于MaxEnt模型的科尔沁沙地刺萼龙葵适宜生长区预测

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草业科学 2024年第6期41卷 1279-1287页

作者：齐开源王雪丽苏雅乐罗亚勇孙忠林熊梅周立业内蒙古民族大学草业学院内蒙古通辽028000 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000

为明确外来入侵植物刺萼龙葵(Solanum rostratum)在科尔沁沙地的适生区分布,利用刺萼龙葵的记录点和19个环境变量,用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)相结合对分布在科尔沁沙地的刺萼龙葵的地理数据进行分析,预测其适生区,并... 详细信息

为明确外来入侵植物刺萼龙葵(Solanum rostratum)在科尔沁沙地的适生区分布,利用刺萼龙葵的记录点和19个环境变量,用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)相结合对分布在科尔沁沙地的刺萼龙葵的地理数据进行分析,预测其适生区,并采用受试者操作特征曲线(ROC)分析法对预测结果进行验证,训练数据和验证数据在特性曲线下的面积值(AUC)分别为0.849和0.950,预测结果较为准确。结果表明,气象因子中最暖月高温、最冷季平均温度、最干月降水量、昼夜温差日均温是影响刺萼龙葵分布的主要环境变量;刺萼龙葵在科尔沁沙地的高适生区约占3.9万km^(2),主要集中分布于科尔沁沙地中部地区。

关键词：最大熵模型环境变量适生区预测刺萼龙葵科尔沁沙地

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一种用于个人剂量当量H_(p)(0.07)监测的剂量计研制

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辐射防护 2024年第1期44卷 42-49页

作者：韦应靖吴志芳方登富刘立业冯梅魏世量清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 中国辐射防护研究院太原030006 核检测技术北京市重点实验室北京100084

鉴于目前国内生产的个人剂量当量H_(p)(0.07)剂量计对低能β辐射响应较差,以及对β、γ混合场中H_(p)(0.07)剂量测量误差较大的问题,基于LiF:Mg,Cu,P热释光探测器,结合模拟计算,研制了一种ZF-P7型H_(p)(0.07)剂量计。其性能指标测试结... 详细信息

鉴于目前国内生产的个人剂量当量H_(p)(0.07)剂量计对低能β辐射响应较差,以及对β、γ混合场中H_(p)(0.07)剂量测量误差较大的问题,基于LiF:Mg,Cu,P热释光探测器,结合模拟计算,研制了一种ZF-P7型H_(p)(0.07)剂量计。其性能指标测试结果表明:对于最大能量为225 keV~2.274 MeV的β射线,响应在0.67~0.95之间;对16 keV~1 250 keV的X、γ射线,响应在0.66~1.45之间;在剂量100μSv~1.2 Sv范围内,剂量线性在0.91~1.10范围内;在入射角为0~±60°,对65 keV X射线的角度响应在0.99~1.09范围之内,对^(85)Kr β射线角度响应在0.94~1.11范围之内。经实验验证,ZF-P7型H_(p)(0.07)剂量计的各项指标均满足行业标准EJ/T 1178—2005和检定规程JJG(军工)37—2014要求。由于该ZF-P7型剂量计性能优良,特别是对不同能量的X、γ、β辐射响应较好,可解决混合辐射场作业人员H_(p)(0.07)的剂量准确监测难题,将来可以广泛应用于辐射工作人员的H_(p)(0.07)剂量监测中。

关键词：弱贯穿辐射 H_(p)(0.07) β、γ混合辐射场热释光探测器

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快速锻造液压机电液控制系统

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锻压装备与制造技术 2010年第1期45卷 67-68页

作者：李国梁梅立业李威济南铸造锻压机械研究所山东济南250022

介绍了快速锻造液压机电液控制系统的结构特点及其在锻造生产中的应用。

关键词：液体传动与控制电液控制液压机

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