张海波
- 作品数：20 被引量：46H指数：5
- 供职机构：西北大学信息科学与技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金陕西省科学技术研究发展计划项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术生物学医药卫生机械工程更多>>
- 基于无监督网络框架的文物点云模型去噪被引量：1
- 2022年
- 数字化技术在文物保护工作中的应用极大促进了文化遗产领域的快速发展。三维激光扫描设备获得的文物点云数据不可避免包含大量噪声,直接影响点云数据的后续处理。为有效去除无序点云中的噪声点,较好恢复点云数据,基于无监督网络提出了一种新型点云去噪算法。首先通过上层网络分类并去除离群点;然后通过引入空间先验项引导待去噪点云中数据点收敛到流形上多模式中最接近真实点云的最优模式,从去除离群噪声点的点云数据中得到干净点云的分布,实现无监督精细点云去噪;最后通过计算去噪后点云间的chamfer distance来进行定量评价。与一些经典算法的对比分析实验结果表明,所提算法在去噪的同时,能有效保持点云模型的几何特征,对文物点云数据的去噪效果良好,去噪后的点云模型极大程度复原了原始干净点云模型,这对文物数字化保护的后续环节至关重要。
- 刘一萍周明全寇姣姣鱼跃华海琳琦李康张海波
- 关键词：机器视觉点云去噪
- 基于数据增强的秦俑碎片深度分类模型
- 2022年
- 在秦俑保护领域,为了降低秦俑碎片匹配及拼接的工作难度,更多的计算机辅助技术应用在破碎秦俑复原工作核心环节的碎片分类中。针对传统的秦俑碎片分类方法对碎片特征提取不充分及秦俑碎片数据采集难度较高等导致的分类准确率低下的问题,提出了一种基于数据增强的秦俑碎片深度分类模型。首先,通过条件生成式对抗网络对现有秦俑碎片数据集进行数据增强,实现秦俑数据集的扩充。其次,通过深度卷积神经网络自动且充分地提取碎片特征信息并实现有效的碎片分类效果。然后,引入convolutional block attention module(CBAM)双通道注意力机制和CutMix增强策略来显著提升深度分类模型的性能。最后,在秦俑实验数据集的对比实验结果表明,与传统的基于几何特征、尺度不变特征变换特征、形状特征、多特征融合等经典碎片分类方法相比,所提方法对秦俑碎片的分类取得了更准确的分类结果,有效降低了后续复原工作中匹配、拼接等工作的复杂度,进而提高了秦俑文物复原工作的整体效率。
- 鱼跃华张海波李昕寇姣姣李康耿国华周明全
- 关键词：图像处理
- 一种引入Chebyshev距离的改进的无边活动轮廓模型被引量：1
- 2013年
- 无边活动轮廓模型(C-V模型)是水平集分割方法中的一种经典模型.传统的无边活动轮廓模型将灰度同质作为区域分割准则,这使其对于仅含两个同质区域且灰度变化不大的图像能够取得很好的分割效果,但对灰度渐变图像分割时,该模型往往无法得到正确结果.本文针对这一问题,通过引入Chebyshev距离构造一种新的相似度,以此来表征演化曲线内外灰度差异,修改了传统无边活动轮廓模型中均值取值的定义,使得演化曲线在图像灰度变化缓慢区域获得较大的驱动力.新模型克服了传统无边活动轮廓模型不能正确分割灰度渐变图像的不足.实验对比及分析表明,新模型能够更准确地分割灰度渐变图像,同时对噪声有一定的鲁棒性.
- 张海波侯榆青高士瑞程兴宏
- 关键词：图像分割偏微分方程
- 基于非凸L_(1-2)正则子的锥束X射线发光断层成像被引量：6
- 2017年
- 锥束X射线发光断层成像(CB-XLCT)是一种新型分子影像模态,对疾病的早期检测、靶向治疗以及药物研制等具有重要意义。然而,通过传统的压缩感知理论反演生物体内纳米目标的三维分布时,高维系统矩阵的强相关性会直接影响成像质量。基于非凸稀疏L_(1-2)正则子,将CB-XLCT的成像问题转化为一种新的稀疏重建模型。采用一种凸差分算法来解决非凸泛函最小化问题,在每一步凸差分子迭代中采用一种带自适应惩罚项的交替方向乘子法进行高效求解。设计了单目标数字鼠仿体、双目标数字鼠仿体以及真实在体老鼠实验验证提出算法的有效性和稳健性,并与五种常见正则子(L_(1/2),L_1,L_2,TV和L_0)进行对比和分析。实验结果表明,L_(1-2)正则子的成像性能最优,提出方法可以有效解决CB-XLCT的快速成像问题。
- 张海波耿国华赵映程孙怡易黄建侯榆青贺小伟
- 关键词：医用光学
- 一种优化区域知识先验的稀疏角锥束X射线发光断层成像方法
- 2022年
- 锥束X射线发光断层(CB-XLCT)成像是一种可在生物体外对早期肿瘤进行有效检测的新型医学成像技术。稀疏角CB-XLCT成像加速了CB-XLCT技术的实时成像转化进程。然而,相对于传统多角度成像,稀疏角CB-XLCT成像的逆问题病态性明显加剧,这对传统成像方法的有效扩展提出了挑战。基于稀疏非凸L_(p)(0
- 张海波寇姣姣黄启辰刘英杰侯榆青贺小伟周明全张瑞
- 关键词：医用光学
- 引入新的停止函数的GAC模型医学图像序列分割被引量：2
- 2012年
- 针对GAC模型在低对比度及边缘模糊图像分割中使用传统的边缘停止函数存在的不足,结合图像的区域特征及医学图像序列间的相关特性,通过在边缘停止函数中引入图像的区域特征信息和先验信息,对GAC模型的边缘停止函数进行改进,并应用于医学CT图像序列的分割,达到了较为理想的分割结果。实验表明,在边缘停止函数中引入先验信息并对其表达形式进行改进后,模型的抗噪声性能和分割效率得到了明显提高。
- 高士瑞侯榆青张海波程兴宏
- 关键词：GAC模型边缘停止函数自适应参数先验信息
- X射线发光断层成像中笔束与锥束激发性能的对比被引量：4
- 2016年
- 研究了X射线发光断层成像(XLCT)的激发性能,对笔束XLCT和锥束XLCT等两种主要的成像系统在不同激发方式下的扫描时间、重建精度、分辨率及重建时间等性能指标进行了对比研究。设计的对比实验中,笔束XLCT系统的扫描时间为436s,锥束XLCT系统的扫描时间仅为10s。目标实验中,笔束XLCT系统的重建时间为82.57s,重建误差为0.47mm;锥束XLCT系统的重建时间为172.63s,重建误差为1.59mm。在边距分别为1mm和0.5mm的两组双目标实验中,笔束XLCT系统均能准确分辨,重建误差均在0.8mm以内,而锥束XLCT系统对边距为1mm的双目标重建误差均达到了1.7mm左右;当目标边距缩小到0.5mm时,其已无法进行全域分辨。实验结果表明:相比于锥束XLCT,笔束XLCT利用自身的"激发先验"优势具有较短的重建时间、较高的定位能力和分辨率,但是其系统扫描时间要明显大于锥束XLCT。本文的工作为选择合适的XLCT成像系统提供了参考。
- 张海波耿国华易黄建贾涛贺小伟
- 基于改进谱投影梯度算法的X射线发光断层成像被引量：6
- 2017年
- X射线发光断层成像(XLCT)是一种可同时获得解剖结构和功能信息的新型分子影像技术,在早期肿瘤检测与放疗方面具有重要应用潜力,但由于测量信息少,成像模型复杂等原因,其断层重建一直是挑战性难题。本文采用非单调Barzilai-Borwein梯度(NBBG)算法来求解重建问题目标函数。每次迭代中,谱投影梯度方法近似为L1范数约束的最小二乘问题。Barzilai-Borwein梯度法获得相应的更新方向,提高算法的收敛速度。采用非单调性线性搜索策略构建最优步长,保证全局收敛性。通过将Barzilai-Borwein梯度法和非单调性搜索结合,在保证全局收敛的同时,克服了选取精确步长带来较大计算量的缺点。数值仿真实验和物理实验得到的基于NBBG算法的单光原重建位置误差分别为0.68和0.94mm,与分裂增广拉格朗日收缩算法(SALSA)相比,本文方法在重建精度、鲁棒性和重建效率等方面都获得了较优的结果。
- 侯榆青贾涛易黄建张海波贺小伟
- 关键词：图像重建梯度算法
- 基于主成分分析的荧光分子断层成像
- 2016年
- 随着全角度非接触式成像系统的开发与应用,较大规模的多投影荧光数据能够降低荧光分子断层成像(FMT)重建问题病态性,提高重建图像质量,已广泛应用于逆问题。但采用如此大规模的数据进行重建需要消耗大量的计算内存和花费较长的计算时间。为了解决该问题,采用主成分分析对原始FMT投影数据降维,在此基础上结合稀疏正则化算法进行重建。设计了圆柱仿真实验和数字鼠仿真实验。实验结果表明,在不影响重建结果的前提下,经过主成分分析降维后投影数据规模减小,FMT的重建时间缩短大约10倍。
- 张旭侯榆青易黄建贺小伟张海波
- 关键词：数据降维图像重建主成分分析
- 层次优化的颅骨点云配准被引量：10
- 2019年
- 颅骨配准是颅面复原的重要步骤之一,其配准精度和效率对复原结果有着重要的影响。为了提高颅骨点云模型的配准精度和效率,本文提出了一种层次优化的颅骨点云配准方法。将颅骨配准分为粗配准和细配准两个过程。首先对颅骨点云模型进行去噪、简化和归一化等预处理;然后对颅骨点云模型提取特征点并计算其特征序列,根据特征序列进行约束寻找初始对应点对,并采用k-means算法剔除误匹配点,实现颅骨粗配准;最后通过加入几何特征约束的改进迭代最近点(ICP)算法实现颅骨细配准,从而达到颅骨精确配准的目的。本文分别对粗配准、细配准和先粗再细完整配准过程进行实验,结果表明粗配准过程,与未优化的粗配准算法相比,本文优化后的粗配准算法的配准精度提高了约35%,算法耗时增加了约6%;细配准过程,与ICP算法相比,本文改进ICP算法的配准精度和收敛速度分别提高了约20%和43%,算法耗时减少了约47%;先粗再细的完整配准过程,本文算法的配准精度和收敛速度都要优于其他两种方法。证明了本文方法是一种有效的颅骨点云配准算法,可以实现颅骨点云的精确配准。
- 杨稳周明全耿国华刘晓宁李康张海波
- 关键词：特征点K-MEANS算法迭代最近点
