低场新生儿脑部磁共振图像自动分割方法研究

何科毅，陈鸣伸，刘苏锐，周志勇，王艳爽，顾  艳，戚  鑫，李明强，彭  博，戴亚康

摘  要：对于新生儿而言，低场磁共振成像技术是一种更安全、无创的检查技术。然而，这项技术生成的脑部磁共振图像存在对比度不足以及图像层厚较大的问题，对其进行分割和分析具有一定的挑战性。在本文中提出了一种快速且准确的低场新生儿脑部磁共振图像自动分割方法，其中包括超分辨率重建、大脑提取和脑组织分割。首先，本文使用N4偏置场校正和最大连通域方法进行数据预处理。然后，实施了一种基于SMORE改进的深度学习方法，用于低场磁共振图像的超分辨率重建，改善了原始SMORE单被试单模型的问题。接着，使用基于错分割损失函数的nnU-Net自配置方法进行大脑提取任务，使得网络更关注错分割区域。最后，采用一种基于体素级对比学习损失的HyperDense-Net方法进行脑组织分割，提升了网络对于组织边缘的分割能力。本文在低场0.35T新生儿脑部磁共振图像上进行训练，在大脑提取任务中Dice系数达到了0.9785，在脑组织分割任务中均值Dice系数达到了0.9405。实验结果表明，本文提出的方法可以有效地提高低场新生儿脑部磁共振图像的分割精度。

引用本文

何科毅，陈鸣伸，刘苏锐等.低场新生儿脑部磁共振图像自动分割方法研究[J].中国体视学与图像分析，2024，29（4）:271-281. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.001.

HE Keyi, CHEN Mingshen, LIU Surui,et al.Automatic Segmentation Methods for Low-Field Neonatal Brain Magnetic Resonance Images[J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2024, 29(4):271-281. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.001.

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Dense-UNet：基于密集连接U-Net的创伤伤口图像分割

张 涛，禹宝庆，雷 鸣，高 洁，胡伏原，潘云峰，周 涛

摘  要:慢性伤口会严重影响患者生活质量，并且伤口容易恶化。为保证伤口图像分割的分割效果，提高基于图像的伤口分析能力,本文提出了一种基于密集连接的U-Net模型用于创伤伤口分割。其中，在跳跃连接中应用密集连接机制，将不同阶段的编码器输出通过密集连接机制汇聚至对应层的解码器中。在每一层的解码器中使用多视野特征自适应融合模块(MFAF)对每一层解码器的跳跃连接特征进行自适应融合。在临床公共数据集上验证了本文方法的有效性。对比实验结果表明本文方法对创伤伤口分割的DSC、MIoU、HD95、Recall、Voe及Rvd结果分别为82.84%、74.06%、2.66%、85.10%、74.31%和73.12%。并且，对于伤口边缘不清晰的情况，分割精度有效提升。

引用本文

张 涛，禹宝庆，雷  鸣,等.Dense-UNet：基于密集连接U-Net的创伤伤口图像分割[J]. 中国体视学与图像分析，2024, 29(4):282-289. DOI: 10. 13505/j.1007-1482.2024.29.04.002.

ZHANG Tao, YU Baoqing,LEI Ming,et al.Dense-UNet: Trauma image segmentation based on densely connected U-Net[J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2024, 29(4):282-289. DOI: 10. 13505/j.1007-1482.2024.29.04.002.

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基于边缘Hough变换的灭弧室触头X射线故障诊断

张 宏，康 达，马兆光

摘  要：目前对真空灭弧器故障诊断的研究主要依赖于电磁压力分析。然而，由于电磁噪声和机械噪声的干扰，往往诊断效果并不理想。本文提出基于边缘Hough变换的X射线诊断方式，利用X射线成像系统获取真空灭弧室触头的内部结构。本文结合BM3D图像去噪、图像标准化、SAMSR图像增强技术以增强图像内部信息表达。由于真空灭弧室结构的相似性，本文使用边缘Hough变换处理触头结构图像。对触头区域图像执行Canny边缘检测，使用Hough变换以选取最具表达性直线，设定合适故障阈值，计算动触头和静触头最具代表直线差值，进而判断触头故障信息。本文对真空灭弧室整体结构进行系统性分析，并针对性说明3种不同的触头失效形式。实验使用6组触头故障数据进行，计算角度差值分别为3.63°、4.77°、8.95°、5.15°、5.50°和3.72°，均满足设定故障阈值条件，具有良好的故障诊断效果。

引用本文

张 宏，康 达，马兆光.基于边缘Hough变换的灭弧室触头X射线故障诊断[J]. 中国体视学与图像分析，2024，29（4）:290-302. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.003.

ZHANG Hong, KANG Da, MA Zhaoguang. Fault diagnosis of interrupter contacts based on edge Hough transformation of X-ray images[J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2024, 29(4):290-302. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.003.

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摘  要：计算机断层扫描(computed tomography, CT)技术广泛应用于医学成像和工业无损检测等领域，但是其应用往往受到辐射剂量高或扫描时间长等问题的限制。稀疏角和有限角采样策略能够有效改善上述问题。然而，在医疗诊断中，实现稀疏角采样需要频繁切换管电压或前准直器，这需要复杂的技术。有限角采样虽然易于实现，但由于采集到的投影数据相关性高，使得重建图像往往有明显的伪影。分段有限角(segmental limited-angle, SLA)采样避免了电压或前准直器的快速切换，降低了投影数据的相关性，有助于提升成像质量。尽管如此，SLA投影数据继承了有限角投影数据的部分特点，重建图像仍然可能存在明显的伪影。本文在自适应梯度下降—投影到凸集(adaptive steepest descent-projection onto convex sets, ASD-POCS)算法框架下设计了求解自引导图像滤波(self-guided image filtering, SGIF)重建模型的算法。数值模拟实验表明本文提出的算法有利于提高SLA CT图像的质量。

引用本文

王红霞，龚长城.基于ASD-POCS算法框架的自引导图像滤波重建算法[J]. 中国体视学与图像分析，2024，29（4）:303-310. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.004.

WANG Hongxia, GONG Changcheng. Self-guided image filtering reconstruction algorithm based on the ASD-POCS algorithm framework[J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2024, 29(4):303-310. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.004.

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摘  要：In this paper, a data consistency condition (DCC) in Radon domain is re-derived from the perspective of Lie transformation group and compared with other two derivations. By carefully observing the proof procedure on the basis of Lie transformation group, we may have a deeper insight on the essence of this DCC. Moreover, it may help determine whether there are the corresponding counterparts in both image and Radon domains. Following this line of thought, more data consistency conditions will possibly be explored in the future. This is definitely critical as data consistency conditions would be applied to the construction of algorithms for next-generation CT imaging.

引用本文

汤少杰，仝  宽、段嘉毓,等.Re-deriving data consistency condition in radon domain from perspective of Lie transformation group[J]. 中国体视学与图像分析，2024，29（4）:311-319. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.005.

TANG Shaojie, TONG Kuan, DUAN Jiayu,et al. Re-deriving data consistency condition in radon domain from perspective of Lie transformation group[J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2024, 29(4):311-319. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.005.

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基于LoRA的多主体个性化图像生成方法

胡洪峰，周 越

摘  要：个性化图像生成是指根据用户提供的少量样本来学习某个特定的个性化特征（例如，某个特定人物、物体或风格），并生成具有该对象特征的新图像。针对单一主体的个性化生成方法已经在应用领域取得了巨大的成功，但是针对多个主体的个性化生成场景依然面临着语义混淆、主题消失等巨大挑战。为了可以实现更好的多概念主体个性化生成，这项工作对流行的单个主体生成的LoRA方法进行了改进，通过对LoRA的训练策略进行优化和增加约束使得LoRA更加适合多主体生成的任务，具有此前不具备的多主体组合能力。为了进一步缓解多个主体之间的相互干扰，本文引入了布局控制的方法，缓解不同主体在注意力图中的相互干扰。我们在多个数据集上进行了大量的实验，结果表明，本文的方法在多主体个性化生成任务中具有优秀的表现。

引用本文

胡洪峰，周 越.基于LoRA的多主体个性化图像生成方法[J]. 中国体视学与图像分析，2024，29（4）:320-332. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.006.

HU Hongfeng, ZHOU Yue. Multi-subject Personalized Image Generation Method Based on LoRA[J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2024, 29(4):320-332. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.006.

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夏 浩，朱帅帅，戴玉明，丁 毅

摘  要：借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、透射电子显微镜和纳米压痕仪研究不同热氧化温度和时间条件下，NiTi合金表面氧化层组织结构和纳米力学性能。结果表明，500 ℃和600 ℃氧化时能够确保合金表面生成完整连续的TiO₂氧化层，氧化层厚度可达1.1 μm；TiO₂氧化层的生长主要受Ti元素的向外扩散控制，且TiO₂生长方向几乎垂直于基体表面。热氧化后NiTi合金表面的变形行为仍以塑性变形为主，500 ℃氧化16 h后，NiTi合金具有最优抗塑性变形能力，其Hardness/Elastic modulus和(Hardness)³/(Elastic modulus)²最高，分别为0.071与0.035，合金表面形成的致密TiO₂氧化层有效提升合金表面硬度和抗塑性变形能力。

引用本文

夏 浩，朱帅帅，戴玉明,等.NiTi形状记忆合金的热氧化处理及组织性能研究[J]. 中国体视学与图像分析，2024，29（4）:333-342. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.007.

XIA Hao, ZHU Shuaishuai, DAI Yuming,et al. Microstructure and properties of NiTi shape memory alloy with thermal oxidation treatment[J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2024, 29(4):333-342. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.007.

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叶校琳，邹晓春，闫琳婕，梁子麟

摘  要：作为新型的视觉感知与认知研究的基础方法，眼动跟踪技术已成为当前心理学、计算机科学、人机交互等学科的研究热点。传统眼动跟踪系统多依赖于CCD/CMOS相机，追踪频率受限于100Hz左右，难以满足精神障碍诊断及基于凝视的身份验证等高频应用需求。而事件相机可以通过亚微秒级的时间分辨率捕捉高速及不规则的眼球运动，具备更强的适应性与灵活性。目前最先进的基于事件的眼动追踪算法是基于模型的，对被试多样性和传感器噪声的鲁棒性不强，难以在要求轻量化和高精度的领域获得应用。因此，本文将深度学习方法无需校准、不依靠红外光源的优势，以及事件相机的高分辨率等特性结合起来，提出并实现一种基于深度学习的新型混合帧-事件眼动跟踪系统。该系统从帧和事件图像中提取出眼部关键位置，将其输入到基于ConvLSTM的瞳孔检测模型中提取瞳孔中心坐标，将提取出的眼角点、瞳孔中心及二者位置信息组合成眼动向量特征，使用神经网络模型进行分类，建立注视点映射关系，以实现高频眼动跟踪。

引用本文

叶校琳，邹晓春，闫琳婕,等.基于深度学习的帧-事件混合眼动跟踪方法研究[J]. 中国体视学与图像分析，2024，29（4）:343-351. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.008.

YE Xiaolin, ZOU Xiaochun, YAN Linjie,et al. Research on Frame-Event Hybrid Eye Tracking Method Based on Deep Learning[J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2024, 29(4):343-351. DOI:10.13505/j.1007-1482.2024.29.04.008.

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Caspase1、8、9在高脂饮食小鼠肝组织中的表达研究

李 娜，王雅光

摘  要:目的 利用小鼠模型观察高脂饮食（high fat diet，HFD）对肝的损伤以及对半胱氨酸蛋白酶（Caspases）表达的影响，并探讨其可能的机制。方法  60只C57BL/6J雄性小鼠在适应环境1周后随机分为2组，分别给予普通饲料（正常组）和高脂饲料（高脂组），饲养4W、8W和12W，生化法检测谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）、甘油三酯（TG）和胆固醇（TC）等指标；ELISA法检测各组小鼠血清及肝脏组织中IL-1、IL-6和TNF-α炎性因子表达水平；另取部分肝脏组织做石蜡包埋，通过苏木精-伊红染色（HE）检测各组小鼠肝细胞形态；免疫组织化学染色和Western Blotting方法观察各组小鼠肝脏Caspase-1、Caspase-8和Caspase-9蛋白表达情况。结果  随着喂养周数的增加，与正常组相较，高脂组肝组织形态学病理改变受损严重，且AST、ALT、TG、TC、IL-1、IL-6和TNF-α水平均升高；在HE染色实验中，正常组小鼠肝细胞形态结构正常，而高脂组小鼠肝脏组织可见泡状脂滴；在免疫组织化学实验中，肝细胞的胞质是Caspase-1、Caspase-8和Caspase-9的表达定位点，阳性表达为棕黄色或棕褐色，高脂组与正常组比较，棕色加深；在Western Blot实验中，高脂组Caspase-1、Caspase-8和Caspase-9的蛋白水平明显高于正常组（P<0.01）。结论  高脂饮食引起肝损伤可能与Caspase-1、Caspase-8和Caspase-9表达上调相关。

引用本文

李 娜，王雅光.Caspase1、8、9在高脂饮食小鼠肝组织中的表达研究[J]. 中国体视学与图像分析，2024, 29(4):352-359. DOI: 10. 13505/j.1007-1482.2024.29.04.009.

LI Na, WANG Yaguang. Expression of Caspase1, 8, 9 in liver tissue of high-fat diet mice[J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2024, 29(4):352-359. DOI: 10. 13505/j.1007-1482.2024.29.04.009.

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