激光复合微纳探针近场光强影响因素仿真分析

通过建立镀膜光纤探针仿真模型,模拟锥形镀膜光纤探针针尖处剖面状态,实现对纳米微粒的非接触操作,以空气为操作环境,分析光纤探针镀膜厚度和光纤探针出射孔径的逐渐变化,找出其对近场光强的影响.同时对光纤探针发射激光照射AFM探针的角度变化、光纤探针与AFM探针之间距离的改变以及两者对AFM探针尖端场增强的影响规律做出了定量分析,通过仿真实验分析,进一步发现最大场增强因子,为完成纳米级物体操纵实验提供了参考.     

磨牙牙冠的模型重构与CAM工艺研究

以口腔修复中具有代表性的磨牙冠为例,利用逆向重构技术,首先对其复杂的型面结构进行反求测量获得磨牙冠的点云数据,然后基于点云数据重建零件模型和完成再设计。结合理论分析、仿真和实验的方法分析其加工工艺性,从而合理的选择铣削参数以减少加工过程中由于切削力导致的刀具及工件变形对工件加工质量的影响,和由于刀具和零件的颤振变形导致的加工误差。针对该零件的特点,生成合适的数控刀轨、加工出实物,检测表明符合设计要求。该分析方法对同样复杂的零件的加工具有参考价值。     

基于深度学习的三维模型重构研究

由单个图像建立其三维模型是计算机视觉领域的一个热门且具有挑战性的问题.现有的传统单视图三维重构算法在处理低分辨率图像时效果不好,在训练中由于三维图形的高维性,使网络也变得高度不稳定,导致模型重构效果差.针对传统三维重构算法存在的缺点,提出一种基于深度学习网络的改进模型,在模型中加入超分辨率、投影、对抗生成网络(gene...     

基于阻尼Gauss-Newton法的光学断层图像重建

针对生物医学中近红外光进行成像问题,简要描述了基于有限元法（FEM）的光学图像重建的过程,提出了光学重建逆问题的阻尼Gauss-Newton算法.该方法定义一个测量与预测数据间误差的目标函数,利用最小二乘问题的结构特点由目标函数一阶导数直接获得Hessian阵以确定下降方向,并在迭代求解中引入线性搜索以确定搜索步长,从而达到快速收敛.数值模拟结果证明该方法在实际应用中的优越性和可行性.     

基于Kalman滤波的电容成像图像重建算法

在电容成像(E lectrica l C apac itance T om ography,ECT)中,为充分利用多次量测信息以提高电容成像图像重建质量,提出一种基于K a lm an滤波的电容成像图像重建算法。该算法重点考虑了测量噪声的影响,利用对流型一系列多次测量中获得的新息不断进行最优加权以获得重建图像的最小方差估计。针对3种典型介电常数分布进行了仿真,结果表明K a lm an滤波应用于ECT图像重建的可行性和有效性。提出了提高该算法运算速度的方案,分析和仿真结果表明通过预先计算最优滤波增益,并寻找合适的迭代次数,算法可快速地获得满意的图像重建结果。     

基于模拟退火的多尺度岩心三维图像融合重建

在岩心图像分析中,低分辨率岩心图像能够显示较大视域,具有较好的全局代表性,而对于低尺度信息无法准确表征;高分辨率岩心图像能够准确地表征岩心的低尺度信息,但通常仅能显示较小的视域.为了能综合分析高低分辨率下的不同岩心图像,本研究提出了一种基于模拟退火,将低分辨率三维岩心图像和高分辨率二维岩心图像融合重建为高分辨率三维岩心的算法.具体地,对于给定的高分辨率二维岩心图像,首先,将低分辨率三维岩心图像进行插值放大以统一两者的点长度,统计二者在二维中的孔隙分布情况,只保留高分辨率二维岩心图像中的小尺寸孔隙,以作为训练图像;然后,在融合重建过程中将低分辨率三维岩心中的大尺寸孔隙相设置为硬数据,以两点相关函数为目标函数重建其中的小尺寸孔隙.实验结果表明,本研究提出的融合重建算法可以很好的将低分辨率岩心重建为高分辨率岩心结构,且融合重建结果有效,准确.     

基于补色CFA模板的图像重构算法及其后续处理研究

采用双线性补色CCD插值算法对插出的图像再进行色空间转换（从CMYG转换到YCrCb空间）,然后分别对Y通道、Cr通道、Cb通道进行滤波处理,最后把图像再转换到RGB原色空间,这样既考虑了C,M,Y,G通道的色彩相关性,又滤掉了部分明显的伪彩。在后续处理中,应用Sobel算子对图像的边缘进行检测,然后对检测出的边缘用改进的中值滤波器滤波,并保持原贝尔模板中的数值不变,使滤波的图像与原始图像更接近,细节比以前的图像更丰富。     

基于粒子群优化算法的电阻抗图像重建

电阻抗成像的实际应用具有许多优越性,但电阻抗图像重建是一个严重病态的非线性逆问题。目前电阻抗成像的静态算法大多采用Newton-Raphson类算法,这类算法需要计算Jacobian矩阵、使用正则化技术等,算法复杂且稳定性较差。针对该问题,采用了一种新的求解逆问题的方法:粒子群优化算法(PSO)。PSO是一种基于种群搜索策略的自适应随机算法,具有算法简单、调节参数少、收敛速度快、易于实现等特点。给出了电阻抗成像的建模模型,并对粒子群优化算法做了适当的改进以适应电阻抗问题的求解。与牛顿类算法相比,它可以省去繁复的雅可比矩阵计算过程,而采用自适应搜索来求取最优解。仿真结果表明,应用PSO进行图像重构时,能够对突变区域进行准确的定位,图像分辨率较高。     

基于AFM纳米加工机理和方法的研究进展

作者介绍了近期基于AFM纳米加工方法的最新研究进展，探讨了AFM纳米加工过程中的机理，重点分析了利用AFM针尖诱导表面氧化，针尖诱导表面改性，纳米刻蚀加工，纳米化学反应，单分子，单原子操纵及纳米结构组装等6种基于AFM的纳米加工方法，为今后纳米信息产品的研究和开发奠定了基础，纳米加工技术是一门综合性的交叉学科，研究内容涉及到物理学、化学、生物学、材料学以及机械学等许多方面，文中不仅指出了理阶段研究中存在的问题，并提出了今后需要重视的研究方向。     

原子力显微镜相位象的理论和应用

文章讨论了原子力显微镜在轻敲模式下相位象的两类主要理论,简谐近似理论和能量理论;介绍了相位象在软材料如聚合物等表面分析研究上的应用,以及目前相位象研究的新问题。     

带参数校正模型的三维超声重建算法

在采用旋转扫描的三维超声系统中,基于传统的三维重建算法提出了一种带校正参数模型的三维重建算法.通过引入该参数模型,更加准确地描述了用于三维重建的二维序列图像的空间位置,从而可获得更高重建精度和更小几何变形的三维超声图像.校正参数模型通过参数优化的方法获得.该方法在模拟数据和实际三维超声数据中获得了验证,与传统三维重建方法相比,具有更高的重建精度,为在低制造精度下获得高精度三维超声图像提供了一种有效手段.     

基于遗传算法的河流水质模型参数估值系统

河流水质模型的参数最优化估值需要进行约束非线性规划的求解,遗传算法是一种高效的启发式随机搜索算法。将遗传算法应用于河流水质模型的参数估值问题的求解,开发了基于遗传算法的QUAL2E模型参数估值系统,并进行了算例验证,结果表明该系统具有较高的可靠性和搜索效率。     

基于基元模型的产品使用方式表征与重构

为了满足工业产品安全、舒适、高效的人机交互目标和以人为本的可用性要求,提出基于基元模型的产品使用方式创新设计方法.针对产品使用方式的时间性、空间性等特点,运用可拓学理论,构建基于事元的使用方式的基元模型,研究行为过程的动态规律和转换机制,形式化表征基于时间和空间的产品交互行为序列和行为动作,并采用置换、聚分、增删、扩缩...     

基于AFM推动的纳米棒建模与操作

研究了AFM推动作用下纳米棒的运动情况,引入了与速度相关的黏滞摩擦力,建立了纳米棒体的运动学模型.在运动学模型的基础上,针对AFM单探针及纳米环境操作不确定性问题,对AFM探针操作参数的设置进行了讨论,提出了虚拟纳米手Z字形稳定操作策略.仿真及实验结果表明:纳米棒的运动学模型能够实时预测推动操作后棒体的瞬心位置,虚拟纳米手Z字形操作策略能够将棒体的位置误差限制在规定误差范围内,实现了纳米棒的稳定、定姿态操作.     

Application of image alignment and time averaging methods in AFM detection for single DNA molecules

Enhancement of the SNR (signal to noise ratio) in single-molecule imaging is significantly important for improving image resolu-tion and distinguishing the fine structures of single molecules at a higher precision level.Image processing techniques have dem-onstrated the remarkable capability to improve the SNR and the resolution level by breaking through some inherent limitations unresolved by instrument hardware optimization.In this paper, we focus on single-biomolecule imaging using atomic force mi-crosco...     

基于斜面模型图像分割的改进JPEG图像压缩算法

基于Haralick斜面模型进行图像分割,提出了一种改进JPEG图像压缩算法.该算法考虑了图像中存在不同的区域,针对图像分割后得到的不同区域进行程度不同的压缩.实验结果表明,在相同的编码比特率下,重构图像质量要优于传统的JPEG压缩算法.     

一种情感模型的研究

根据隐马尔可夫模型HMM的基本理论和算法设计了一个情感模型。该模型由三种心理情绪状态组成。外部刺激经过HMM模型识别,确定情感输出。Baum-Welch算法在训练时存在溢出问题,需要人工介入来调接。提出一种能消除HMM情感模型上下溢问题的算法,不仅不需人工介入,还保证了计算精度,从而提高了模型的准确性。仿真结果表明这种方案可行,且识别效果较好。     

基于三维人耳形变模型的三维人耳重建

基于对已有三维人耳重建工作和形变模型理论的研究,充分结合人耳自身的结构特征,提出了一种新的三维人耳重建方法——基于人耳形变模型的方法.首先使用中垂线法完成了外耳轮廓特征点的定位;提出分级三角网格法,解决了样本耳基于生理特征的稠密对应问题;再借鉴广义普鲁克分析的思想,在三维空间内实现了精确全自动的三维人耳形状对齐;最后训练得到了三维人耳形变模型.所提方法只需一幅二维图像,即可获得足够稠密的三维人耳模型.在UND三维人耳数据库和USTB三维重建人耳数据库上的大量实验证明所提方法的有效性和优越性.     

关于回归参数估计方法的探究

线性模型广泛应用于工业、生产、经济、社会等领域,本文对模型中的参数作了最小二乘估计,讨论了最小二乘估计的优点和缺点。针对这种方法的不足,提出了对模型参数的线性约束估计,同时对其优点作了讨论。     

关于Logistic模型参数估计的比较

针对应用Logistic模型进行准确预测中的参数估计问题,研究一种交替迭代算法.Logistic模型参数估计问题是应用该模型进行准确预测的关键,一种交替迭代算法被提出用以估计参数.通过构造误差损失函数,并使之最小,证明了该算法的收敛性,同时指出应用中观察数据应满足的要求.仿真算例说明该算法较常用的多项式曲线拟合估计效果好.