软件学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

软件学报 2009年第05期杂志 文档列表

医学影像处理与分析专刊前言1087-1088

摘要：医学影像处理与分析是信息技术与医学、生物学等相交叉的一门新兴学科．多年来，医学影像的数字化历程，从采集与显示到重建、诊断、传输、存储等，无不与计算机软件技术的发展息息相关，人们在医学影像相关算法的研究，模型的构建，软件系统的构造和数据结构，数据库等方面投入了很大的努力，使本领域得到了迅速发展，并在临床等方面得到了广泛应用．

荧光断层成像中圆柱仿体的三维重建1089-1095

摘要：使用基于有限元法的线性模型，用几种不同的迭代正则化方法进行荧光产额的三维重建，其中包括最小二乘的共轭梯度法（conjugate gradient least square，简称CGLS）、最小二乘的QR分解迭代法（least square QR decomposition，简称LSQR）和包含后处理的预迭代算法利用一个非接触式、多透射角度的成像系统进行圆柱仿体实验来评估上述3种方法，并与以往常用的代数重建方法（algebrajc reconstruction technology,简称ART）作了比较．单荧光团和双荧光团的实验结果表明，上述3种迭代方法可以比较准确地估计荧光团位置，而所需计算时间仅为ART的2％左右．

基于二维经验模态分解的医学图像融合算法1096-1105

摘要：提出了一种自适应的二维经验模态分解（bidimensional empirical mode decomposition，简称BEMD）医学图像融合算法．待融合的医学图像经过BEMD分解成二维的内蕴模函数（bidimensional intrinsic mode function，简称BIMF）和趋势图像．BIMF图像经过Hilbert-Huang变换提取图像特征，然后，图像分解的各部分数据在区域融合规则下形成综合BEMD表示．最后，综合BEMD表示进行BEMD逆变换得到融合后的医学图像．BEMD分解方法是一种完全自适应的数据分解表达形式，具有比Fourier变化和小波分解更好的特性孩医学图像融合算法不需要预先定义滤波器或小波函数．实验结果表明．该算法与传统融合算法相比性能优越．能够大幅度提高融合图像的质量．

能量传导模型及在医学图像分割中的应用1106-1115

摘要：提出了一种基于水平集框架的能量传导模型ECM（energy conduction model）用于对医学图像进行分割．该模型通过对图像中的灰度分布和空间中的温度场分布进行对比，有效定义了图像能量和图像能量的传导方程，并通过模拟热量传递的过程对方程进行求解．ECM模型的优点在于，它在描述图像灰度分布的全局特征的同时，有效地捕捉到图像局部区域的灰度对比度变化，因此它能够对灰度分布不均匀和含有噪声的图像进行精确分割．基于水平集函数本身的拓扑可变性，该方法还能够实现同一图像中的多目标分割．使用该方法对模拟和真实的医学图像进行了分割实验，实验结果表明了该方法的有效性和可靠性．

基于统一结构的并行混合放疗计划优化策略1116-1122

摘要：为了满足适形调强放疗对治疗计划逆向优化计算的需要，针对靶区定义的复杂情况构造了新的目标函数．以模拟退火算法和遗传算法优势组合为例，研究了逆向放射治疗计划并行混合优化策略，给出了基于统一结构的并行广义邻域搜索混合优化算法，并在多CPU、多核计算机上实现了这一算法描述了用该并行混合优化算法计算的数字体模和5个临床病例的例子，获得了满意的结果．结果表明，这种优化算法有效、实用，为开发新型并行混合优化算法建立了平台，为把商业化的三维适形放疗计划系统进一步发展为生物导向的放疗计划打下了基础．

阿尔茨海默氏症研究中的磁共振成像数据分析1123-1138

摘要：首先综述了当前结构磁共振成像、功能磁共振成像和扩散张量磁共振成像3种技术在阿尔茨海默氏症研究中的现状；其次介绍和分析了上述3种磁共振成像数据的主要处理方法；最后介绍了基于阿尔茨海默氏症的神经影像数据库及其诊断平台的建设状况．另外，也提到了此课题在该领域的一些研究进展．

磁共振颅脑图像的脑组织自动获取方法1139-1145

摘要：提出了一种针对MRJ磁共振图像通过两次分割实现颅脑图像脑组织自动获取的方法．通过基于Catt扩散模型的各项异性滤波，实现了在保持图像细节的同时有效地消除图像的噪声．然后通过改进的基于相似性区域合并的分水岭算法解决了过分割问题，实现了脑组织区域的初次分割．由于颅脑图像不同组织之间边缘模糊且自身容易受到噪声的影响，导致区域合并过程中可能会误将非脑组织作为脑组织合并，因此，采用水平集方法将初次分割获得的脑组织轮廓作为初始轮廓曲线，实现了脑组织的自动分割．实验结果验证了算法的可行性和实用性．

基于学习的局部几何相似性的医学图像放大1146-1155

摘要：图像放大技术是医学图像处理中的重要领域．医学图像细节丰富处经常呈现出明显的几何结构特征或模式，如边缘．提出了一种基于学习的方法，将低分辨率图像块作为可用的邻域像素并提取其几何特征信息组成训练集与高分辨率图像块之间建立局部对应关系，这种对应关系即为局部几何相似性．将训练集信息有效传递至待重建高分辨率图像块周像放大的问题转化为重建系数的最优化问题，并且基于非局部平均思想，将其进而转化为加权最小二乘问题得到正则化解．实验结果表明，本方法不仅可以进行任意倍图像放大，且它可以摆脱一般方法对训练集合的依赖，具有较好的独立性，自适应性和边缘保持特性．

X射线同轴相衬成像原理数值模拟及实验初探1156-1165

摘要：主要对微焦点源X射线同轴相衬成像系统的系统参数进行了设计与讨论，并对结果进行了实验验证．根据实际选取X射线能量以及物体的折射率改变量和吸收因子来确定物体传输函数，从物体到探测面的距离、物体边缘渐变宽度等因素对图像可见度的影响进行分析，提出了改进分辨率方法并通过数值模拟得到验证．最后，在实验中对普通三角板进行相衬成像，并与其吸收衬度成像进行对比．实验结果表明，利用数值模拟的方法可以指导微焦点源相衬成像参数设计’同时验证了该实验仪器的相衬能力．

一种Grangeat圆轨迹锥束CT重建阴影区域填充方法1166-1175

摘要：通过分析圆轨迹锥束CT（cone-beamcT，简称cBcT）扫描Radon域的数据缺失问题，比较了前人提出的Radon阴影区域数据缺失填充方法的特点，提出了一种基于距离权重变量的阴影区域填充方法．该方法采用阴影区域边界数据作为数据源，以距离作为权重函数计算填充数据．计算机模拟重建实验表明，所提出的方法在填充数据准确度、减少伪影、大锥角图像重建等方面比简单的常数填充法以及衍生算法效果更好．该填充方法特别适用于Grangeat类锥束CT重建算法，拓展了圆周锥束CT的实际应用范围．

一种心脏核磁共振图像左室壁内、外膜分割方法1176-1184

摘要：为了充分利用心脏核磁共振图像（magnetic resonanceimage，简称MRI）中关于左心室的解剖和功能信息，必须先分割左室壁内、外膜．提出一种基于Snake模型的左室壁内、外膜分割方法．首先提出了Snake模型的卷积虚拟静电场外力模型CONVEF（convolutional virtual electric field），该外力场捕捉范围大、抗噪能力强、在C形凹陷区域等问题上性能突出，而且基于卷积运算，采用快速Fourier变换可以实时计算．就左室壁内膜的分割而言，考虑到左室壁的形状近似为圆形，引入基于圆形约束的能量项．对于左室壁外膜的分割，充分挖掘了左室壁内、外膜形状上的相似性和位置上的相关性，构造了形状相似性内能和一个新的边缘图，该边缘图用来计算新的外力场．基于所有这些策略并采用内膜的分割结果初始化，可以自动、准确地分割外膜．通过对一套活体心脏MR（magnetic resonance）图像进行分割并和手工分割结果和GGVF（generalized gradient vector flow）Snake模型的分割结果进行比较，结果表明该方法是有效的．

基于水平集接力的图像自动分割方法1185-1193

摘要：为了实现图像的完全分割，基于无须重新初始化的水平集方法提出了一种接力水平集方法．该方法在待分割图像中自动交替地创建嵌套子区域和相应的初始水平集函数，使水平集函数在其中演化并收敛，然后重复这个过程直到子区域面积为0．与原始算法及经典的基于区域的水平集方法相比，该方法具有如下优点：1）自动完成，无须交互式的初始化；2）多次分割图像，能够比原始算法检测到更多的边缘；3）对于非匀质的图像，能够取得比经典的基于区域的水平集方法更好的分割效果；4）提供一个开放的分割算法框架，其他单水平集方法稍作修改后也可替换这里所使用的单水平集方法．实验结果表明，此算法对人造图像和医学影像实现了无须交互的完全分割，对非匀质图像分割表现出更好的鲁棒性．

基于非截断小波有限元的BLT正向问题研究1194-1206

摘要：针对自发荧光断层成像，提出了一种非截断小波有限元算法．该算法采用单元间非截断组合小波基来逼近未知函数，从理论上解决了二维和三维下复杂形状体的剖分，并成功地应用于自发荧光断层成像正向问题中圆柱和圆球仿体的研究．理论分析和数值仿真结果表明，与传统有限元的数值解相比，该算法在获得同样有效解的情况下减少了单元剖分数，降低了计算的复杂度．

针刺效应的神经影像学研究1207-1215

摘要：介绍了研究针刺机理的神经影像技术方法：fMRJ（functional magnetic resonance imaging），PET（positron emission tomography），EEG（electroencephalography）和MEG（magnetoencephalography）．介绍了针刺研究中穴位点和对照方法的选取．分别从针剌对于大脑网络、边缘系统和自主神经系统的调节3个方面概述了针刺效应神经生理机制的研究成果，指出了目前的研究所存在的问题，并对未来的研究进行展望．总结和概述了目前针刺效应的神经影像学研究和进展，希望有助于加速针刺机理的研究和认识，早日揭示针刺机理，发扬祖国传统医学．

Monte Carlo方法在扩散光学成像仿真中的应用1216-1225

摘要：综述了描述前向问题的各种模型，包括解析解方法、数值方法和统计方法．特别地，就生物自发光多谱段光源的实例介绍了Monte Carlo方法．在光学成像领域，针对不同的成像模态、对成像质量的要求以及所需要的信息，MC方法有3种主要形式：连续波、时域和频域．不仅揭示了每种形式的基本原理，同时也相应地介绍了其在本领域的典型应用及软件．通过这些应用可以看出，MC方法对于扩散光学成像，特别是最近几年的在体无创实时成像的发展发挥着重要作用．

基于自动推理技术的智能规划方法1226-1240

摘要：对几种智能规划方法中利用的逻辑演绎与推理技术予以分析，分别介绍利用命题逻辑的基于可满足性的规划方法与规划系统，利用模态逻辑与析取推理的Conformant规划方法与规划系统，利用非单调逻辑的规划方法和利用模糊描述逻辑的Flexible规划方法，并结合国际规划竞赛和相关论文等的实验结论说明上述方法的有效性和可行性．最后，提出目前基于自动推理技术的智能规划方法所面临的挑战、可能的处理方法以及与之相关的研究热点与趋势．

一种基于同步树替换文法的统计机器翻译模型1241-1253

摘要：提出一种基于同步树替换文法的机器翻译模型．相对于基于短语的模型，此模型可以对远距离结构性调序和非连续短语翻译进行建模；相对于基于同步上下文无关文法模型，此模型可以对任何层次上的树节点调序进行建模．因此，该模型可以为处理语言结构间的异构对应问题提供有效的解决途径．在两组风格差异较大的数据集上进行的实验均验证了基于同步树替换文法的模型相对于基于短语模型和基于同步上下文无关文法模型的稳定优势．

2009中国计算机大会（China National Computer Conference 2009）征文通知1253-1253

摘要：2009中国计算机大会将于2009年10月23日-24日在天津举行。中国计算机大会（China National Computer Conference，简称CNCC）是中国计算机学会2003年创建的系列性学术活动，是我国计算机科学和技术领域规模最大、级别最高的学术会议，所涉及的内容涵盖计算技术的重要领域，旨在展现我国计算技术及相关领域的研究进展，并展望学科的发展趋势，是一个为业界人士提供学术交流，促进产、学、研、用相互沟通，促进合作的重要学术活动。CNCC于2003年首次在北京成功举办，到2008年已成功举办5届。本次大会将安排特邀报告、专题学术报告交流、热点问题论坛等活动，并征集论文。