浙江大学生物医学工程与仪器科学学院，浙江 杭州 310027
乳腺癌早期筛查、精准诊断、有效治疗是提高患者生存率的重要因素，而影像学是筛查、诊断、治疗评估的主要手段。基于现有的影像技术，乳腺临床诊治流程虽然已逐步规范化，但在高效灵敏筛查、无创精准诊断以及治疗监测评估等方面仍存在核心局限。例如，传统的医学影像技术存在诊断特异性低、成像速度慢、使用电离辐射或注射造影剂等局限，仍存在重大临床诉求。光声成像作为一项新兴的医学影像技术，可以与传统技术形成优势互补，提供快速（如10~15 s完成全乳腺扫描）、高分辨率、信息丰富的医学影像。其光学对比度和声学分辨率使之具备揭示肿瘤微环境结构、功能、分子细节特征的能力。本文简述了光声成像的技术原理和主要设计形态，概述并评价了乳腺肿瘤筛查、诊断和治疗评估领域的代表性光声成像研究。最后讨论了光声成像在乳腺临床上的应用前景，其有望成为继钼靶、超声、核磁共振之后的“第四大”乳腺成像技术。
医用光学 光声成像 乳腺肿瘤微环境 乳腺癌筛查 早期精准诊断 新辅助化疗评估 肿瘤切缘检测
1 北京理工大学医学技术学院，北京 100081
2 中国人民解放军总医院第六医学中心，北京 100048
动脉粥样硬化引起的易损斑块破裂已经严重危害到人类的健康，而血管内光学相干断层成像（IVOCT）凭借其高分辨率已经成为识别冠脉易损斑块的主要工具，但图像判读费时费力，通常还依赖于医生的经验。目前已有基于传统机器学习的研究实现了对单帧图像的分类，但这些信息不足以辅助医生确定治疗方案，仍然需要医生二次判读。基于Faster R-CNN（R-CNN，区域卷积神经网络），针对IVOCT图像中易损斑块的特点，在数据增强、预测框（BBox）编码、网络结构等方面进行了改进和优化，实现了对易损斑块的自动识别，并选取易损斑块的病变累积角度、纤维帽厚度、巨噬细胞浸润情况、浅表微钙化情况和血管狭窄程度作为指标，对易损斑块的破裂风险进行多方面评估。在公开数据集CCCV2017 IVOCT中进行训练，测试后取得了较好结果，该方法可推广应用于同类图像。
医用光学 动脉粥样硬化 血管内光学相干断层成像 易损斑块 自动识别 风险评估
1 中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站，吉林 长春 130117
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室，江苏 南京 210008
4 吉林师范大学信息技术学院，吉林 四平 136000
为提升长春站卫星激光测距数据稳定性，从卫星激光测距物理机制及评价指标出发，建立了基于精密星历的数据评价系统，分析了长春站数据的稳定性及外符合精度。根据分析结果，采用前沿半峰 （LEHM） 剪切算法改进数据预处理方法，降低了卫星形状效应对数据精度和稳定性的影响。分析表明，基于精密星历的数据评价系统与国际卫星激光测距组织（ILRS）数据中心评价结果一致。采用LEHM剪切算法进行数据处理后，长春站Lageos-1卫星数据的标准点精度由4.9 mm提高至3.9 mm，短期稳定性由19.8 mm提高至18.1 mm，长期稳定性由6.2 mm提高至5.4 mm，外符合精度由79.6 mm提高至68.2 mm。改进的数据预处理算法可有效提升数据稳定性及外符合精度，为长春站数据稳定性与精度的进一步提升指出了方向。
卫星激光测距 精密星历 轨道检核 数据评价 卫星形状效应 激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706019
浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室，浙江 杭州 310027
本文建立了一种基于双目3D显示观察的主观实验流程，利用主观实验数据来分析汽车车载增强现实抬头显示（AR-HUD）设备中的动态畸变对驾驶员主观感受的影响，同时评估观看来自不同眼盒位置的图像时双目融合过程中驾驶员可以接受的畸变大小临界值。实验研究结果显示，随着两眼之间的动态畸变差异的增大，驾驶员融合图像变得越来越困难，观看的不适程度也出现较快增长。同时本文也揭示了驾驶员在使用AR-HUD设备的过程中，同一眼盒两个不同位置处驾驶员可以接受的动态畸变临界条件为垂直畸变小于2%，水平畸变小于1%。此研究证实了动态畸变对驾驶员的主观感受具有较为显著的影响，并且为汽车抬头显示系统中光学设计的优化畸变过程提供了相关的数值约束参考。
动态畸变评估 双目融合 双目相机模型 主观实验方法 单因素方差分析
1 广东省特种设备检测研究院顺德检测院，广东 佛山 528300
2 华南理工大学电力学院，广东 广州 510640
耐热钢微观组织及机械性能会随着服役过程发生退化，对老化状态的实时快速监测对安全运行及生产具有重要意义。基于便携式激光诱导击穿光谱（LIBS）设备对获取的T91光谱特征进行降维并优化了老化等级评估模型，实现了对T91耐热钢老化等级的快速诊断。分别采用主成分分析与线性判别式分析（LDA）的降维方法，对光谱特征进行优化精简。而后基于降维后的数据，进一步采用K最近邻算法和支持向量机（SVM）算法来建立金属老化等级评估模型，讨论了建模关键参数选择对模型性能的影响。结果表明，经过LDA降维的光谱数据能实现更好的聚类分布，可有效提高评估模型的准确率。同时，应用LDA-SVM模型能获得最高的老化等级评估准确度，达94.58%。所采用的模型建模方法可有效实现基于便携式LIBS的T91耐热钢老化等级评估。
光谱学 激光诱导击穿光谱 金属老化等级评估 光谱特征降维 K最近邻算法 支持向量机 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0530003
光学 精密工程
2023, 31(19): 2898
空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安 710000
现代战场的高复杂性和各种态势信息的不完备性使得传统的空中目标威胁评估方法难以适用于数据缺失的情况。针对该问题, 首先采用引入等距对数比变换(ILT)和球坐标变换的改进的量化双聚类算法(IQBA)补全目标属性缺失数据; 然后采用改进的基于灰靶理论和指标相关性的熵权法分析各属性的影响程度, 客观计算目标属性权重; 最后使用改进的灰色关联TOPSIS法来实现对作战任务目标的威胁评估, 划分威胁等级。仿真实验结果表明, 所提方法可以有效实现信息缺失条件下的空中目标威胁评估, 评估结果更加客观可靠。
空中目标 威胁评估 信息缺失 双聚类算法 改进熵权法 TOPSIS法 air target threat assessment information shortage biclustering algorithm improved entropy weight method TOPSIS method
中国电波传播研究所, 山东青岛 266071中国人民解放军 31007部队, 北京 100000
通信语音干扰效果评估, 是指对语音通信系统接收的受扰语音信号进行分析, 确定语音信号被干扰程度的技术。准确地评估干扰效果是研制通信对抗设备、评估电子对抗态势以及了解通信质量等活动的重要依据。针对超短波通信干扰系统, 提出了基于梅尔频率倒谱系数 (MFCC)特征、小波统计特征和感知特征的统计测度, 结合最小二乘、反向传播(BP)神经网络以及支持向量回归 (SVR)拟合回归模型的评估系统, 其预测值和主观评估值的相关系数达到 0.9以上, 保障了该干扰评估系统的实用性。研究了基于深度学习的无参考评估方法, 并利用实测数据验证了其有效性, 准确率达到了 87%, 高于多测度融合评估方法。
机器学习 深度神经网络 语音质量评估 干扰效果评估 machine learning Deep Neural Network(DNN) speech quality assessment jamming effect evaluation 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(10): 1217
1 安徽工程大学 人工智能学院, 安徽 芜湖 241000
2 安徽工程大学 机械工程学院, 安徽 芜湖 241000
图像质量评价方法是为了符合主观视觉图像质量评分结果, 设计出的客观计算方法。在本研究中, 提出了一种基于CIELAB颜色空间局部色貌指标(clarity)的无参考彩色模糊图像评价(NR-IQA)方法。在所提方法中, 结合最大局部clarity和变异局部clarity评价图像模糊等级。最大局部clarity表征提取模糊图像最锐度信息, 即局部模糊特征; 变异局部clarity表示图像内部色貌整体变化情况, 即全局模糊特征。为了验证该方法的性能, 使用五个常用图像质量数据库中的失真图像进行对比测试, 从预测精度、计算复杂度和泛化性进行分析。结果表明, SROCC和PLCC加权平均值分别是0.9345和0.9379, SROCC和PLCC直接平均值分别是0.9331和0.9357, 综合性能优于其他典型和最新提出的NR-IQA方法。研究结果表明, 所提方法是有效的、可行的, 是一个综合性能优异的NR-IQA方法。
图像质量评价 无参考 局部色貌 彩色模糊图像 image quality assessment no reference local color appearance color blurred image
