面向对象交互式CAD系统的设计与开发
这是一篇关于计算机辅助设计,交互式,用户界面,基类继承法,拾取的论文, 主要内容为计算机辅助设计中的界面开发关系到开发软件的质量,计算机交互式设计在开发应用中起着非常重要的作用,它贯穿于CAD系统开发应用的始终,是系统最核心的问题之一。总结了计算机辅助设计中用户界面开发的基本特点,根据计算机辅助设计用户界面开发的基本原则以及系统对象隐喻,提出了计算机CAD系统界面开发设计的主要着力点,在此基础上设计开发了CAD用户界面。根据交互式设计理论的基本原则以及交互式技术的算法,结合二维图元的数学模型,提出了交互式系统中基本图元的数学模型以及利用基类继承法的数据存储方式,在图元的信息数据存储中,为了能够得到各种图元,采用面向对象的方法,首先总体设计一个图元的基类BaseClass,然后由此基类派生出各种基本图元,包括直线Line、多义线Polyline、圆Circle和圆弧Arc等。在图形CAD系统中,交互式绘图技术与一般绘图技术最直观的区别就是一般绘图技术绘制完毕后,无法立即修改;而交互式绘图技术绘制完毕后,通过手柄、定位以及拾取技术来达到实时修改图形的目的,使得绘制工作更加的方便。交互式技术主要包括:定位、拾取、选择等,这也是交互式技术最核心的内容。依据二维图形几何变换的一般表示以及齐次坐标表示理论和算法,提出了交互式系统中基本图元的绘制、拾取等基本操作,并实现了各种基本的交互式操作。
青少年特发性脊柱侧凸智能辅助诊断系统的构建与应用研究
这是一篇关于交互式,全脊柱X线片,青少年特发性脊柱侧凸,影像学参数,机器学习,分类模型,Lenke分型,U-Net,分割和定位,Cobb角,模型验证,深度学习的论文, 主要内容为目的:构建一种新的青少年特发性脊柱侧凸(Adolescent idiopathic scoliosis,AIS)交互式测量系统,以“AISpine”命名。与Surgimap软件对比验证,探究应用AISpine系统测量影像学参数的一致性与可靠性。方法:1.基于浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)架构,自主开发了一种新的AIS交互式测量系统,纳入脊柱正侧位及Bending位图像的29个参数指标。2.收集我院从2018年1月至2020年8月经临床及全脊柱X线片明确诊断为AIS的患者31例。由3名测量者分别使用Surgimap软件和AISpine系统测量全脊柱X线正侧位片的22个参数指标。3名测量者分别使用两种测量工具先后测量2次,每次测量间隔2周,记录3名测量者测量结果和时间。3.对3名测量者使用AISpine系统测量的结果进行可信度分析,对3名测量者先后两次测量结果进行可重复性分析,使用配对样本t检验或Wilcoxon带符号秩和检验对Surgimap软件和AISpine系统测量结果进行组间差异分析。结果:1.AISpine可信度分析:除了SO(ICC=0.611)一致性较好外,其余测量结果的可信度为一致性好或极佳。2.Surgimap可重复分析:19个参数一致性好或极佳;TL/L-AVT、TK一致性较好;SO一致性低;AISpine的可重复分析:19个参数一致性好或极佳;T1S、TK一致性较好;SO一致性低。3.组间差异分析:对第一次测量中,3名测量者使用的Surgimap软件和AISpine系统测量结果进行组间对比,T-AVT、TL/L-AVT以及T1SPI差异有统计学意义(P<0.05),其余19个参数测量结果组间差异无统计学意义(P>0.05)。4.用时分析:两种方法先后2次测量时间差分别为(0.92±1.21)min、(0.82±0.96)min,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:本部分研究经过两种测量方法的对比验证,AISpine系统在冠状位及矢状位参数测量中具有良好的可信度与可重复性。特别是对AIS的图像测量,该系统具有效率高、耗时少以及用户界面友好的特点,为脊柱外科医生提供了一种新的测量工具。目的:根据2001年Lenke提出的AIS分型标准,自主构建Lenke分型的预测模型,比较逻辑回归、支持向量机、决策树模型的分类性能。与脊柱外科研究生的分型能力比较,评估最优分类模型的临床应用价值。方法:1.数据预处理:收集我院从2013年1月至2021年1月经临床及全脊柱X线片确诊AIS的患者319例。按照8:2比例,随机将研究对象分为训练集和测试集。2名高年资的主治医师应用Surgimap软件测量AIS患者的全脊柱X线片,记录患者的Lenke分型。2.模型构建:构建模型的数据源于Lenke分型判定过程中的指标数据,包括Cobb角、主弯、结构性以及骶骨中垂线与腰弯顶椎椎弓根间位置关系等数据特征。选取Lenke分型的10种亚型,应用分型参数数据训练逻辑回归模型、支持向量机模型以及决策树模型,通过测试集筛选最优分类模型。3.评价指标:使用准确率、精准率、召回率、F1值、ROC曲线以及AUC值作为评估不同分类模型性能的指标。从测试集中随机选取标注的图像数据对6名脊柱外科研究生进行Lenke分型考核测试。使用单样本t检验或Wilcoxon signed-rank检验比较脊柱外科研究生与最优模型的分类能力。结果:1.在测试集中,对Lenke分型的10种亚型的分类性能。逻辑回归模型的平均准确率0.875,AUC值0.93。支持向量机模型的平均准确率0.91,AUC值0.95。决策树模型的平均准确率0.95,AUC值0.97。决策树模型的总体分类性能是最优的。2.决策树模型在Lenke分型中的精准率、召回率以及F1值优于脊柱外科研究生,研究生尤其在Lenke1型和Lenke2型的腰弯修正型的精准率、召回率以及F1值较低。结论:在三种机器学习分类模型中,决策树模型总体分类性能表现较好,与脊柱外科研究生分型判断能力相比,决策树预测模型具有明显优势,也表明该模型在初级医师的辅助诊断中有较好的应用前景。决策树模型存在错误分类的情况,有待进一步增加训练样本量,并与不同水平的脊柱外科医师进行分型能力的对比。目的:探讨基于深度学习的AIS正位X线片自动分割及Cobb角测量的准确性,比较U-Net与3种改进的U-Net网络模型的分割效果,与专业医师的测量结果比较,评估Cobb角测量模型的性能。方法:1.数据预处理:收集我院从2013年1月至2021年1月经全脊柱X线片确诊为AIS的患者163例。按照8:2比例随机分为训练集、测试集。由2名脊柱外科专业医师使用Labelme软件对椎体手工标注,标注目标包括脊柱整体区域C7-L5,18个单椎体以及椎体关键点。2.模型构建:使用手动标注的脊柱掩膜图、单椎体掩膜图以及椎体关键点的数据集,分别构建U-Net脊柱分割模型、改进的U-Net椎体分割模型以及椎体地标点检测模型,进行迭代训练、参数调优,获取最佳的的模型。3.评价指标:应用Dice相似系数、交并比、准确率评价不同U-Net模型在测试集中自动分割的效果。使用ICC相关系数分析专业医师与深度学习模型在Cobb角测量结果之间的相关性。使用Bland-Altman分析评估测量结果之间一致性。结果:1.在图像分割方面:R2U-Net模型总体适用性较好,可准确识别和标记单个椎体,预测拼接椎体边界平滑且完整,准确率为95.94%,DSC为91.03%,IOU为83.54%。DSC较原始模型提高4.16%,IOU较原始模型提高6.68%。2.专业医师与深度学习模型在Cobb角测量方面,两者的相关性分析:在PT Cobb、MT Cobb以及TL/L Cobb测量值的相关系数超过0.9(P<0.05),说明两种方法具有显著的正相关性。两者的一致性分析:在Bland-Altman图中散点基本落在一致性区间内,说明两种方法一致性良好。PT Cobb、MT Cobb、TL/L Cobb差值超过95%一致性界限的点数分别为2(7.1%)、2(7.1%)、1(3.6%)。结论:改进的U-Net分割模型中,R2U-Net模型总体适用性较好,可准确识别和分割单个椎体,通过图像形态学的处理,可使椎体边界平滑且完整。Cobb角的自动测量模型与专业医师的手动测量结果具有较好的一致性,应用深度学习技术有望进一步提高测量精度。
基于SOA的教学资源交互式平台的设计与实现
这是一篇关于教学资源,交互式,SOA架构,平台建设的论文, 主要内容为近年来,随着教育信息化的深入,学校都相继在校园上建立起了网络教学资源平台,这为教师教学和学生自主学习都提供了很大的帮助。对于大学的课堂教学、网络教学都有很大的益处。在针对时下的学生教育而言,由于其教学资料的种类多样性,如何让丰富的教学资源能够更好的被应用与学生学习和教师教学,发挥资源的最大有效应用率,是各大高校都在思考的问题。有些高校通过开发教学资源交互平台来提高教学资源的利用率。本文根据国内外学校教学资源交互式平台发展的实际情况,设计实现了基于SOA(Service-Oriented Architecture,面向服务架构)的学生教学资源交互式平台。改进了现有教学资源交互式平台的一些缺点,如：灵活性不高、角色不清晰等问题。文中通过对现有教学的模式进行调查,采用软件工程的思想来进行系统设计。利用SOA作为系统架构基础,采用J2EE技术,开发操作简单,流程规范并且易于升级和维护的系统平台。本文首先阐述了基于SOA的教学资源交互式平台的研究背景和研究意义,研究了国内外相关系统的研究现状。其次通过对现有系统的调研,寻求和挖掘系统需求,进行需求的详细分析；在需求确定之后,对系统的做了详细的系统设计工作,最后给出了系统主要功能组件的相关实现和系统的测试工作。该平台操作简单,方便用户使用。具有良好的扩展性、实用性和可交互性。能够提高教育资源共享质量与增强信息交流效果,提高教育资源与信息交流的效率。
面向对象交互式CAD系统的设计与开发
这是一篇关于计算机辅助设计,交互式,用户界面,基类继承法,拾取的论文, 主要内容为计算机辅助设计中的界面开发关系到开发软件的质量,计算机交互式设计在开发应用中起着非常重要的作用,它贯穿于CAD系统开发应用的始终,是系统最核心的问题之一。总结了计算机辅助设计中用户界面开发的基本特点,根据计算机辅助设计用户界面开发的基本原则以及系统对象隐喻,提出了计算机CAD系统界面开发设计的主要着力点,在此基础上设计开发了CAD用户界面。根据交互式设计理论的基本原则以及交互式技术的算法,结合二维图元的数学模型,提出了交互式系统中基本图元的数学模型以及利用基类继承法的数据存储方式,在图元的信息数据存储中,为了能够得到各种图元,采用面向对象的方法,首先总体设计一个图元的基类BaseClass,然后由此基类派生出各种基本图元,包括直线Line、多义线Polyline、圆Circle和圆弧Arc等。在图形CAD系统中,交互式绘图技术与一般绘图技术最直观的区别就是一般绘图技术绘制完毕后,无法立即修改;而交互式绘图技术绘制完毕后,通过手柄、定位以及拾取技术来达到实时修改图形的目的,使得绘制工作更加的方便。交互式技术主要包括:定位、拾取、选择等,这也是交互式技术最核心的内容。依据二维图形几何变换的一般表示以及齐次坐标表示理论和算法,提出了交互式系统中基本图元的绘制、拾取等基本操作,并实现了各种基本的交互式操作。
基于CNN的交互式巨幅人物合照展示系统设计与实现
这是一篇关于交互式,人物合照,信息展示,卷积神经网络,图像处理的论文, 主要内容为计算机信息技术发展日新月异,其开发应用百花齐放,深入各行各业。计算机视觉技术对图像和视频的处理水平也日趋成熟,尤其是人脸检测和识别技术发展迅猛,在人机交互、身份验证和视频安防等领域均有一定的研究成果。卷积神经网络是深度学习的代表算法,因其良好的鲁棒性和较高的准确率,广泛应用在目标检测和模式识别领域,逐渐成为工程应用的主流选择。人机交互技术使人与机器建立连接,实现机器为人提供更加优质的服务。这些技术的发展推动着信息传递方式的升级,信息接收者渴望与信息传播媒介发生连接和互动。公众信息展示需要尝试利用这些技术提高智能化水平。本系统是针对多种以人物为核心的信息展示场景设计开发的一套应用系统,将交互设计的思想应用到公众信息展示领域,以达到信息公共分享的目的。本系统基于C/S(Client/Server)结合B/S(Browser/Server)的架构,主要由四部分组成,分别为用于系统管理的企业级管理端、用于信息展示的大屏客户端、用于信息录入的网站客户端、以及用于数据存储的数据库。在管理端获取原始巨幅图像的人脸位置和人脸特征信息,并在网站客户端录入人物的基本信息,然后这些信息被用于大屏客户端的交互式展示以及增加现场互动性的人脸识别等功能。本系统采用图像处理技术对原始图像做预处理,采用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)和部分优化算法完成人脸检测、特征提取与识别,采用Qt框架设计了系统人机交互界面。针对具体应用场景,本系统还设计了一些提升使用性能的方法,比如CNN模型训练策略优化、训练样本扩充、交互式人脸位置微调和视频人脸识别跟踪匹配方法等。本系统应用场景包括学校学生风采展示、历史人物展览馆、公司员工墙、社会楷模公示、在逃嫌疑人公示和失信人员公示等,现已在高校学生风采展示长廊得以实际应用。经过系统测试,这套基于CNN的交互式巨幅人物合照展示系统运行状态稳定,功能使用正常,模块联系紧密,界面实用美观,具有较高的安全性,能够满足多人物信息展示场景下的应用。本系统的信息展示模式可以增强系统的交互性,加深观众的印象,使展示过程更加自然高效,具有较高的研究意义和应用价值。
面向对象交互式CAD系统的设计与开发
这是一篇关于计算机辅助设计,交互式,用户界面,基类继承法,拾取的论文, 主要内容为计算机辅助设计中的界面开发关系到开发软件的质量,计算机交互式设计在开发应用中起着非常重要的作用,它贯穿于CAD系统开发应用的始终,是系统最核心的问题之一。总结了计算机辅助设计中用户界面开发的基本特点,根据计算机辅助设计用户界面开发的基本原则以及系统对象隐喻,提出了计算机CAD系统界面开发设计的主要着力点,在此基础上设计开发了CAD用户界面。根据交互式设计理论的基本原则以及交互式技术的算法,结合二维图元的数学模型,提出了交互式系统中基本图元的数学模型以及利用基类继承法的数据存储方式,在图元的信息数据存储中,为了能够得到各种图元,采用面向对象的方法,首先总体设计一个图元的基类BaseClass,然后由此基类派生出各种基本图元,包括直线Line、多义线Polyline、圆Circle和圆弧Arc等。在图形CAD系统中,交互式绘图技术与一般绘图技术最直观的区别就是一般绘图技术绘制完毕后,无法立即修改;而交互式绘图技术绘制完毕后,通过手柄、定位以及拾取技术来达到实时修改图形的目的,使得绘制工作更加的方便。交互式技术主要包括:定位、拾取、选择等,这也是交互式技术最核心的内容。依据二维图形几何变换的一般表示以及齐次坐标表示理论和算法,提出了交互式系统中基本图元的绘制、拾取等基本操作,并实现了各种基本的交互式操作。
基于双向转换的知识图谱交互式可视化查询语言研究
这是一篇关于知识图谱,可视化查询语言,交互式,双向转换,领域特定的论文, 主要内容为随着知识图谱的不断发展和在众多领域中的广泛运用,不同知识图谱的数据模型和查询语言不尽相同。目前知识图谱上的可视化查询语言大多基于一种特定的文本查询语言,并且查询和结果之间是一个单向的过程,对用户查询和理解知识图谱是一项挑战。因此如何打破查询与结果之间的壁垒,提出一种通用的可视化查询语言变得尤为重要。本文首先基于现有文本查询语言的语法和语义,设计并提出了一套可视元素集合,作为可视化查询语言GPVQL的形式化语法。介绍了GPVQL的形式化语义与现有文本查询语言的映射关系。接着在一般图模型的基础上,提出了一组通用图模型,包括图模式、查询模式以及查询结果,查询模式和查询结果分别是图模式在起始状态和终止状态的特殊形式。然后在通用图模型的基础上提出了双向转换模型,并介绍了查询模式到查询结果间的双向转换过程。在GPVQL可视化查询语言的基础上,结合生物信息领域特定数据类型,提出了生物信息领域特定可视化查询语言Bio VQL。定义了Bio VQL的图形形式化语法与语义,并基于生物信息领域中存在的网络模型,提出了一组生物信息领域特定查询模板。达到了对于生物信息领域的定制化,为领域专家提供了交互式可视化查询的方法。最后,基于GPVQL和Bio VQL分别设计开发了交互式可视化查询系统,并分别在DBpedia和Uniport公开数据集上进行了用户实验。实验结果表明,本文所提出的知识图谱交互式可视化查询语言能够有效地缩短用户的查询完成时间并保持较高的准确率,查询完成时间比RDF Explorer缩短了15%,结果准确率能够保持在50%以上,同时用户友好性和可学习性均提高了20%。
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