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群芳吐艷范文第1篇

關(guān)鍵詞： 全方向M型心動圖； 邊緣檢測； 蟻群算法； 更新策略

中圖分類號： TN919?34； TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）22?0014?03

Application of ant colony algorithm in omni?directional M?mode echocardiography

WANG Kun， HUANG Li?qin

（College of Physics and Information Engineering， Fuzhou University， Fuzhou 350108， China）

Abstract： In order to solve the problem that the traditional edge detection algorithm has poor detection effect of omni?directional M?mode echocardiography， an edge detection algorithm based on the improved ant colony algorithm is presented according to the idea of edge detection based on the ant colony algorithm. According to the principle that the echocardiography comes indirectly from CT figure， that is， an echocardiography contains the contents of target， background， boundary， noise， etc.， it is pointed out that the detection effect of traditional edge detection algorithm for omni?directional M?mode echocardiography is not expected. According to the characteristics of echocardiography， the improved transition rule and pheromone update strategy was taken to improve the detection precision and adaptability. The best motion curves were obtained by gradually thinning and detailed edge detection with the ant algorithm. The experimental results show that the algorithm can get the more accurate motion curve and more actual and detail information than the traditional method. Therefore， the algorithm can provide more information for the doctor’s diagnosis.

Keywords： omni?directional M?mode echocardiography； edge detection； ant colony algorithm； update strategy

0 引 言

全方向M型心動圖是基于心臟B超視頻影像中任一位置、任意方向線上重建出的多個(gè)灰度點(diǎn)運(yùn)動軌跡的灰度（位置）?時(shí)間波形圖（它是2001年國家授權(quán)的發(fā)明專利）[1?3]。對它的波形變化劇烈的視頻運(yùn)動曲線的檢測，其中最為常用的方法就是邊緣檢測。該方法可以較為清晰地顯示局部心臟結(jié)構(gòu)隨時(shí)間運(yùn)動變化的細(xì)節(jié)信息，并在此基礎(chǔ)上，可以獲得心臟內(nèi)外膜室壁運(yùn)動信息，筆記與心動周期相關(guān)的室壁厚度、心臟管內(nèi)徑等重要的臨床診斷信息。

傳統(tǒng)的邊緣檢測方法有很多，如Sobel，Laplacian，Robert和Canny等，但是使用這些方法來檢測心動圖運(yùn)動曲線時(shí)[4?7]，由于這些算法都是以簡單的梯度運(yùn)算為基礎(chǔ)，對于對比度較高的圖像具有簡單易于實(shí)現(xiàn)的效果，但對于圖像整體較為模糊，噪聲較多的心動圖來說，效果并不理想[8?10]。因此結(jié)合心動圖的特點(diǎn)，運(yùn)用新的邊緣檢測算法來提取出心動圖的運(yùn)動曲線具有重要意義[11]。

1 蟻群算法

蟻群算法（ACO）是由意大利學(xué)者Dorigo等提出的一種仿生隨機(jī)優(yōu)化算法，被廣泛地應(yīng)用于各種難以求解的組合優(yōu)化問題，并取得了一定的效果，蟻群算法具有魯棒性強(qiáng)、正反饋、分布式計(jì)算和易于結(jié)合其他算法等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以進(jìn)行并行運(yùn)算處理。最初的蟻群算法圍繞螞蟻系統(tǒng)的性能旨在解決一些經(jīng)典的問題，如旅行商問題（TSP）等，但蟻群算法在解決這些問題時(shí)卻遜于其他經(jīng)典算法。因此，在此后的學(xué)者相繼提出了不少改進(jìn)的算法，如蟻群系統(tǒng)[12]（ACS）和最大最小螞蟻系統(tǒng)[13]（MMAS）。本文對蟻群算法在心動圖上的應(yīng)用做了研究，根據(jù)對心動圖圖和蟻群算法的研究，在心動圖上建立模型，提取心動圖上各種參數(shù)，使之可以使用蟻群算法求解。

2 算法介紹

本文算法通過蟻群算法來獲取心動圖上包含連續(xù)的強(qiáng)邊界部分的區(qū)域，首先將心動圖視為一張無向圖，在其中隨機(jī)地放置一定數(shù)量的螞蟻，并根據(jù)心動圖的特點(diǎn)來對螞蟻起點(diǎn)的選擇以及轉(zhuǎn)移規(guī)則進(jìn)行設(shè)置，通過多次循環(huán)迭代后使得大多數(shù)螞蟻聚集在心動圖運(yùn)動曲線附近，具體過程分為以下6個(gè)步驟：

2.1 數(shù)學(xué)抽象

對于心動圖im，其大小為M×N，可以從圖論的角度出發(fā)將其視為由N個(gè)頂點(diǎn)以及E條邊組成的無向圖G=。螞蟻所在的位置為頂點(diǎn)，而其待選路徑由邊來表示，通過尋找螞蟻選擇的最優(yōu)路徑來找到心動圖的運(yùn)動曲線。

2.2 螞蟻的路徑選擇

螞蟻從起點(diǎn)開始，每一次都要向下一個(gè)像素點(diǎn)移動，設(shè)每一步的移動范圍為[G（i，j，t）]，該螞蟻的轉(zhuǎn)移概率為：

[p（i，j）=[τ（i，j）]α*η（i，j）β（x，y）∈G（i，j，t）[τ（x，y）]α*η（x，y）β，（x，y）∈G（i，j，t）0，其他] （1）

[η（i，j）=?I（i，j）C， C為常數(shù)] （2）

[I（i，j）=1255max[Ii，j-1-Ii，j+1， Ii-1，j-1-Ii+1，j+1， Ii-1，j-Ii+1，j， Ii-1，j+1-Ii+1，j-1]] （3）

式中：[α]和[β]是蟻群算法的參數(shù)，代表螞蟻對信息素和啟發(fā)信息的重視程度，通過實(shí)驗(yàn)選取[α=3]和[β=2]；[η（i，j）]為根據(jù)尋找心動圖灰度變化劇烈的地方來作為其運(yùn)動曲線的原則設(shè)置的啟發(fā)函數(shù)，旨在找到與3[×]3鄰域內(nèi)像素灰度差距較大的點(diǎn)來作為待選邊緣點(diǎn)，圖 1顯示了螞蟻在3[×]3領(lǐng)域內(nèi)的路徑選擇情況。

圖1 螞蟻的3[×]3領(lǐng)域

為了使得螞蟻避免重復(fù)走已走過的路徑，使其具備一定的記憶功能，還需要引入禁忌鏈表來記錄螞蟻曾經(jīng)走過的像素點(diǎn)，鏈表長度的選取至關(guān)重要，長度選取過大，檢測出的邊緣可能會出現(xiàn)不連續(xù)的情況，而對于檢測邊緣點(diǎn)較多時(shí)，長度選取應(yīng)較小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其值取20～50時(shí)邊緣檢測整體效果較好。

2.3 信息激素的更新

當(dāng)所有螞蟻都走完一步時(shí)，一次迭代結(jié)束，所有螞蟻根據(jù)式（4）來進(jìn)行信息素更新：

[τ（i，j）（t）=（1-ρ）τ（i，j）（t-1）+ρ?Δτk（i，j）] （4）

式中：[ρ]代表了信息素的揮發(fā)率，根據(jù)實(shí)驗(yàn)取[ρ=0.95]；[Δτk（i，j）]代表了信息素的積累量，其值為：[Δτ（i，j）=k=1NUMΔτ（i，j）]。對于本算法只有最優(yōu)解可以釋放信息素，也就是只有梯度最大的螞蟻可以積累信息素：

[Δτki，j=I（i，j）] （5）

每次迭代結(jié)束后會通過式（5）進(jìn)行一次信息素更新：

[τ（t）=（1-μ）τ（t-1）+μτ0] （6）

2.4 確定邊緣點(diǎn)

進(jìn)行完所有迭代后，根據(jù)每個(gè)像素點(diǎn)上的信息素強(qiáng)度來設(shè)定閾值，以此來判別邊緣點(diǎn)：

[Ei，j=1，τi，j≥T0，τi，j

其中，設(shè)定1代表邊緣點(diǎn)，0代表非邊緣點(diǎn)。

2.5 終止條件

這里需要根據(jù)圖像的特點(diǎn)來設(shè)定總的迭代次數(shù)，一般來說，圖像越復(fù)雜，尺寸越大，所需迭代次數(shù)越多，反之，圖像所需的迭代次數(shù)就越少。本文所采用的心動圖大小為300×101，根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，迭代次數(shù)取120～280時(shí)效果較好。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

本次實(shí)驗(yàn)是利用Matlab 7.2進(jìn)行的，運(yùn)行環(huán)境為Windows 7操作系統(tǒng)。

圖2是一幅全方向M型心動圖圖像，圖像的分辨率大小300×101，如圖2（a）所示，為了證明本文算法在心動圖應(yīng)用中的優(yōu)勢，本文加入了多尺度小波算法，Canny算法，Sobel算法，來進(jìn)行比較分析。

圖2 心動圖檢測與各經(jīng)典算法對比情況

由圖2以及表1可以看出：Sobel算法（圖2（d））在檢測時(shí)出現(xiàn)了明顯的間斷，效果不理想；Canny算法（圖2（c））雖然檢測效果較為連續(xù)，但檢測出的偽邊緣較多，與所要達(dá)到精確提取運(yùn)動曲線的目標(biāo)不符；小波算法（圖2（b））雖然實(shí)現(xiàn)了精確定位，但沒有有效地抑制噪聲的干擾，最后根據(jù)本文思想有效對全方向M型圖像中的背景、目標(biāo)、邊緣和噪聲等特點(diǎn)，采取改進(jìn)的轉(zhuǎn)移規(guī)則和信息素更新策略，提高了檢測精度和適應(yīng)性。綜上所述，由于全方向M型心動圖較為復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的邊緣檢測方法所獲得的效果并不理想，因此本文針對心動圖的特點(diǎn)，并結(jié)合蟻群算法邊緣檢測的思想，提出改進(jìn)的轉(zhuǎn)移規(guī)則和信息素更新策略，提高了算法對于心動圖的適應(yīng)性，檢測結(jié)果相比傳統(tǒng)算法較為精確，不過由于本文算法較為復(fù)雜，檢測所需運(yùn)行時(shí)間比較高，尚有待進(jìn)一步的改進(jìn)。

表1 各算法運(yùn)算時(shí)間的比較

4 結(jié) 語

由于心動圖的特點(diǎn)是噪聲多、圖像模糊，因此本文根據(jù)心動圖的特點(diǎn)，提出了改進(jìn)的蟻群算法，實(shí)現(xiàn)了較好的檢測精度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法能有效地抑制噪聲干擾，獲得的運(yùn)動曲線較傳統(tǒng)方法更加準(zhǔn)確，為后續(xù)基于速度場、加速度場提取心臟動態(tài)信息奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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群芳吐艷范文第2篇

2. 藍(lán)的天，白的云，清的水，綠的山，還有房前屋后籬笆上盛開的薔薇花，好一派田園風(fēng)光，真是美不勝收。

3. 大自然有很多美不勝收的風(fēng)景，閑暇時(shí)多去走走，可以開闊眼界。

4. 我走在花園里，花園里的一些話花美不勝收，香味撲鼻。著一股香味使人陶醉。

5. 泰山的景色迷人，美不勝收。

6. 雪花好像小精靈般隨風(fēng)飄舞，望望窗外的美景，簡直美不勝收。

7. 雄奇壯麗的三峽，無與倫比，美不勝收。

8. 香山紅葉，美不勝收。

9. 洛陽牡丹節(jié)上的牡丹花爭奇斗艷，美不勝收。

10. 頤和園的風(fēng)景美不勝收，讓我眼花繚亂。

11. 走進(jìn)植物園各種鮮花競相開放，美不勝收。

12. 公園里的風(fēng)景美不勝收。

13. 桂林的奇山異水真是讓人美不勝收。

14. 西湖的風(fēng)景真是美不勝收。

15. 展覽館里展出的各種工藝品琳瑯滿目，美不勝收。

16. 瞬息萬變的煙花，曼妙地展開她一張張淺黃銀白洗綠淡紫清藍(lán)粉紅的笑臉，美不勝收。

17. 春天悄然而至，走到花園里，各種花卉都已開放，正是群芳吐艷，美不勝收。

18. 一路風(fēng)景迷人，來到山頂上更是美不勝收。

19. 當(dāng)一雙眼睛為這些美不勝收的景色著迷的時(shí)候，一陣緊接一陣的濃烈的芳香也爭先恐后地來撩拔人的情弦，直沁心脾。

20. 切都井井有條，美不勝收，一切都賞心悅目。

21. 他的眼睛永遠(yuǎn)熱烈地注視著這個(gè)變幻莫測，美不勝收的世界。

22. 從窗戶看出去，景色美不勝收，令人心曠神怡。

23. 從山頂望去，這峽谷的景色美不勝收。

24. 遠(yuǎn)處，森林變的美不勝收，以往翠綠的樹木此時(shí)變成了玉樹瓊枝。

25. 天空中的月亮婆婆帶著一群星星也出來逛蕩，美不勝收的藍(lán)天海洋真是讓人流連忘返啊！

26. 隨著地勢氣候季節(jié)的更替，東部山谷更是色彩繽紛，美不勝收。

27. 續(xù)往陽明山國家公園，園內(nèi)山水秀麗，花鐘瀑布美不勝收。

28. 夜晚，香港的維多利亞港的夜景真是美不勝收。

群芳吐艷范文第3篇

春天,一個(gè)萬物復(fù)蘇的季節(jié).

春天,一個(gè)群芳吐艷的季節(jié).

春天,一個(gè)萬紫千紅的季節(jié).

春天,是一個(gè)鳥語花香,生機(jī)勃勃,充滿生命色彩的季節(jié).

春天,象征著純潔,象征著美好時(shí)光.

而我,卻要對著天空,大聲的怒吼:

"我的春天,你何時(shí)才能來臨,你何時(shí)才能關(guān)照于我''

學(xué)校里,老師同學(xué)誤解我,認(rèn)為我的成績不真實(shí).

在家里,爸爸媽媽不理解我,不讓我出去廣交朋友,不讓我走進(jìn)大自然.....

為什么,為什么,為什么這些苦都讓我受.

群芳吐艷范文第4篇

白塔山位于蘭州黃河風(fēng)情線上，那里風(fēng)景優(yōu)美，去過的人都連連贊嘆。我想，你一定很好奇吧？那么，就聽我來介紹吧！

一進(jìn)大門，迎面而來的就是一座白塔石像，旁邊的樓梯，每踏一步，都能聽到瀑布的聲音。原來石像的上面有一池清水，清水流過水缸，被抽到瀑布口，然后從石壁上擦過，直流而下。如果你站在石壁下，會感到非常清涼，有時(shí)，流下來的水會漸起水花來，使水泛到池外，不過沒關(guān)系，池外就是花壇，花壇里群芳吐艷，百花競放，更不用擔(dān)心浪費(fèi)水了。

再向上走，更多的花在圍著墻邊綻放，真是美麗無比。山頂上就是白塔了，你也可以去參觀，或坐纜車下山，從纜車上能看到黃河在不斷奔騰，水車在輕輕地轉(zhuǎn)著，水波泛上沙灘，回旋時(shí)不停蕩漾。

這就是美麗的白塔山，如果你喜歡這里，可別忘了參觀哦！

甘肅省蘭州實(shí)驗(yàn)小學(xué)三年級:高博

群芳吐艷范文第5篇

2、愿你們真愛到永遠(yuǎn)，幸幸福福，和和美美。

3、燈下一對幸福侶，洞房兩朵愛情花；金屋笙歌偕彩鳳，洞房花燭喜乘龍。

4、紅線為你們牽出幸?？鞓?，月老為你們寫下愛的傳說，今日種下甜蜜的花朵，綻放堅(jiān)定無比的愛情執(zhí)著，祝福的話語今日最多，祝你新婚快樂，百年好合。

5、今天是你們喜結(jié)良緣的日子，我代表我家人祝賀你們，祝你倆幸福美滿！

6、在這春曖花開、群芳吐艷的日子里，你倆永結(jié)同好，正所謂天生一對、地生一雙！

7、郎才女貌婚嫁，皆大歡喜一家，道賀祝福美滿，新婚燕爾，幸福人已成家?。」补擦?！

8、祝你們?nèi)缃痫L(fēng)玉露，勝卻人間無數(shù)！愿你們兩情長長又久久，朝朝暮暮愛都有！

9、你要明白婚姻是一本書，第一章寫的是詩篇，而其余則是平淡的散文。所以，祝福你在未來的日子里，和你的妻子要恩愛如初。