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GAMS用户指南
GAMS 经典教材内容提要GAMS软件是建立和求解大型数学规划问题的优秀软件包之一,在各领域有着广泛的应用。本书是GAMS软件用户指南,全书分两篇,第一篇为 Windows gAMs2.50用户指南,详细地介绍了GAMS语言的各个组成部分,并对一些高级主题进行了专门讨论;第二篇讨论几个常用的求解器,包括 BARON、 Cplex10、 DICOPT、 MINOS、MOSEK、PATH4.6、SBB、 MPSGE书是建立和求解大型数学规划问题的高级计算机软件参考手册,可供各領域从事规划设计和管理的人员參考使用,也可作为高等院校师生的参考工具书在版编目(CIP)数据GAMS用户指南/魏传江等编译.一北京:中国水利水电出版社,2009.11(通用建模软件技术丛书)I.①G…Ⅱ.①魏…Ⅲ.①数学模型一建立模型应用软件,GAM一指南Ⅳ.①022-39中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第208573号书名|用速椰软件技术外书作者魏传江王浩谢新民孙秀芬等编译出版发行中国水利水电出版社北京市海淀区玉渊潭南路1号D座100038)网址:www.waterpub.com.cnE-mailsales@waterpub.com.cn电话:(010)68367658(营销中心)经售北京科水图书销售中心(零售)电话:(010)88383994,6320264全国各地新华书店和相关出版物销售网点中国水利水电出版社做机排版中心田刷北京市兴怀印刷厂规格184mm×260m16开本32.25印张765千字版次2009年11月第1版2009年11月第I次印刷定价9800元凡购买我杜图书,如有缺页、倒页、胱页的,本社营铺中心负责调撓版权所有·侵权必究GAMS用户指南〉编译校人员名单主要编译校人员魏传江王浩谢新民孙秀芬参加编译校人员(按章节顺序)杨舒媛俞烜郝春沣苟思陈宁叶勇李云鶴郭海丹高辉孙笑微王成丽王志璋柴福鑫张海涛李玉科杨丽丽前言数学世界是对物理世界的抽象。物理世界是个大千世界,包括声、光热、电、机槭等。尽管物理规律各异、物理现象千差万别,但是物理世界有三类最基本的关系:一是物理量之间的逻輯关系;二是物理量的量值;三是物理量的量值的动态依存关系。GAMS( General Algebraic Modeling System)即通用数学模型系统,是世界银行与美国GAMS公司在20世纪90年代初开发的一种旨在建立和求解大型复杂数学规划问题的高级计算机软件。作为GAMS语言则对应着这些物理量、这些最基本的关系、这些数学描述以及物理量的量值之间的逻辑关系AMS语言提出了集合的描述工具,用集合来表示物理量之间的逻辑关系。对于物理量的量值,GAMS语言分已知值和未知值进行处理,已知值用参数来表示,未知值用变量来表示。对于物理量之间的动态依存关系,GAMS语言用方程来表示。在这三种基本的表示下,首先定义物理量之间的逻辑关系,在逻辑关系的基础上定义物理量的量值或者变量的上下界,在集合和变量的基础上定义方程,在方程的基础上定义目标函数和约東条件,在目标函数和约束条件的基础上定义模型,在模型的基础上定义模型库,在模型库的基础上定义决策攴持系统,这样就完成了整个数学描述的任务。因此,GAMS软件不仅是一个数学工具,更是一个逻辑分析工具,对于理清思雏、进行系统分析,都是非常得力的工具与其他计算机语言相比,GAMS语言更加面向分析解决综合问题的计算机用户。由于它能够用一种用户和计算机都易读懂的语言来描述现实世界中精确的数学问题,因而可以灵活有效地建立各种类型的模型,进行多种数学优化问题的计算,极大地扩展了数学规划在策略研究和决策分析领域里的应用。用户只需要使用简单的GAMS语句,便可建立各种线性规划、非线性规划、混合整数规划、混合整数非线性规划、二次约束规划等问题的数学模型然后由GAMS系统运行求解。GAMS是专门为线性、非线性、混合整数等优化问题而设计的,在大型复杂问题中表现得更为突出。GAMS语言在形式上和通常使用的程序语言相似,饪何有编程经验的人都会觉得热悉且易上手。它具有很强的灵活性和通用性,可以简便安全地改变模型中的细节,允许模型的描述不依赖解题的算法,因为GAMS的设计把关系数据库的思想与数学规划巧妙地结合起来,并且将这个思想融入模型的总体设计,问題的最优解可以表示为不依赖于其使用的数据形式。GAMS软件也是建立和求解水资源配置模型的优秀软件包,通过二次开发可构建水资源配置模型和基于运筹学原理的其他水利模型,这为开发拥有自主知识产权的模型软件提供了技术平台。GAMS软件是基础软件,使用周期长、应用范围广、灵活方便是其主要优点。我国水资源严重短缺,水资源供需矛盾突出,与水有关的生态环境问题严重,长期以来非常重视水资源的开发利用与保护,尤其是在水资源配置理论研究和应用方面保持了一定的优势,取得了一系列重要成果。开发基于优化技术的水资源配置模型,首先要对水资源系统、经济系统、生态系统进行概化,建立它们之间的逻辑关系,然后将水文长系列数据、各类需求以及各种参数作为模型的輪入项。另外,水资源配置方案的求解是多目标问題,需要一个能够较好地解决上述计算问题的数学规划软件包作为支持。GAMS软件正是解决水资源问题的理想软件工具之一。GAMS语言没有专门的编輯器,用户可以自选编輯器。任何一个GAMS程序都由集合、数据、模型、求解和报告5个部分构成。GAMS不断地在原来基础上进行更新和提高,从早期的DOS版本已经发展至 Windows版本Windows GAMS2.50是为 Windows平台(95/98/ME和NT/2K/XP)设计的基于综合开发环境的界面,它可以在个人计算机、工作站、大型计算机上运行。本书分为两篇。第一篇为 Windows GAMS2.50用户指南,第1章是概述;第2章是一个独立的指南,通过一个小的运输模型例子进行详细的指导;第3~17章构成了第一部分的主干,有序地介绍了GAMS语言的各个组成部分,并伴随着一些详细的例子,即那些经常从模型库调出的例子;附录A~K是对高级主题的专门讨论第二篇讨论几个常用的求解器,即 BARON、 Cplex10、 DICOPT、MINOS、 MOSEK、PATH4.6、SBB、 MPSGE求解器。主要描述的选项为:用于控制求解器;GAMS求解器如何分析这些选项;如何分析求解器返回的模型和求解器状态代码。 BARON(分枝减小最优化导航)是整体求解非线性(NLP)和混合整数非线性规划( MINLP)的GAMS求解程序; Cplex优化求解器的设计理念是在最少的用户介入下快速求解大型的复杂问题,针对线性次约束混合整教规划问题,提供访问(合法授权的) Cplex的求解算法DICOPT是一个求解混合整数非线性规划( MINLP)问题的程序,涉及到线性二进制变量、整数变量和线性、非线性连续变量; MINOS是一个通用的非线性规划求解程序; MOSEK是求解线性、混合整数线性、二次、混合整数二次、二次约柬和凸非线性数学优化问题的软件包;PATH求解非线性问题,通过互补性把组合方法增加到经典的非线性方程组,能扩大建模的适用范围;SBB是求解混合整数非线性规划( MINLP)模型的新的GAMS求解器,它基于著名的混合整数线性规划标准的分枝定界法(B8B)和一些GAMS支持的标准NLP求解器的组合; MPSGE是GAMS数学规划语言的子系统,它是一个函数库和便于AGE模型表达和分析的雅可比计算程序本书由水利部“948”计划项目“通用数学模型系统( WindOws GAMs2.50)”(合同编号200701)、国家科技攴撑计划项目“流域/区域水资源全要素优化配置关键技术研究”(2007BAB28B02)、国家水体污染控制与治理科技重大专项“辽河流域水质水量优化调配技术及示范研究课题”(2008ZX07208010)资助。本书的顺利完成与项目组翻译人员的共同努力是分不开的,在此对参加翻译的所有工作人员表示真诫的感谢由于译者水平有限,难免会有疏忽或错误,在此恳请诸位专家、读者批评指正。译者2009年9月于北京目录第一篇 Windows GAMS2.50用户指南1概述1.1开发研究GAMS的动因1.2GAMS的基本特征1.2.1一般原理1.2.2文件33334412.3可移植性…1,2.4用户界面…1.2.5模型库1.3本书的组成2GAMS指南……2.1简介62.2GAMS模型的结构……集合2.4数据2.4.1列表数据输入890012.4.2表格数据输入2.4,3直接赋值数据输入2.5变量2.6方程2.6.1方程声明2.6.2GAMS求和(和求积)符号2.6.3方程定义7目标函数2.8模型和求解语句…2.9显示语句……………2.10‘.lo,,l,,up,,m’数据库2.10.1变量的边界和初值的赋值2.10.2最优值的转换和显示2.11GAMS输出2.11.1返回输出…8gg22.11.2错误信息2.11.3引用映射2.11.4方程列表2.11.5模型统计2.11.6状态报告…2.11.7求解报告3GAMS程序3.1简介3.2GAMS程序的结构2.1GAMS输入的格式32.2GAMS语句的分类3.2.3GAMS程序的组织3.3数据类型和定义3.4语言条目9993033233.4.1字符3.4.2保留字3.4.3标识符3.4.4标签3.4.5文本3.4.6数字33353.4.8注释集合定义4.1简介4.2简单集合4.2.1语法4.2.2集合名称4.2.3集合元素4.2.4关联的文本4.2.5集合元素的顺序33377883304.2.6多重集合的声明4.3 alias语句:集合的多重命名4.4子集和范围检查4.5多维集合……4.5.1一对一映射4.5.2多对多映射………4.6小结5数据输入:参数、标量和表格5.1简介5.2标量5.22实例5.3参数5.3.1语法5.3.2实例5.3.3更高维数的参数数据…5.4表格5,4.1语法5.4.2实例5.4.3连续表格5.4.4二维以上的表格5.4,5压缩表格54.6处理长行标签……495.5缩写5.1语法5,5.2实例506带参数的数据处理1简介6.2赋值语句6.2.1 scalar赋值6.2.2带索引赋值…6.2.3显式标签赋值…6.2.4子集赋值6.2.5控制索引问题526,2.6赋值中的扩展范围标识符6.2.7赋值中的缩写6.3表达式6,3.1标准的算术操作符
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纯Csm2算法源码
该资源时纯C源码，可以在任意平台下编译，，本人在QT下经过整理并调试通过，里面有测试数据，其功能有签名，验签，加密和解密等，在windows和linux都可以使用
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LabWindows CVI 6.0 编程指南
LabWindowsCVI6.0编程指南日录第1章绪论简介程序开发概述在中使用语言的程序结构的新特性装第2章 Labwindows/CVⅥI的开发环境载入、运行和编辑源程序的主要窗口源代码编辑工具操作用户界面的控件生成交互式代码访问用户界面库函数面板执行和调试程序单步执行断点显示和编辑数据第3章 Labwindows/CV应用程序设计38图形用户界面用户界面编辑器源代码连接代码生成器建立用户界面文件仗用函数面板和函数库源代码分析生成随机数组构建⊥程运行完整的工程添加分析功能修改用户界面编写回调函数运行程序用户事件处理用户事件回调函数第4章基本函数库用户界面库(面板()操作用户界面管理(菜单结构(控件曲线图带状图()操作弹出面板函数格式化输入输出斥(文件输入输出(字符串处理(数据格式化(实用函数库(定时等待(日期时间(文件应用(路径应用(端口(函数库接口介绍函数库概述编程举例第5章高级函数库116高级分析库概述应用实例斥网络化仪器协议与库服务器程序设计客户程序设计介绍发送数据程序设计接收数据程序设计工具厍(L具斥简介密码设计工具条设计分页界面设计系统托盘设计第6章数据库应用程序开发— SQL Toolkit183概述功能概述的安装入门数据库基木概念结构化查询语言控件数据库基本操作数据库操作基木步骤使用的函数库数据斥高级操作设置连接属性设置语句属性操作复合语句第7章高级程序设计230和的基础知识创建和调试使用概述编程实例多线程概述两种多线程机制多线稈间的数据保护防止死锁监视和控制次线程线程的优先级线程局部变量其它一些要注意的问题第8章 ActiveX技术261技术简介使用控件设计带有控件的应用程序需要注意的问题创建服务器应用程序、对象和接口创建服务器工具生成的代码库—服务器函数联编并发布服务器注册线程模式调试服务器些建议、提示和技巧第9章虚拟仪器软件设计301虚拟仪器概述规范规范概述虚拟仪器软件结构仪器驱动程序开发仪器驱动程序模型函数的应用函数面板的设计动态链接库的牛成仪器软面板的设计仪器软血板软面板的设计叫执行文件的生成帮助文件的制作安装盘的制作规范的安装要求制作安装盘驱动程序仪器可互换性驱动程序的结构驱动程序的其他功能驱动程序开发向导驱动程序与驱动程序附录A函数Fmt、Scan的标识符和修饰符附录BS叫L命令348虚拟仪器软件开发环境—一编程指南第1章绪论是公司美国国家仪器公司,简称公司推出的交互式语言开发平台。将功能强大、使用灵活的语言平台与用于数据采集分析和显示的测控专业L具有机地结合起来,利用它的集成化开发环境、交互式编程方法、函数面板和卡富的库函数大大增强了语言的功能,为熟悉语言的开发设计人员编写检测系统、自动测试环境、数据采集系统、过程监控系统等应用软件提供了一个理想的软件廾发坯境。考虑到人多数测控软件设计人员已经掌握了语言,因此本书的重点放在如何使用的编程环境和应用开发测控应用程序上。本书使用的版本是1.1 Labwindows/CV简介是为语言程序员提供的软件开发系统,在其交互式开发环境中编写的程序必须符合标准规范。使用可以完成如下工作:交互式的程厅开发;只有功能强大的函数库,用来创建数据米集和仪器控制的应用程序充分利用宄备的软件工具进行数据采集、分析和显示利用向导开发仪器驱动程序和创建服务器为其它程序开发目标模块、动态连接库)、语言库。在开发环境中可以利用其提供的库函数来实现程序设计、编辑、编译、链接和标准语言程序调试。在该丌发环垙中可以用丰富的函数库来编写程序,此外每个函数都有一个叫做函数面板()的交互式操作界面,在函数面板中可以执行该函数并可以生成调用该函数的代码,也可通过右击面板或控件获得有关函数、参数、函数类和函数库的帮助。在的交互式环境中编写程序必须符合标准语言的规范。另外,在开发应用程序时可以使用编译好的语言目标模块,动态链接库静态库和仪器驱动程序(如何在中载入目标模块和动态链接斥将在第章介绍)。的功能强大在于它提供了丰富的函数库。利用这些库函数除可实现常规的程序设计外,还可实现更加复杂的数据采集和仪器控制系统的廾发。其中比较重要的函数库如图所示仪器库是的特殊资源。它包括和仪器的驱动程序,如示波器、多用表和函数发生器,每个驱动程序都提供可编辑的源代码。使用开发工只提供的库函数可以创建自己的仪器驱动程序,可以创建单个仪器、多个仪器或实际上并不存在的虚拟仪器的驱动程序,在创建仪器驱动程序过程中可以虚拟仪器软件开发环境—一编程指南仪器库厍数据采集库数据采集厍格式化和厍数据分析分析库高级分析库函数库数据表示用户界面库动态数据交换厍网络和进程通讯传输控制协议库库标准凶数库的函数厍使用的其它库函数(本书在第章将介绍仪器驱动程序的开发)。使用的用户界面编辑器可以创建并编辑图形用户界面,而使用的用户界面库函数可以在程序中创建并控制。此外,为面板的设计,准备了许多专业控件,如:曲线图控件、带状图控件、表头、旋钮和指示灯等,以适应测控系统软件开发的需求,利用这些控件可以设计出专业的测控程序界面1.2 Labwindows/GVI程序开发概述在下开发应用程序和使用其它语言和开发环境一样,要保持良好的编程习惯。例如,在编写代码之前要改计程序的功能结构,冋时在代码中要有良好的文档和注释,这些可以帮助你更好的进行管理程序的开发。1.2.1在 Labwindows/cV中使用C语言使用的是语言,并且为仪器方面的应用程序开发增加了许多语言所不具备的功能。在使用之前,需要有语言的基础,在中可以使用它提供的标准厍函数。1.2.2 Labwindows/GVI的程序结构大多数工程测控软件都包含如下内容虚拟仪器软件开发环境—一编程指南用户界面程序控制:数据采集数据分析它们之间的相互关系如图所示。图是应用程序的组成示意图。其中,用户界面、数据呆集和数据分析部分将必要的信息输入给程序控制部分进行处理,每个部分还可再分成若干个子部件用户界面数据采集数据分析面板格式化菜单数字信号处理对话框统计朴学图表数据采集曲线拟合硬拷贝输出仪器驱动程序数组操作程序控制控制逻辑数据存储图应用程序各部分的相互关系用户界面用用户界面编辑器能轻松地建立复杂的交互式面板。设计的过程中,开发人员常常要确定程序如何获取并显示薮据,对菜单、面板、控件和对话框如何操作等问题,因此用户界面自然成为程序设计的起点二、代码生成器生成程序框架在用户界面绽辑器中完成设计后,能够使用代码生成器自动生成基于组件的程序框架。代码生成器自动写出所有控件的回调函数的框架,创建主程序,从而在程序启动时加载并显示窗体。代码编辑器自动生成程序的通用代码,从而节省了人量的程序开发时间。、程序控制程序控制部分同薮据采集、数据分析和用户界面协调运作。它包括管理程序流程的控虚拟仪器软件开发环境—一编程指南制逻辑和用户定义的支持函数。大多数控制程序的代码是手写完成的,学习软件光盘中所提供的例稈,能够很好理解如何编写测控稈序的代码。注意例程中回调函数的使用,它可以大大简化应用流程的控制四、数据采集通常的测控程序必须对从仪器或数据采集()设备的数据采集进行控制,程序的其它部分是对这些数据进行分析和显示各种库提供用来创建数据采集部分的函数,用这些库函数控制和设备以及的数据采集设备。此外,仪器斥包括多种常用的和仪器的驱动程序。五、数据分析获取数据后经常需要进行分析。例如,可能要对数据进行格式化、归一化、信号处理、统计和曲线拟合。格式化和库、分析库高级分析库提供了完成这些操作的函数。1.3 LabWindows/CVI6.0的新特性和以前的版本相比有一些改进,并增添了一些功能:用户可以在用户界面编辑器中创建控件,并在的程序中对它进行控制,本书将在第章“使用控件”中介绍用户可以用中的向导创建或者编辑服务器,本书将在第章“创建服务器”中介绍。用户界面厍中包含了一系列新的搾件。另外,对先前版本原有的搾件和菜单也进行了修改,使其更加接近标准的控件,的控件将在第章的的控件”中介绍支持多字节字符的应用。另外,现在的标准库和仪器驱动程序的上具箱包含了用户可以调用的函数和宏,用户可以用它们实现包含多字节字符的语句。在源程序中书写中文不会像先前的版本那样出现乱码。源代码浏览器列出了程序中的所有的文件、函数、变量、数据类型以及宏。用户可以用这个浏览器了解到程序的一个部分如何与另一个部分相互作用,本书将在第章“源代码编辑工具”中介绍这部分内容。用户可以用图形数组浏览窗∏作为调试上具,以图形方式观察生成的维或二维数组,该部分内容将在第章“显示和编辑数据”中介绍。在中,用户可以将多个工程分组到一个工作台。所有关于工程的外来设置都受工作台的保护。使用工作台,使得在同一源代码设置下的多个开发人员更容易共享工程。用户可以在用户界面编辑器中俣存预宄设置好的用户界面控件,以后可以在用户界面面板中使用,本书将在第章“的控件”中介绍
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NURBS曲线MATLAB绘制
NURbs曲线绘制，通过MATLAB绘制NUrbs曲线
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计算机断层成像技术原理、设计、伪像和进展
作者是GE的CT部门首席科学家，此书为中文第一版计算机断层成像技术原理、设计、伪像和进展(美) Jiang hsieh著张朝宗郭志平青译王贤刚學$激化京图字:01-2005-5902内窖简介本书系统介绍了X射线CT近30年来的发展概况和有关的数学、物理基础知识以及最近的临床应用。全书共十一章,其内容新颖,深入浅出,覆盖面广,同时给出了大量参考文献供深人研究的读者参考。本书虽然着重于医学CT的各个方面,但是其基本原理和大部分问题的考虑思路与工业CT是完全一致的。因此,本书不仅可供从事有关医学图像研究的人员参考,对从事工业CT领域科研和应用的人员,也是一本极有价值的参考书。本书还可用作大专院校相关专业研究生教材。图书在版编目CP)数据计算机断层成像技术:原理、设计、伪像和进展/(美)谢强( Hsieh J.)著;张朝宗等译,一北京:科学出版社,2006ISBN7-03-016547-0Ⅰ.计…Ⅱ.①谢…②张…Ⅲ.计算机X线扫描体层摄影Ⅳ,R814,42中国版本图书馆CIP数据核字(2005)第142111号贲任編辑:向小峰黄敏/贵任校对:陈丽珠责任印制:刘士平/封面设计:黄超版权所有,者必究。未经本社许可,数字图书馆不得使用北京市版权局版权登记号图字01-2005-5902Authorized Chinese- language editionCopyright( year)SPIE. All rights reserved. No part of this book may he reproduced ortransmitted in any form or by any means, elect ronic or mechanical, including photocopying,recording or by any information storage and retrieval system, wit hout permissionin writing from the Publisher and SPIE.宀魔出版北京东黄城根北街I6号邮政编码:100717http://www.sciencep.com中·命享◆副「印刷科学出版社发行各地新华书店经销2006年2月第版开本:787×10921/162006年2月第一次印刷印张:181/2印数:1-2000宇数:470000定价:6900元如有印装质量问题,我社负责调换(科印)中文版前言CT领域的科学技术正在经历日新月异的发展。十六年前,当我刚刚跨进这个领域时,许多人认为CT已经是一门非常成熟的技术,不再需要开发和硏究。它所需要的是降低成本、提高生产效率和可靠性。历史证明这些人的观点不完全正确。虽然成本效率和可靠性仍然是CT面临的重大挑战,CT技术的开发和研究比以前任何时候都更加活跃。当这本书的英文版在两年多以前问世时,16层医用多层螺旋CT被认为是尖端产品。然而,在我写这篇前言的今天,这类CT机的地位已经被64层容积CT所取代。当这本中文版和大家真正见面时,我相信新一代产品又会出现。CT不仅可以用于医学为人类诊断疾病,它也可以效力于工业来检验核心零件的质量它还被大量地应用于动物试验去推动生物学和药学发展。它更被安装在机场和港口来保护人身和社会的安全。虽然这些CT机的应用、外观和特性大不相同,但是它们的基本原理却是一样的。它们在设计和分析上所面临的问题也大同小异。这本书虽然是基于医学CT的原理与开发,但是绝大部分的理论与分析可以同样地用于其他CT上。当我在1980年离开北京时,CT机只存在于寥寥无几的大城市医院里。如今,CT已经成为大多数医院内的基本诊断工具。CT的成功与发展是与世界各地华人的贡献分不开的。我非常感谢清华大学的张朝宗教授和王贤刚博士等将本书翻译成中文,以便使更多的华人了解CT的发展,并且为新一代CT研发做出贡献。我希望这本书可以成为初学者手中去打开CT知识的宝库的一把钥匙我也希望它能作为CT工程技术人员的工具来探索CT的未来谢强( Jiang Hsieh)2005年11月4日于美国译者序从1971年第一台临床CT设备问世以来,CT已经成为医院中不可缺少的临床诊断工具和科研手段。近年来,计算机断层成像技术( computed tomography,CT)不断取得巨大进展,出现了髙速的多层螺旋CT等先进设备。此外,CT原理(由投影重建图像)还在许多其他领域(特别值得一提的是用于工业无损检测方面)得到了应用。鉴于CT是一门新兴的多学科交叉的技术,有不少还涉及比较难懂的理论或数学推导,很难从已有的一两本参考书中找到全面的介绍。因此,广大从事CT相关的医务人员、科研工作者和工程技术人员都迫切地希望手头备有一本既从实际考虑又包括系统理论叙述的参考书。1985年,科学出版社出版了G.T. Herman1980年所著的《从投影重建图像—CT理论基础》中文版,此后国内再没有出现过全面、系统论述CT理论与技术的书籍,多年来该书在国内外一直被当作CT的经典书籍。但因出版年代较早,且重点在于论述CT图像重建的基础理论,近二十多年的CT技术的新发展在该书中没有得到反映;同时有关CT构成、设计和许多实际的关键技术问题,如伪像的产生、鉴别和校正等都没有涉及。2003年,美国SPE出版社出版了 Jiang Hsieh所著《 Computed Tomography: Princi-ple, Design, Artifacts and Recent Advances》-书可以说是很适时的。它是一本比较全面地论述CT理论和各种实践问题的书籍。该书内容几乎涉及了CT系统关键技术的各个方面,如CT系统构成、设计、图像(包括三维图像)显示技术及伪像校正等。此外该书还用大量篇幅从实用的角度来介绍螺旋CT多层螺旋CT等近年来的发展,以及心脏及心血管成像等高级CT应用。在每一章的后面列出了大量文献,对希望深入研究的读者无疑有着特别的价值。该书作者谢强( Jiang Hsieh)博士,是通用电器( General electric,GE)医疗集团首席科学家,1989年在伊利诺伊理工学院获得电子工程博士学位,在医学成像领域有18年的研究经历。他拥有92项美国专利,发表了90多篇研究论文,在国际光学工程师学会( InternationalSociety for Optical Engineering,sPIE)的医学成像会议北美放射学学会( Radiology Society ofNorth american,RSNA)年会、EEE的核科学研讨会和医学成像会议以及AAPM暑期学校等许多场合开设过有关XCT(X- ray computed tomography)的短期课程。鉴于CT是一门边缘交叉的新兴学科,许多专业术语还没有统一的汉语译法,不同行业或专业人员之间的用语就有不少差别。这给翻译工作带来一些困难。我们对待专业术语不同译法的原则是尽量选用已经广泛流传的用法。如“ computed tomography”,本书译作“计算机断层成像”,而没有选用不少书刊上出现的“体层摄影”或“层析成像”等。对不同专业人员习惯用法不同时,尽量考虑该术语出自哪个“原始专业”,如数学、物理、医学等。对于有些应用比较广泛又有相当影响但是科学性或准确性不够的用法,则尽量选用更加合理科学的译法,并希望对今后术语的合理应用产生一些影响。在这里最主要的一个例子是有些书刊把CT图像(物体衰减系数分布的图像)称为“密度”图像,并把CT数或图像“强度”ll计算机斷层成像技术:原理、设计、伪像和进展与“密度”混淆起来。这种混淆在医用CT的应用中一般不会出现问题,这是因为医用CT所检测的“材料”相对比较固定,它们对射线的衰减系数大体与密度同方向增加或减少。但是在工业CT的应用中就可能出现衰减系数和材料密度“倒置”的情况。因此本书中凡是相关的术语一概不取“密度”的译法。如“ maximum Intensity projection(MIP)”译成“最大强度投影”或“最大亮度投影”,而不译成“最大密度投影”。另一个例子是“mage”译成“图像”,不译成“影像”;“ artifacts”译成“伪像”不译成“伪影”。一则因为“图像处理”是当今门应用广泛的学科,CT只是部分地应用该学科的结论或成果;另一方面,传统物理学中影”和“像”属于不同的范畴,CT采用“像”的概念更加合理一些。尽管做了不少努力,但是由于多年来不同行业或专业人员之间用语的差别,在一些相对次要的译法上还是采用了迁就”多数的办法,因此留下了不少不够确切的地方。例如本书中“ partial volume effect”选用了大量医学书籍中所用的“部分容积效应”,但事实上“体积”和“容积”在汉语中不是同概念,从物理上说这里应当是“体积”,本应译为“部分体积效应”。由此引起许多本应译为“体积”的地方都译成了“容积”,只是在那些实在无法“兼容”的地方,就取用物理学名词。例如“voxe”,还是只能译为“体素”。为了读者査用方便,在本书最后对原书的术语索引增补了一部分术语,除优先列出本书选用的译法外也列出了部分常用译法。本书各章的译者分别是:张朝宗:前言、第一章(引言)。叶青:第二章(预备知识)第三章(图像重建)第四章(图像表征)、第五章(重要性能参数)第七章(伪像:形貌原因和校正)。郭志平:第六章(CT扫描机的主要部件)王贤刚:第八章(计算机仿真与分析)、第九章(螺旋CT)、第十章〔多层CT)、第十一章(高级CT应用)。全书校对及最后定稿由张朝宗和郭志平完成。此外,王贤刚负责与原书作者联系;郭志平完成了全书图表中文译稿的制备工作;张朝宗负责全书技术术语译文的选取和词义的甄别,编写了“中英文术语对照表”。本书译稿虽经译者多次校对和斟酌,毕竟限于译者的见识和水平,必有许多不妥乃至错误存在。望读者不吝赐教,批评指正。译者2005年9月前言近年来,X射线计算机断层成像(CT)无论在基本技术方面还是在新的临床应用方面都取得了巨大的发展。在CT的各个主要组成部分,如光管、探测器、滑环、数据获取系统和算法等方面都取得很大进步。自从螺旋CT和多层CT问世,出现了许多新的临床应用。CT经过三十多年发展以后,再次成为医学图像領域中最令人兴奋的诊断方法之可以认为,CT在其发展历史上至少出现了五代商用扫描机。由于下述理由,本书的大部分内容将集中在分析和讨论第三代CT扫描机。一方面,第一代和第二代CT得到发展的主要原因是当时技术水平的限制,体现了CT的历史演变。虽然这些扫描机在临床环境中已经完全被取代,但是在实验室里还可以看到它们。另一方面,通过对第三代CT的讨论,也基本上包括了这些扫描机的技术问题。第四代扫描机曾经扮演过重要的角色。对于单层CT而言,即便在采用螺旋技术以后,用第四代CT代替第三代CT都还是可行的。然而随着近来多层CT的引人,由于各种技术和经济的原因,第四代扫描机不再是发展的焦点。有些第四代CT碰到的技术问题也是第三代CT所共有的。另一方面,某些第四代所固有的技术问题在第三代中并没有出现反之亦然。第五代CT通常也称为电子束CT,是一种专门关注时间分辨的新设备,故而其设计和技术特点明显地和其他类型的CT扫描机不同。为了进行比较分析,在适当的地方我们也插入对其他各代扫描机的讨论本书共十一章。像其他涉及本课题的书一样,第一章概论用于回顾CT技术的发展历史,包括许多研究工作者在计算机时代以前所做的努力以及导致发展到目前我们所知道的CT扫描机的那些努力。该章还对CT扫描机各代产品的主要差别进行了全面的评述。由于本书包含了许多技术详细分析和讨论,第二章便对其背景知识进行了概括的回顾。这一章分为数学和基础物理两个部分。我们认为读者已具有徵积分统计学线性代数和基础物理等方面的一般知识,书中对这些内容不再进行详细讨论和推导。对于那些需要对上述专题做深入讨论的读者,该章最后提供了参考文献。第三章重点讨论图像重建的基本原理。为了使读者更好地理解CT图像重建原理,我们在直觉的水平上开始讨论提供了几种无需对数学公式进行严格推导的方法。接着是傅里叶切片定理的详细推导,该定理是目前大多数商用CT釆用的重建算法基础。为了便于阐述,我们将先后介绍平行束、扇形束和锥形束的滤波反投影算法。相关的各种解决途径也进行了详细的讨论。我们希望这一章能够帮助读者运用不同的算法,并理解如何选择重建核和反投影方法。为完整起见,本书对迭代重建算法也进行了简短的讨论。我们的目标是提供高水平的叙述和参考材料,使得有兴趣的读者可以更深入地探讨这个课题。图像重建之后,下一个问题就是如何观察这些图像。第四章首先讨论了传统的CT图像显示模式,包括CT强度单位的定义以及强度重现过程。然而,由于近年来CT技术的发展,传统显示模式遇到越来越严重的挑战。越来越多的射线工作者依赖新的三维工具进行图像诊断和观测。这一章的第二部分内容是论述这些新工具的原理和应用。由于图像是CT扫描机的主要输出,因此,懂得评判所生成图像质量的主要性能参数是计算机断层成像技术:原理、设计、伪像和进屐很重要的。这些参数不仅对于CT使用者,同时对于CT设计者都是重要的。第五章列出了各个主要参数,如空间分辨率、时间分辨率、低对比度分辨率、CT数准确度、噪声和剂量等。该章的重点是测量这些参数的不同方法和影响这些参数的主要因素。同时讨论了这些测量方法背后的理论和各种测量模体大多数人都把CT扫描机看成是一个单元。事实上,它是一个由许多部件组成的十分复杂的系统。在第六章里我们要深人到扫描机的内部,仔细研究每一个主要的部件。为了使读者更好地了解不同部件之间是怎么联结的我们从CT扫描机的总体结构框图开始,解释扫描过程中操作的顺序尔后概括地叙述这些部件的功能,分析它们对CT系统的影响并介绍它们的最新发展。许多因素使得单个部件或者整个系统的运行都远远不是理想的。这些不理想的条件自然会导致图像上出现伪像,也就是不代表实际物体的图像。人们通常并没有意识到CT今天能够成为一种可行的医疗设备的真正秘密,既不是第三章讨论的重建算法,也不是第四章介绍的图像显示方法,而是伪像的处理方法。事实上这是所有CT制造商很少公开讨论的技术。第七章我们给出了伪像的一般描述和不同类型。对每一种主要伪像讨论了其起因和可能的校正方法。这些校正步骤是CT标定、预处理和后处理的组成部分。因为这个题目的产权特性,只能作一些示意性的介绍。对于那些已经公开的校正方法,本书提供了数学公式以及校正的途径。因为该章放在CT技术最新进展的前面,所以有关螺旋C和多层CT伪像及其校正的内容没有包括在内。这些内容将在相关的章节内详细讨论。CT设计师或物理学家通常都希望在系统实际建成以前,能够预计一台CT系统的性能或者能够理解某种伪像的起因。第八章提供了分析的一般方法。某些仿真和分析方法很简单,属于“信封背面”即可进行的计算,然而这些方法在实践中已被证明也是十分精确和有用的。另一方面,有许多用频谱方法设计出精细的仿真方法适用于比较复杂一些的问题。该章首先详细描述某些方法尔后讨论选择仿真参数的影响。读完该章以后,读者应当可以构造自己的仿真器用来回答他们关于CT的许多问题。第九章和第十章论述近年来CT的技术进步螺旋CT和多层CT。详细讨论了每种技术在临床应用上的长处、不同的重建算法、性能建模和伪像等问题。为了易于理解,重建算法按照从易到难的顺序介绍。首先介绍基础的原理和总体思想,然后介绍简单的重建实例,最后介绍复杂一些的算法。这两章为那些已经掌握不太复杂算法的读者提供了足够的细节。鉴于这些技术的性质,重建图像更具各向同性,导致切片方向灵敏度曲线这一重要概念的引出。第九章详细地描述了建模及分析技术,以便不用通过大量实验就可以理解在不同扫描模式下或选择不同参数时切片方向灵敏度曲线的基本特点。CT新技术的出现引发了临床应用方面的许多进展。第十一章我们选择了几种重要的临床应用实例来详细讨论。有些应用如心脏病学和荧光成像,需要生理学的门控或者对目前现有算法修改。另外一些应用如灌注、肺癌筛检和结肠成像要求在图像生成以后开发扩展的算法。本书都适时地提供足够的技术细节,使读者对这些应用的原理和操作能做到基本了解。该章最后提供了许多文献供有兴趣的读者进一步研究。作者首先要向自己的父母 eR, Gao博士和B,Z. Hsieh博士表达自己的感激,是他们教我懂得了刻苦工作和自律的价值。本书中出现的许多思想、原理、结果和实例都来源于其他的书籍和研究论文,借此机会作者向这些源头表示感谢。作者要感谢密歇根大学的Jeffrey A. Fessler教授,他审阅了迭代重建的章节,他富有见解的建议和意见对该章节有前言〓二二二二计国新时早品工出計山d很大帮助。作者还要特别感谢SPTE出版社指定的评审专家: Analogic公司的 Carl crawford博士、艾奥瓦大学的 Wang ge教授以及匿名评审的另外一位专家。他们非常专业的重要意见使原稿得到了重大改进。作者还应该感激 Robarts研究所的 Ting-Yim le博士,他提供了有关CT灌注法的参考材料;以及伦敦 ImPACT研究组的 Nick keat先生,他提供了CT早期发展的历史照片。为了那些有益的讨论、共同的研究课题、突发的灵感和优美的图像,作者要感谢许多目前和过去在 GE Medical System和 GE Globa! Research center一起工作的同事。很遗憾不可能将他们的名字全部列在这里,那样就似乎在说“某人是GEMS的,某人是(RC的”。最后特别要感谢作者的夫人Ii!yJ.Gong,对本书的编写给了无条件的支持;以及孩子 Christopher和 Matthew,原谅了作者在编写本书期间没有和他们共同度过更多的时间。作者2002年12月
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直驱pmsg仿真模型
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Cursor命令113在循环中使用 Cursor命令114从显示中删除注释,...···看更带带带·带看115删除注释的异或法…115删除注释的设备拷贝法117Z图形缓冲区中的图形显示技巧121Z图形缓冲区的实现12个Z图形缓冲区实例:两个曲面用Z图形缓冲区使图像变形Z图形缓冲区中的透明效果127将Z图形缓冲区效果与体数据着色相结合128第六章在IDL中读写数据..129本章概要129打开文件进行读写.130査找和选择数据文件获取逻辑设备号∴132读写格式化数据4133写自由格式文件读写自由格式文件的实例.136用确定的文件格式写入…140从字符肀中读取格式数据141读写非格式化数据·非鲁鲁。音····音·音告鲁鲁音·,·非番141读取非格式化图像数据文件.…写非格式化图像数据文件.142非格式化数据文件的一些问题144用关联变量存取非格式化数据文件…1441读写常用文件格式的文件....147创建彩色GIF文件::·······147创建彩色JPEG文件148查询图像文件信息150第七章图形硬拷贝输出…,…151本章概要...·非·香香音·音音音音音音鲁音非非,I51选择图形硬拷火输出设备…..4151配置图形硬拷贝输出设备…I52常用的 Device命令关键字创建 PostScript文件…154将图形送到硬拷贝设备中..154打印 Postscript文件…..,…155在运行 MacoS系统的计算机上打印 PostScript文件.156在 Windows计算机上打印 PostScript文件….156生成封装的 PostScript文件输出封装 PostScript图形的预览∴157生成彩色的 PostScript输出……..........157PostScript中的彩色图像与灰度图像158在 Postscript设备上创建高质量的输出4158显示设备和 Postscript设备之间的相同点159显小设备与 Postscript设备之间的不同点15在横向输出模式中计算 Postscript的偏移量a击击击自指击a自击171用 PS Forn配置 Postscript设备…,…·量垂香看看垂一D看鲁垂·鲁看·日看一一DD鲁鲁·看看看·172配置和使用打印设备....173用打印设备定位图形第八章·ba省.···。自看·b自自·看看·DL编程基础188本章概述…188编写IDL批处理文件编写IDL主程序189过程和与函数中变量的作用范围…191创建定位参数.191定义可选的或必须的定位参数192定义关键字.193创建输出型参数196编写IDL函数…,198方括号和函数的调用使用程序控制语句….101IDL中表达式的真和假201将多个语句处理成单个语句::·······If.Then.Ese控制语句202条件表达式…FOR循环控制语句203WHILE循环控制语句REPEATUNTIL循坏控制语句…CASE控制语句,GOIO控制语句205错误处理控制语句205编译和执行ID程序模块207程序编译规则.208程序编译和自动运行规则.208特殊编译命令209第九章编写IDL程序177本章概述.基本的 Image bar程序,177给程序 Imagc Bar增加一个“先擦除”功能18向 Image bar程序增加颜色敏感功能给 magelA中的命令传递关键字根据窗口大小改变字符大小栏序 Image Bar的最终代码186在图形用户界面中包装 E ImageR187第十章编写简单的组件程序230本章概述…230组件程序的结构…物物···非非音··非专自···非省230组件程序如何对事件作出反应231编写组件定义模块…31定义和创建程序组件….在屏幕上实现组件使绘图组件成为当前图形窗口…234在绘图组件窗口上显示图形234保存程序运行时所需要的信息创建事件循环和注册程序运行程序236创建无阻塞组件程序…236编写事件处理模块...237事件结构中的公共字段.….事件处理函数238将事件处理程序和组件联系起来239编写Quit按钮的事件处理程序240编写改变图形窗口大小的事件处理程序241进行小量地修改….42添加颜色敏感242采用更高效的内存管理243第十一章香。。看看香。。鲁 PDODDDU击组件编程技巧210本章概述改变颜色表··········母·非非音鲁音音音·香··.。音音。非自音音音音,普···音。音音∴210保护公共块…211一个可选择颜色表的工具211l指定 Group leeader214给组件程序增加 Group leader.215在24位显示器上改变颜色表215在组件程序中使用指针….....17使用 Cleanup过程防止内冇泄露………………219使用伪事件进行程序通信.20创建一个具有“记忆功能”的程序221保护组件程序的颜色.3通过组件跟踪事件来保护颜色……通过绘图组件事件来保护颜色25保存或者发布程序的图形226第十二章对话框程序247本章概述…247创建模式对话框着自自自自春击。自鲁非非非非非非香自自自自自自。自自D鲁鲁非非非鲁非香着自自自。自B鲁鲁。非鲁非卷非非番鲁自自自。自自自。。自自D鲁鲁。非非番着自自命鲁自自自。自自B鲁鲁非鲁。非鲁非鲁247阻塞的组件程序247模式组件程序248编写模式对话框的定义模块““248编写模式对话框的事件处坦馍块..252测试模式对话框程序.…创建非模式的对话框.253编写非模式对话框程序54编写非模式对话框的事件处理模块测试丰模态对话程序257附录A∴组件的事件结构258事件结构的定义258公共字段的定义58基本组件的事件结构259base组件259按钮组件259绘图组件.259下拉式列表组件259标签组件260列表组件260滑动条组件表单组件.260文本组件262复合组件的事件结构.262CW Animate262CW Arcball262CW BGroupCW Clr Index263CW Color sel263Cw EfronCW FieldCW Form263CW FlisderCW OrientCW PDMenu264CW RGBSlider264CW Zoom264组件程序的事件结构264Colors264其他组件的事件结构64键盘焦点事件组件退出请求事件265组建计时器事件·····:····.265组件跟踪事件.265附录B…数据文件描述2668第一章起步篇本章概述本章意在解释写这本书的目的,道过阅读本书能学到什么,以及为读者提供一些能使读者更方便地使用本书中IDL编程例子的信息。将学会如下几点1.本书是如何组织的。2.怎样使用木书。3.如何下载和组织随本书附带的文件。4.如何使用IDL的变量,关键字和命令5.如何创建和运行IDL的矢量和数组。6.如何使用ID的图形窗口。书写本书的背景本书是在多年米教科学家和工程师使用和操作IDL( Interactive Data Language)的基础上创作的,而且教学的绝大部分时间是为IDL的开发者 Research Systems公司工作。当笔者在回答个又一个问题之后,笔者意识到多数问题属于一些同类问题。事实是,多数人想用TDL做许多同样的事情。想做的是分析和演示数据,写出晑效率的程序来解决科学问题,并且最主要的是快速做完工作。多数人并不想做的事情是阅读计算机软件教科书。IDL是一套大型软件并且在不但壮大。随之而来的是大量的文档资料,笔者知道没有人愿意去读这些资料。如果让某人独自开始学习IDL的奧秘,ⅠDL将是件可怕的事情,甚全对有经验的用户来说也是一样。本书意在使读者掌握IDL,教给读者在日常运行ⅠDL所必需知识的80%。更为重要的是,本书的例子使IDL更容易理解。无论如何,本书将演示如何使用⊥DL本书的读者是IDL初学者,特别是哪些不得不自学IDL的读者。学好IDL需要很长的阶段。多数人不能利用工作中的时间学习ID,笔者想写一本能满足这两类人学习IDL的书。总之,本书为不喜欢读教科书并能通过例子学得最好的人全面介绍ID的精髓。夲书在IDL编程技术和技巧方面只做了简要概略,而这些技术只能通过练习获取。最根本的是,这是一本笔者在学习IDL时所期望的书。运用本书笔者曾试图使本书每章能貝有独立性,这样能拿起本书就可翻到任何一章去学习最需要的知识。但在安排章节时,或多或少是根据笔者在IDL教学时的顺序安排。如果刚开始学IDL,那么按照书中的顺序从头川始学完本书将更合理。书中后面的几章编程教程是建立在前面儿章中讲过的概念和技巧的基础上的。IDL所需的版本希望读者在学习本书时使用的是最新的IDL版本。本书写作时使用的是ID5.2版。使用较早版本可以使用本书中编程例了的大部分,但笔者没有试图使本书中的例了程序与较早的IDL软件版本兼容。特别是,较早版本的用户在使用长文件名(如果在 Windows环境下)、指针(必须用句柄代替它)以及方括号米引用数组下标时(必须用圆括号代替它)时存在困难。如果需要升级软件,可以在ResearchSystems公可的wwW网址http://www.rsinc.com上查找关于ResearchSystems公司和当地IDL代理商的信息,包括如何升级软件的信息。IDL运行期间所需颜色的数量书中程序例子是按ID.在256种颜色模式下运行编写的,使用通常称为索引颜色的模式(详细细节参考83页的“使用IDL的颜色”章节)。这意味着所显示的颜色是索引号或是与色彩表相连的颜色,这样在色彩表中的颜色变化时,所显示的颜色也一同变化。启动IDL并在IDL命令行键入如下IDL命令,能发现所用的颜色模式。IDL>WindowIDL>Print. id n colors当!D.N( olors的值大于或等于256时,仍然能够使用书本中的例了,但必需对代码做“点改变。人多数人使用的颜色值都小于256。比较典型的颜色值介于200与245之间。笔者推测在本书中至少要用150种颜色。那就是说,!D. n Colors的值应在150至256之间少于150种颜色会怎样?如果在IL运行中少于150种颜色,并且计算机运行在公用桌面环境(CDE),可以将CDE环境下的颜色数设置为不是“高”的那种。设置为“中”或“低”的情况下,程序将运行良好。在视窗环境操作手册的在线帮助中查找如何改变这个设置如果不是用的共用桌面环境,颜色数也少于150,并且不是在PC机或 Macintosh计算机上运行IDL的话,那么很可能运行了其它应用稈序,该应用程序使用了要分配给IDL的颜色值。网页浏览器很可能就是这样的应用程序。退出当前任务,重新登录,并在重新登录后最先启动IDL键入以上命令,如果仍然得到少于150种的颜色,那么需要联系 Research Systems公司的技术人员,以获取更多的帮助。如果颜色数少于150种,并且是在PC或 Macintosh计算机上运行的IDL,那么,检查显卡以硝保设置为256色。一般π通过显示器的控制面板完成。详细细节参考计算机文档资料。
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