【基金故事】2015年，中國發(fā)表的SCI論文中，62.1%的得到了它的資助；近年來，國家自然科學(xué)獎授獎成果，全部得到過它的支持。它，就是已有30年歷史的國家自然科學(xué)基金。在陜科大，有這么一批科研工作者，他們迎難而上、披荊斬棘，堅持奮斗在科研第一線，在2016年的國家自然科學(xué)基金上終有斬獲。我們開辟【基金故事】欄目，聽他們講述科研項目與創(chuàng)新、自然基金準備與申請背后的故事。
2016年國家自然科學(xué)基金青年項目： 三維二值圖像連通體標記處理的高速化研究
項目介紹：
圖1三維圖像
隨著各種三維成像技術(shù)的快速發(fā)展，三維圖像已被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)自動化、機器人視覺、工業(yè)制造、虛擬現(xiàn)實和醫(yī)療等領(lǐng)域。連通體標記處理作為物體特征提取、模式識別等圖像處理的基礎(chǔ)，其處理速度是影響整個系統(tǒng)性能的重要因素。鑒于三維圖像的體素數(shù)巨大、體素之間的連接關(guān)系復(fù)雜（如圖1所示），因此，如何解決三維二值圖像的連通體標記處理的高速化問題具有重要的學(xué)術(shù)價值和現(xiàn)實意義。本項目通過確立鄰接體素的最佳檢查順序以減少處理當(dāng)前物體體素時鄰接體素的檢查次數(shù)，采用適用于多個等價標號合并處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及合并順序，提出高效的三維二值圖像連通體標記算法；基于醫(yī)療等實際應(yīng)用中三維二值圖像的物體多為實心體的特征，提出面向超級體素（段、基本立方塊）的三維二值圖像連通體標記的高速算法及基于一次掃描的物體體積計算算法。從多角度探索實現(xiàn)三維二值圖像連通體標記處理的高速化算法。
申請人：電氣與信息工程學(xué)院趙曉講師。
項目研究重點及創(chuàng)新點：
圖2缺陷圖
圖3二值圖像
圖4標記后的圖像
工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量同步無損自動檢測（如圖2所示），生物醫(yī)學(xué)圖像分析，車輛牌照號碼自動識別等系統(tǒng)的實現(xiàn)越來越多的借助圖像處理和模式識別技術(shù)解決，檢測圖像中物體個數(shù)、提取它們的面積等特征是不可或缺的處理，而連通體標記處理是提取圖像中各個物體特征的前提，是圖像模式識別領(lǐng)域里極為重要的基本處理之一。
連通體是二值圖像中相互連接在一起的物體像素區(qū)域，圖3所示的二值圖像中含有4個連通區(qū)域。連通體標記處理是將二值圖像中屬于同一連通體的所有物體像素用唯一的標號值進行標記，圖4為經(jīng)過連通體標記處理后的二值圖像。在連通體標記處理的基礎(chǔ)上可以計算圖像中物體個數(shù)、面積、周長等形狀特征。由于連通體標記處理與連通體的形狀、結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，不同于圖像二值化、去噪聲、平滑化等處理那樣僅靠局部和順序處理完成，連通體標記處理必須完整地處理整幅圖像，很難進行優(yōu)化，所以一直是圖像識別系統(tǒng)中的瓶頸問題。
三維圖像比二維圖像有更為豐富的表現(xiàn)力。比如三維醫(yī)療圖像，可以將看不見的人體器官“真實”地顯示出來，從而有助于醫(yī)生獲取全面的信息，提高診斷的準確性和科學(xué)性。在這一應(yīng)用場合下，病灶在圖像中呈現(xiàn)為連通體，如何快速而準確地獲取連通體的特征信息，是實現(xiàn)三維圖像上自動醫(yī)療診斷的前提。隨著各種三維成像技術(shù)的快速發(fā)展，三維圖像被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)自動化、機器人視覺、工業(yè)制造、虛擬現(xiàn)實等諸多領(lǐng)域，所以三維二值圖像的連通體標記處理的研究成果具有廣泛的應(yīng)用前景。
項目負責(zé)人研究方向：
項目負責(zé)人趙曉講師，主要研究方向為圖像處理、模式匹配等。2001年7月進入陜西科技大學(xué)，目前在電信學(xué)院從事教學(xué)科研工作。趙曉講師先后主持和參與國家自然科學(xué)基金面上項目、陜西省科技項目、陜西省教育廳專項等6項，主持并完成橫向項目5項。在《IEEE Transactions On Image Processing》、《IEICE Transactions on Information and Systems》等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文20余篇，申請發(fā)明專利3項。榮獲陜西省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)二等獎1項（第2）。
國家自然科學(xué)基金申報認識：
“從事科研時間短”、“行業(yè)內(nèi)缺乏知名度”等問題是青年基金申請者普遍存在的現(xiàn)狀，于是申請書撰寫的質(zhì)量成為青年基金申請成功的重要因素。
（1）確定研究主題，認真撰寫申請書。以國家自然基金項目資助基礎(chǔ)研究工作為宗旨，總結(jié)、分析已有的研究工作，認真論證擬定項目的創(chuàng)新點和研究意義，確定研究主題。開始著手申請書撰寫前，最好學(xué)習(xí)、掌握一定的申請書撰寫的方法、技巧及注意事項，此方面可以從學(xué)校及學(xué)院等層面組織的“關(guān)于如何撰寫申請書”的報告及各種網(wǎng)絡(luò)論壇上獲取幫助。有了這些基礎(chǔ)后，緊扣研究主題，認真構(gòu)思、反復(fù)推敲各部分內(nèi)容的構(gòu)成、文字組織、圖形設(shè)計等。
（2）多聽取他人意見完善申請書的內(nèi)容。項目主要參與人何立風(fēng)教授從申請書內(nèi)容的凝練到呈現(xiàn)方式等多方面提出了重要的指導(dǎo)意見，經(jīng)歷了十多稿的修改才最終確定了申請書的內(nèi)容。我院領(lǐng)導(dǎo)非常重視基金的申請工作，從校外請來專家面對面對申請書進行把脈、診斷，并在校內(nèi)及校外找專家評審申請書，所提指導(dǎo)意見對申請書的進一步完善幫助很大。另外，我還向同研究所經(jīng)驗豐富的同事請教，他們從內(nèi)容的編排到圖形的展示等提出了寶貴意見。多領(lǐng)域、不同學(xué)科的專家的指導(dǎo)意見幫助我進一步完善了申請書的內(nèi)容，提高了申請書的質(zhì)量。
（3）做到申請書的撰寫嚴謹細致。除了認真凝練項目的立論依據(jù)、研究內(nèi)容、研究方案、可行性分析、創(chuàng)新點等主要內(nèi)容外，還應(yīng)該做到杜絕申請書中標點符號使用不當(dāng)、錯別字等低級錯誤，認真檢查所有參考文獻的格式是否一致，核對經(jīng)費預(yù)算是否合理…… 申請書中任何一處小的錯誤，都有可能成為導(dǎo)致申請書被拒的理由，所以申請書的撰寫一定做到嚴謹細致。
（核稿：崔楠 編輯：杜楊 學(xué)生編輯：康松磊）
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