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  • 图像白平衡原理及实现

    万次阅读 2017-10-16 23:10:09
    %%白平衡与色温紧密相关,不同色温光源下图像会呈现不同程度的偏色 %%由于人眼独特的适应性,在不同光照条件下观看物体时不会出现偏色,而就没这么先进了 %%蓝色光色温高,红色光色温低 clc; clear all; close all...

    白平衡,顾名思义,即白色的平衡,由于人眼的适应性,在不同色温下,都能准确判断出白色,但是相机就差远了,在不同色温的光源下,图像会出现偏色,与人眼看到的颜色不一致,因此需要进行白平衡处理。在数码相机中,往往有ISP,这里面会做AWB(自动白平衡)处理。

    下面先来说说白平衡与色温,然后介绍一种简单的白平衡算法,并且考虑其硬件化实现。

    白平衡后的图像看起来更真实,这里说的真实,是指人眼实际看到的效果。

    1. 白平衡与色温

    色温指某一温度下黑体所辐射的光谱,我们知道,blackbody吸收所有光谱,既不反射也不透过,因此,我们看到的黑体的颜色只与其表面温度相关。不同温度下黑体辐射出的光谱相对强度如下,可以看出,温度升高时,辐射的峰值波长在向短波方向移动,我们知道,温度越高,能量越大,而红橙黄绿蓝锭紫,波长依次减小,光子能量依次增大。因此,色温越高,光线越偏冷色,色温越低,光线越偏暖色

    有些数码相机在做白平衡时,可以手动选择光源,不同光源的色温如下:

    自动白平衡(auto white balance,AWB),相对来说可能没有手动白平衡效果好,对于非摄影应用来说,由于无须人为设置,而广泛应用成像监控领域。

    1. 白平衡的方法介绍

    白平衡的算法很多,有灰度世界法,完美反射法、动态阈值法,这里先介绍一种比较简单的,灰度世界法。

    该方法以灰度世界假设为前提,认为对于一幅有大量色彩的场景,R、G、B分量的平均值趋于同一个灰度。算法大致可以分为以下三步:

    1. 计算三个通道的平均灰度
    2. 计算三个通道的增益系数
    3. 原始值乘上增益系数

    matlab代码如下:

    %%白平衡与色温紧密相关,不同色温光源下图像会呈现不同程度的偏色
    %%由于人眼独特的适应性,在不同光照条件下观看物体时不会出现偏色,而就没这么先进了
    %%蓝色光色温高,红色光色温低
     
    clc;
    clear all;
    close all;
    tic;
    imgSrc = imread('E:\picture\03-work\02-imgProc\00-ISP\wb_sardmen-incorrect.jpg');
    imgDst = imgSrc;
    %%第一步,计算三个通道的平均灰度
    imgR = imgSrc(:,:,1);
    imgG = imgSrc(:,:,2);
    imgB = imgSrc(:,:,3);
    RAve = mean2(imgR);
    GAve = mean2(imgG);
    BAve = mean2(imgB);
    aveGray = (RAve + GAve + BAve) / 3;
    %%第二步,计算三个通道的增益系数
    RCoef = aveGray / RAve;
    GCoef = aveGray / GAve;
    BCoef = aveGray / BAve;
    %%第三步,使用增益系数来调整原始图像
    RCorrection = RCoef * imgR;
    GCorrection = GCoef * imgG;
    BCorrection = BCoef * imgB;
    imgDst(:,:,1) = RCorrection;
    imgDst(:,:,2) = GCorrection;
    imgDst(:,:,3) = BCorrection;
    figure,subplot(1,2,1),imshow(imgSrc),title('original image');
    subplot(1,2,2),imshow(imgDst),title('white balanced image');
    toc;

    效果如下,该算法适用于有大量色彩的场景。

    1. 考虑硬件化实现

    对于数字硬件来说,要考虑算法硬件实现的可能性,一般来说,可以利用帧间数据相关性,使用上一帧计算得到的各个分量的增益系数来完成图像数据的调整。算法实现如下:

    1. 帧有效期间,完成各个分量数据的累加;
    2. 帧消隐期间,完成通道平均灰度与增益系数的计算;
    3. 下一帧有效期间,使用上一帧计算的增益系数完成数据调整,同时,完成各个分量数据的累加,依此下去。

     

    参考:

    [1] http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/white-balance.htm

    [2] https://www.cnblogs.com/Imageshop/archive/2013/04/20/3032062.html

    展开全文
  • 论人体生命动态平衡

    千次阅读 2009-08-08 21:24:00
    论人体生命动态平衡一、人体生命动态平衡概论人体生命是一个相对恒定的系统,人在一定的环境中生存,人体的各项生理活动都受着外界环境的影响,同时,人体通过各种生命活动影响着环境,人与环境组成一个相对稳定的...

     

    论人体生命动态平衡

    一、人体生命动态平衡概论

    人体生命是一个相对恒定的系统,人在一定的环境中生存,人体的各项生理活动都受着外界环境的影响,同时,人体通过各种生命活动影响着环境,人与环境组成一个相对稳定的动态平衡系统,而人体生命自身就是一个庞大动态平衡体系,人体生命的每一个生理、化学、物理过程都是动态平衡过程。“内环境的各种物理、化学性质是保持相对稳定的,称为内环境的稳态。所谓保持相对稳定或稳态,是指在正常生理情况下内环境的各中理化性质只在很小的范围内发生变动”[1]。这种内环境的相对稳定状态,其实就是人体动态平衡的平衡态,这种平衡态是相对稳定的,人才能保持健康状态,人体生命动态平衡的平衡态一旦失去平衡,人体生命活动就会异常而产生疾病。‘‘疾病是指在一定条件下由病因与机体相互作用而产生的一个损伤与抗损伤争的有规律的过程,体内有一系列功能代谢和形态的改变,临床出现许多不同的症状与体征,机体与外环境间的协调发展障碍……疾病是机体在一定的条件下受病因损害作用后,因机体自稳调节紊乱而发生的异常生命活动过程。[2]

    人体生命动态平衡有以下几大特点。(一)动态,变化的运动性,人体是不停变化、运动着的有机体。(二)平衡,相对的稳定性,人体总是在某种水平下保持相对的稳定性。(三)系统性,人体整体是个大系统,其中又分许许多多小系统,每个系统都处在动态平衡的运动中。(四)层次性,由于人体本身具有层次性,故各个人体生命动态平衡体系都具有层次性。(五)平衡态趋向性,每一个动态平衡体系,在失去平衡后,都有向平衡态恢复的趋向性,即平衡态趋向性。(六)连续性,人体生命动态平衡体系中的每一个动态平衡运动都是连续的,旧的平衡态被打破了。新的平衡态就建立了,这个过程在时间上是连续的。(七)对立统一性。人体生命动态平衡是由对立统一的动态因子组成。动态因子可是两方面的,也可是多方面的因素。(八)完整性。每一个动态平衡系统都具有完整性,完整性是其存在的前提,没有完整性就无所谓生命动态平衡体系了。

    人体生命动态平衡的分类。(一)人体与环境的动态平衡系统。人体生命动态平衡在自身动态平衡运动的同时,它还和外界环境共同构成一个动态平衡系统,这个动态平衡系统中,人与环境相适应,互相影响、互相作用。(二)人体生命自身动态平衡系统。人体是一个庞大的动态平衡系统,这个系统又是由许多个子系统的动态平衡运动组成,每一个子系统的动态平衡运动过程又都是互相联系、互相影响、互相作用、互相协调的,它们共同组成人体生命动态平衡体系。(三)人体生命动态平衡系统。“在机体处于不同的生理情况时,或当外界环境发生改变时,体内一些器官、组织的功能活动会发生相应的改变,最后使机体能适应各种不同的生理情况和外界环境的变化,也可使被扰乱的内环境重新得到恢复”[3].人体生命动态平衡的平衡状态的调节可分三个体系:(1)神经调节动态平衡体系,机体的许多生理功能是神经系统的活动来调节的。[4](2)体液调节动态平衡体系。“体液调节是指体内的一些细胞能生成并分泌某些特殊的化学物质,后者经由体液运输到达全身的组织细胞或某些特殊组织细胞,通过作用于细胞上相应的受体,对这些细胞活动进行调节”[5]。(3)自身调节动态平衡体系。“许多组织细胞自身也能对周围环境变化发生适应性的反应,这种反映是组织、细胞本身的生理特征,并不依赖于外来的神经和体液因素的作用,称为自身调节。”[6](四)人体生命动态平衡体系中的几个典型的动态平衡运动过程。(1)氧气、二氧化碳的动态平衡;(2)物质代谢的动态平衡;(3)细胞调亡,生成的动态平衡;(4)凝血与抗凝血动态平平衡;(5)血压的动态平衡;(6)水电解质代谢的动态平衡;(7)酸碱代谢的动态平衡;(8)能量代谢的动态平衡;(9)产热与散热的动态平衡;(10)尿液生成的动态平衡;(11)胆红素代谢的动态平衡。

    人体生命动态平衡的临床应用。人体生命动态平衡临床应用非常广泛,可以用到各个疾病的每一个环节,现介绍最为常见几个应用:(1)危重病人生命状态的动态平衡观察与治疗;(2)高血压病人血压动态平衡监测与治疗;(3)糖尿病人血糖动态平衡监测与治疗;(4)人体生命动态平衡模型的建立,监测人体生命健康状态;(5)人体生命动态平衡诊断系统和治疗系统。(6)癌病人的动态平衡观察与治疗;(7)大失血病人的动态平衡观察与治疗;(8)婴幼儿疾病的动态平衡的观察与治疗;(9)妇女内分泌失衡的动态平衡治疗。 二、人体生命动态平衡的特点

    (一)人体生命动态平衡特点首先人体是动态的,具有变化的运动性。人体从整体上,是在环境中不断运动变化的,即动态的,人对外界环境刺激的反应是动态的,人对外的一切生命活动都动态的。就人体本身而言,一切生理转化、物理活动都是动态的,人一生中呼吸运动是动态的,每时每刻都是在变化;心跳运动亦是动态的,每一次心跳都是不同的、变化的。人体细胞每时每刻都处在动态的变化中,吸收营养物质,排泄有害物质,生长、发育、消亡,细胞由产生到死亡都是动态的。人从出生、长生、发育、成熟、衰老到死亡整个过程都是动态变化的,“内环境的稳态,并不是说内环境的理化性质是静止不变的。相反,由于细胞不断进行代谢活动就要不断地与细胞外界发生物质交换,因此也就会不断地扰乱或破坏内环境的稳态,另外外界环境因素的改变也可影响内环境的稳态。[7]动态的变化性是人体生命动态平衡的一个典型特点。

    (二)人体生命动态平衡其次是人体的平衡,相对的稳定性。人体的平衡态,即相对稳定性,是人能够存在和正常活动的前提条件,只有平衡,生命才能够对外活动和维护自身的活动。平衡态是生命活动的目标和结果,生命的每一项 生理、生化活动都是以达到机体的平衡态为目标的。同时平衡态又是生命每一项生理、生化活动的结果。生命的过程总由“不平衡—平衡—不平衡—再平衡”。不平衡使生命不为发展,平衡使生命不断完善,生命的平衡态是动态平衡的典型特点之一。

    (三)人体生命动态平衡特点之三是人体的系统性。人体是个大系统,其中又可分为许多子系统,子系统又可分次子系统,每个系统都处在动态平衡的运动中。例如人体可分为呼吸系统、循环系统、消化系统、泌尿系统、血液系统、内分泌系统等。

    (四)人体生命动态平衡特点之四是层次性。人体的层次性,正如人体的系统性一样。每一个系统中可分许多的子系统,有了层次性,人体生命动态平衡运动就会从低层次向高层次潜跃。人体的生命状态就会从这个状态潜跃到另一个状态,即从这个层次跨越到另一个层次。人体生命可分为健康、亚健康和疾病状态。每种状态的动态平衡不是固定不变化的,他们是互相转变的,受外界环境影响或自身平衡紊乱,则健康状态可潜跃为亚健康或疾病状态,这就是层次的潜跃。

    (五)人体生命动态平衡特点之五平衡态的趋向性。动态平衡的平衡态是指动态平衡运动相对稳定的状态,即人体内环境的稳态。平衡态下有一个平衡点,即动态平衡绝对值点,这个点是相对固定的。如“体温维护在37℃左右,血浆PH维持在7.4左右等等。临床上给病人作各种实验检查,也就是检测有关的生理指标是否在正常的变动范围之内(即平衡态内),或者偏离正常范围有多远。在高等动物中,内环境的稳态是细胞维持正常生理功能的必要条件,也是机体维护正常生命活动的必要条件”。[8]每一个动态平衡体系,在失去平衡后,都在向平衡态恢复的趋向性,即平衡态的趋向性。“体内各个器官组织的功能往往都是从某个方面参与维护内环境稳态的,例如肺的呼吸活动可以从外界环境摄取细胞代谢所需的氧气,排出代谢产生的二氧化碳,维护细胞外血液中氧气和二氧化碳分压的稳态。”[9]

    (六)人体生命动态平衡的特点之六,机体的连续性。人体生命动态平衡体系中的每一个动态平衡运动都是连续的,人体生命的每一个环节都是完整的、统一的,都是连续的。旧的平衡态被打破了,新的平稀态就建立了起来,整个过程在时间上连续的。生命动态平衡任何一个环节失去了连续性,那么这个平衡体系就会受到破坏,则机体就会产生疾病。

    (七)人体生命动态平衡的特点之七,对立统一性。人体生命动态平衡是由对立统一的动态因子组成的。动态因子可以是对立的两个方面也可以是多个方面的组合,动态因子是对立统一的,共同组成了人体的动态平衡体系。动态因子是指能够引起动态平衡态改变的因系或能够维护平衡态的恒定存在的因系。中医上的阴阳理论,就是把阴阳作为动态因子,使人体在阴阳两方面达到动态平衡的对立统一。

    (八)人体生命动态平衡特点之八,完整性。人体生命动态平衡系统是一个完整的体系,其完整性是其存在的前提,因为它是一个完整的系统,所以无论它怎么变化都不会出现平衡的缺失,人体是一个整体,任何一处的缺失,都会影响动态平衡的完整性,都不是一个完整性的动态平衡系统。

    三、人体生命动态平衡的分类

    (一)人体与环境的动态平衡系统。人体生命与之生存的环境组成了一个动态平衡系统。一方面人体从环境中摄取氧气、水和有机物质,维护生命的存在,同时又排出人体排泄物;另一方面环境的质量又影响着人体生命的健康,人体与环境是互相作用、互相影响、共同依存的关系。例如人饮食结构的改变,或食物成份的改变,都可引起人体正常的生理功能的改变;同样人类的行为亦直接影响着环境,过渡的资源开发,有毒物质的排放、水的污染、空气的污染都影响着人体环境动态平衡系统。

    (二)人体生命自身动态平衡系统。人体生命自身动态平衡系统是一个庞大的动态平衡体系,它由组成人体的诸多子系统构成,每个子系统又是一个动态平衡系统。人体的各种生命活动都在动态中进行,并通过调节达到“以平为期”为的平衡态。中医学非常重视阴阳气血的动态平衡。人体阴阳平衡是健康长寿、养生防病的前提。阴阳有着彼此消长,相互转化的关系,二者相互对立又相互制约。只有机体阴阳达到动态的平衡,人体能保持健康稳定的状态。如夏天阳盛气炎,易出现热迫汗出,耗伤元阴,此时可服用清凉药膳,如绿豆汤、荷叶汤、西瓜粥等以保持体内的阴阳平衡。中药对人体的治疗也是本着阴阳平衡的原则,热病用寒药,寒病用热法,从而达到机体的阴阳平衡,使疾病不生。气血平衡是人体生命活动物质基础气可行血、生血,血可载气、裹气,二都如影相随同行同止。若气血动态平衡失调则会出现气血不生、不行等病理变化,从而引起脏腑,经络功能失调而发病,保持气血的正常化生和流通,是维系健康的必要条件,调整气血也就成为防病治病的重要方法。

    (三)人体生命动态平衡体系。人体生命动态平衡的平衡态的调节可分为三个体系:

    1、神经调节的动态平衡体系。机体的许多生理功能都是由神经系统的活动来调节的。神经系统通过反射活动来调节机体,使之保持动态平衡的平衡态。例如“在生理情况下,动脉血压是保持相对稳定的,当某种原因使动脉血压高于正常时,分布在主动脉弓和颈动脉窦的动脉压力感受器就能感受这种血压的变化,并将血压的变化转为一定的神经冲动,后都通过传入神经纤维到达延髓的心血管中枢,心血管中枢对传入的神经信号进行分析,然后通过迷生神经和交感神经传出纤维发出指令,改变心脏和血管的活动,使动脉血压回降到原先的水平。这个反射称为动脉压力感受性反射,也是一个典型的负反馈调控的例子。对于维护动脉血压的稳态起着重要作用。”[10]

    2、体液调节的动态平衡体系。体液调节是通过体液中的某种特殊的化学物质作用于靶细胞或组织,对细胞的活动进行调节,从而对机体某系统的动态平衡的平衡态进行调节。“例如胰岛的B细胞分泌胰岛素,是一种调节全身组织细胞糖代谢的激素。能促进细胞对葡萄糖的摄取取和利用,在维持血浆葡萄糖浓度的稳定中起重要的作用。”[11]

    3、自身调节动态平衡体系。许多细胞、组织自身具有对外界环境变化发生适应性的反应,从而来调节动态平衡体系保持平衡态。“例如血管平滑肌在受到牵拉刺激时,会发生收缩反应,当小动脉的灌注压力升高时,对血管壁的牵张刺激增强,小动脉的血管平滑机就发生收缩,使小动脉口径缩小,因此当小动脉的灌注压力升高时,其血流量不断增大。这种自身调节对于维持局部组织血流量的稳态起一定的作用”。[12]

    (四)人体生命动态平衡体系中几个典型的动态平衡运动过程。

    1、氧气和二氧化碳代谢的动态平衡。人体氧气、二氧化碳的代谢过程,即机体与外界环境之间气体交换的过程称为呼吸。由三个环节组成,外呼吸或肺呼吸;气体在血液中的运输;内呼吸或组织呼吸。其中肺通气一肺与外界环境之间的三体交换过程;肺换气—肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程以及组织换气—组织毛血管液与组织细胞之间的气体交换过程,都是动态平衡过程。氧气、二氧化碳的代谢都处在动态变化中,只有正常的氧气给予和二氧化碳排出,才能维护机体血气平衡和内环境的平衡态。任何一个环节的改变,人体都面临着缺氧和二氧化碳储留,影响到整个生命的安全。

    2、物质代谢的动态平衡。“生命活动的基本特征之一是生物体内各种物质按一定规律不断进行的新陈代谢,以实现生物体与环境的物质交换、自我更新以及机体内环境的相对稳定。物质代谢包括合成代谢与分解代谢两个方面并处于动态平衡之中.”[13]物质代谢的新陈代谢过程是最为典型的动态平衡。其中包括糖代谢动态平衡、脂类代谢动态平衡、生物氧化动态平衡、氨基酸代谢动态平衡、核苷酸代谢动态平衡等几类重要物质的代谢过程。其详论见的以后章节。

    3、细胞生成、调亡的动态平衡。细胞是生命活动的最基本的单位它的生成发和调亡直接影响着人体生命动态平衡的平衡态。每种细胞都有各自不同的寿命,其更新都处在一定动态平衡中,新细胞的生成与旧细胞衰亡必须保持一种平衡态,人体才能维护正常生命活动。

    4、凝血与抗凝血的动态平衡。“机体的凝血与抗凝血功能平稀是机体重要的防御功能之一。正常机体的止血包括三个过程,即①血管的痉挛;②血小板的激活、粘附、聚集于损伤血管的基底膜,并形成松散的血小板血栓;③由于凝血系统的激活在局部引起凝固,形成纤维护蛋白凝块。这样一来,即可达到局部止血的功能,又可防止凝血过程的扩大,保护正常的血液循环。’’[14]“正常机体的凝血、抗凝血、纤溶系统之间处于动态平衡,血管内及血小板等也参与其中,从而保证机体的止血和血流通畅……如果凝血与抗凝血功能紊乱,临床上出现血栓形成倾向和出血倾向。”[15]

    5、血压的动态平衡。人体血压每时每刻都处在动态平衡中,血压动态平衡态的维持受多种因不经的影响。血压的形成是心脏的搏动力和外同血管的弹性组成的。同时又受受经系统、体淤系统、自身调节系统的调节。外界环境亦直接影响血压的变化。如人活动后,血压会上升,静止时血压趋于平衡。降压药物也可通过各种途径影响人体血压的动态平衡。

    6、水、电解质代谢的动态平衡。“水是机体的重要组部成份和生命活动的必需物质,人体的新陈代谢是在体液环境中进行了。体液是由水和溶解于其中的电解质低分子有机化合物以及蛋白质等组成,广泛分布于组织细胞内。正常人每天水的报入和排出处于动态平衡之中。要维护水分出入量的平衡,每天需水约1500m-2000m”。水、电解质代谢的动态平衡是维持内环境相对稳定必须。钾、钠、镁、氯等电解质代谢的动态平衡后节译论。

    7、酸碱代谢动态平衡。“人体的体液环境必须具有适宜的酸碱度才能维持正常的代谢和生理功能,正常人体血浆的酸碱度在范围很窄的弱碱性环境内变动,用动脉码调制血PH表示是7.35-7.45,平均值为7.40。机体这种处理酸碱物质的含意和比例,以维持PH值的恒定范围内的过程称为酸碱平衡,这对保证生命活动的正常进行至关重要。”一旦发生酸碱平衡紊乱就会使病情更加严重和复杂。机体对体液酸碱度的调节主要通过体淤的缓冲吸肺和肾对酸碱平衡的调节维持酸碱代谢动态平衡的平衡态。

    能量代谢的动态平衡。能量由产生、贮存到释放、转移、利用的过程既能量的代谢,其动态平衡受股肉活动精料活动食物的特殊动力作用及环境温度的影响。能量灭源于食物的营养功能,随着物质代谢的过程而被贮存、释放、转移和利用。基础代谢是能量代谢动态平衡的平衡态。

    9、产热与散热的动态平衡。人和动物的机体都具有一定的温度,即体温、高等动物和以深部温度是相对稳定的,正常的体温是机体进行新陈代谢和生命活动的必要条件。“恒温动物之所以能维护持相对稳定的体温,就是因为体温调节机构的控制下,产热和散热两个生理过程能得动态平衡的结果”。[16]

    10、尿液生生成的动态平衡。肾脏是机体主要的排泄器官,通过尿的生成和排出的动态平衡,肾脏排出机体代谢终产物吸进机体过剩的物质和异物,调节水和电解质平衡,调节体液渗透后,体液量和电解质浓度,吸调节酸碱平衡。肾内自身调节的球管平衡是个典型的动态平衡,对保持尿量和尿钠的相对稳定具有重要的意义。

    11、胆红素代谢动态平衡。正常情况下,胆红素进入与离开血液循环保持动态平衡,故血中胆红素的浓度保持相对恒定。胆红素灭源与去路发生障碍,会使血中胆红互派 浓度偏离平衡态,而导致黄疸的形成。

    四、人体生命动态平衡的临床应用

    人体生命动态平衡在临床上应用十分广泛,几乎乃至各科各类疾病都可能用动态平衡方法和思路去解决,生命动态平衡甚至可以用到各个疾病的每一个环节。现将介绍最为常见几个临床应用。

    (一)危重病人生命状态动态平衡观察与治疗。在重症监护室内危重病人生命状态的观察与监测都处在动态平衡中,每一项监测指标的变化,都直接影响看生命动态平衡的生命平衡态的变化,亦是危重病人动态治疗的关键现代化的监测仪器为危重病人的动态平衡监测和治疗提供了良好的条件为打开绿色生命通道提供很好的帮助。组生命基本状态的指标,直参与生命动态平衡动动,做动态因子,影响作用看生命动态平衡的平衡态。血压、心率、呼吸、体温、瞳孔、精神状态等的动态监测是危重病人动态治疗的关键。

    (二)高血压病人血压的动态平衡监测与治疗。高血压病已成为现代社会化较棘手的疾病,其发病率高,治愈率低,发病率龄日驱年轻化。高血压病乃终身疾病,且病情变化快,引起的并发症多,危险较大。如何更好的监测和治疗高血压病人的血压呢?对高血压病的血压进行动态平衡监测和治疗是最为先进的方法建立血压动态平衡监测系统和高血压动态平衡治疗系统是未来治疗高血压病发展方向。通过系统对血压调定点的监测,进行系统的调近代来调整血压的平衡态。另外,运动态平衡理论,还可以针对引起血压变化的具体环节进行调节、调整。总之,高血压病血压动态平衡监测和治疗必将揭开高血压病治疗的新篇章。

    (三)糖尿病血糖动态平衡监测与治疗。糖尿病发病率出出现日益增多的趋势,临床出现了血糖控制难,波动大,降糖药繁杂,疗效差,严重并发证增多的现状。糖尿病血糖动态平衡监测与治疗将为糖尿病的治疗提供一片新天地。血血态平衡监测仪和血糖动态平衡治疗仪即将糖尿病观测与治疗的主流。血糖动态平衡监测系统还将针对血糖动态平衡代谢的每一个环节进行合理、安全、高效的调节、调整,使糖尿病的治疗带灭福音,其工作原理就是以血糖正常值作为调定点,动态调节胰钫岛素和释放,灭控制血糖。

    (四)人体生命动态平衡模型的建立。建立人体生命动态平衡模型,对研究人体生命状态,即健康状态、亚健康状态、疾病状态,认识疾病的性质,治疗疾病具有重要的意义。人体生命动态平衡模型需大量的关于人体生命指标的数据,把这些数据输入人体生命动态平衡模型系统中,建立起一个完整的动态模型,当再次输病人或健康人的监测指标,就可以模拟出该人是处在什么状态中,健康、亚健康还是疾病以及疾病的动态,并给出治疗方案和保健康复指族。

    (五)人体生命动态平衡诊断系统或治疗系统。建立起人体生命动态平衡模型,输入相关的疾病信息,就可以再建立人体生命动一言以蔽态平衡诊断系统。有了诊断系统会对临床医学的诊断水平指高一大步,对提高诊断率有很大帮助。疾病的诊断加强了,治疗同时也可提高。把病人的各种指棕漠土输入到人体生命动态平衡治疗系统中,系统会自根据动态平衡的平衡态调定点指示,给出相应的治疗方案和治疗措施。人体生命动态平衡诊断系统和治疗系统会在大提高临床诊断和治疗的准确率和治愈率。

    (六)恶性肿瘤的动态平衡观察和治疗。恶性肿瘤是当今世界上最为疾手的疾病,目前来说尚未有特效的治疗方法无论是化疗、放疗还是手术都不能根除并延长患者的生命。恶性肿瘤患者的生存性,是目前研究的重点,首先应该让病人话看,才能说其他的。而恶性肿瘤的动态平衡观察和治疗将是未来癌症治疗的方向。一方面与Ca共存,让患者活着,然后再提高其生存质量;另一方面通过对Ca肿动态平衡监测,而判断患者整体生命动态平衡状态,灭决定什么样的治疗方法治疗上可通过加强患者自身动态平衡的方法提高其生存机会。亦可口加强其平衡态的方法让患者与Ca共存,延长生命,提高生活质量,Ca肿动态平衡生成过程的干预,可预防Ca的发生,是Ca预防前提。

    (七)大失血病人的动态平衡观察与治疗。临床上大失血病人由于失血量过移,机体各项生命指棕漠土会因脏器缺血发生重大的变化,而机体动态平衡状态会发生巨大的潜变。我们可以运用动态平衡理论去动态观察患者基本生命状态,及时补充血溶量吸收有效成份,使患者胜至于因失血过多而导致生命动态平衡失去平衡态,而危及生命。大失血的补液过程,其实就是通过动态的观察,对机体体液的有效成份进行动态平衡调整。

    (八)婴幼儿疾病的动态平衡观察与治疗。对于婴幼儿由于机体动态平衡体系发育尚不完善,各项机能尚不充盈,故产生疾病,其动态平衡体系会与成人有所不同,因此对于婴幼儿疾病理久通过动态平衡观察,判断疾病的轻重与机体生命状态,来动态的治疗。

    (九)妇女内分泌失调态平衡治疗。临床上很多妇女全因为种种原因而造成内分泌动态平衡分泌紊乱,而导致精神失调、烦燥不安、月经失调、痛经、雀班、皮肝胆松驰等。妇女内分泌受“下丘脑—胰重体——卵巢轴系的调节,一旦其中某一环节受到影响或破坏,其内分泌都会出现紊乱。根据其动态平衡平衡态和动态因子的理论,针对性的调整平衡态,改变其动态因子,从而使其动态平衡恢复平衡态是治疗内分泌动态平衡失调的关键。

    内容摘要:人体生命动态平衡系统是人体生命运动的一种运动形式,它是一个相对恒定的系统,由动态因子和平衡态组成。具有以下特点:1、动态,变化的运动性;2、平衡,相对的稳定性;3、系统性;4、层次;5、平衡态的趋向性;6、连续性;7、对立统一性;8、完整性。可分为人与自然一并境的动态平衡系统和人自身的动态平衡系统。人体生命动态平衡体系由三个调节系统;1、神经调节动态平衡体系;2、体液调节动态平衡体系;3、自身调节动态平衡体系。几个典型动态平衡运动过程和人体生命动态平衡的临床应用。

    关键词:人体生命  动态平衡  平衡态

    (Emglish Summary)

    Flesh Anime Balance Scheme is a sport form  of  flesh anime sport。It is cointer stabilisation  scheme。It isbiildup dynamic faitor and balamcing。It’s features :1、dyhamic metabolie motility;2、balance counter stability;3、systanaticess;4、hierarchical;5、balancing running;6、consecutiveness;7、contagonism oneness;8、integrality。human and natural setting dynamic balance Flesh anime balame scheme have threeaccommodate scheme:1、neuroregulation scheme;2、humoral accommodate scheme;3、itself accommodate scheme。A few typical balance scheme sport  course and flesh anime balance scheme bedside app

    Keyword:Flesh anime balance scheme  balancing

    参考文献:

    1、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P3

    2、金惠铭主编·《病理生理学》·第6版·2004·人民卫生出版社  P5

    3、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P4

    4、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P4

    5、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P5

    6、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P5

    7、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P3

    8、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P3

    9、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P4

    10、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P5

    11、姚泰主编·《生理学》:第6版·2003·人民卫生出版社  P5

    12、周爱儒主编·《生物化学》第6版·2004·人民生院出版社  P75

    13、金惠铭主编·《病理生理学》·第6版·2004·人民卫生出版社  P58P1

    14、金惠铭主编·《病理生理学》·第6版·2004·人民卫生出版社  P58P1

    15、金惠铭主编·《病理生理学》·第6版·2004·人民卫生出版社  P15

    14、金惠铭主编·《病理生理学》·第6版·2004·人民卫生出版社  P51

    14、金惠铭主编·《病理生理学》·第6版·2004·人民卫生 出版社P208

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  • 负载平衡包括两种,一种是静态负载平衡,一种是动态负载平衡。只是利用系统负载的平均信息,而忽视系统当前的负载状况的方法被称为静态负载平衡。根据系统当前的负载状况来调整任务划分的方法被称为动态负载平衡
  • 在现有的空调设计中,稍微大一些的水冷系统,在末端每个精密空调的支管处均会设置一动态平衡阀,以保证系统水系统的水力平衡。 那么,这个动态平衡阀是否是必须的呢? 一、首先,要了解动态平衡阀在空调系统中的作用...

    在现有的空调设计中,稍微大一些的水冷系统,在末端每个精密空调的支管处均会设置一动态平衡阀,以保证系统水系统的水力平衡。

    那么,这个动态平衡阀是否是必须的呢?

    一、首先,要了解动态平衡阀在空调系统中的作用。

    在控制技术不太成熟的早期,空调水系统都是采用定流量系统,各支路及各设备间的不平衡率较大,主要靠早期设计计算及手动初调节来减弱,但是无法消除系统的不平衡,总不免要出现冷热不均的现象。

    随着控制技术的发展成熟,变流量空调水系统逐渐成为了主流,冷机、水泵均实现了变频,末端应对水力不平衡也发展出了静态平衡阀、动态平衡阀,进而有了电动调节阀,可以配置到每一个末端设备进行精确调节。

    平衡阀是用于规模较大的供暖或空调水系统的水力平衡。平衡阀安装位置在建筑供暖和空调系统入口,干管分支环管或立管上。平衡阀的类型有静态平衡和动态平衡阀。动态平衡阀分为自力式流量平衡阀和自力式压差平衡阀两种。

    自力式流量平衡阀,自动恒定流量的水力工况平衡用阀。可按需求设定流量,并将通过阀门的流量保持恒定。

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    自力式流量平衡阀结构图

    当系统总流量增加了时,可保证近端流量恒定,多余的流量进入远端;而当系统总流量减小时,近端阀门会开到最大以保证流量恒定,而远端流量将无法保证,不能有效地解决管网整体流量变化的水力失调。自力式流量平衡阀在这里只是一个限流阀,只起限定最大流最的作用。

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    自力式流量平衡阀接管图

    自力式流量平衡阀一般安装在用户支干管上,平衡各用户间的流量用。

    自力式压差平衡阀,自动恒定压差水力工况平衡用阀,其区别在于自力式流量平衡阀的变流量装置在阀门本体上,而自力式压差平衡阀的变流量装置在阀门“用户”内(此处的用户指的是携带多个末端的支干管功能区域)。通过控制户内回水压差控制流量,用这种办法控制流量,必须依靠便携式流量测试仪确定,优点是对于远端用户不会增加消耗压头。有利于被控制系统各末端装置的自主调节,尤其适用于变流量空调系统。

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    自力式压差平衡阀结构图

    安装自力式压差平衡阀后,自力式压差平衡阀消耗系统的富余压头可以隔绝用户间流量变化互相干扰作用,被控系统可在水压作用下,自动消除管网的富余压头及压力波动引起的流量变化,有助于稳定系统的运行工况。自力式压差控制器可以限制近端用户保证远端用户需求的效果,这些性能支持“用户”的主动变流量。

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    自力式压差平衡阀接管图

    自力式压差平衡阀用作系统压差调节时,可以安装在供水上,也可安装在回水上。两种安装压差阀结构不同,不可以互换,但可直接安在电动阀前控制电动阀前后压差。安装位置有3种:装在每栋建筑物的总入口上;装在每栋建筑物的分入口上,住宅楼装每个单元的入口;装在每户或每层的入口。

    二、数据中心里的动态平衡阀

    那么,对于数据中心,平常普遍采用的动态平衡阀应该是那一种呢?很明显,数据中心的平衡阀安装在每一个精密空调末端,有的直接与电动两通阀配合使用,这些场景下,只有自力式压差平衡阀了。

    数据中心IT机房常规的末端制冷,最常用的是精密空调加新风,通过精密空调来带走房间发热量,通过新风来保持室内湿度和正压。精密空调只是房间内回风进入机组,冷却处理后送入房间,机组内并不会有送风与回风混风的情况出现。每个精密空调配一个独立的电动两通阀来调节流量。精密空调控制原理图如下所示:

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    精密空调平面布置图如下:

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    精密空调接管示意图如下:

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    精密空调出风温度通过电动两通阀来控制,当出风温度低于设定值时,自动关小电动两通阀开度使出风温度升高;当出风温度高于设定值时,自动开大电动两通阀开度使出风温度降低,当电动两通阀开度达到最大,出风温度仍然过高时,则降低EC风机转速直至出风温度达到设定值附近。而实际项目运行过程中,一般室内负荷恒定,所以,很多项目直接将精密空调EC风机转速设定为恒定值,只通过电动两通阀调节冷冻水流量,从而满足室内负荷,再通过新风系统控制室内正压和湿度,就可以满足项目需要了。

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    三、民用空调系统里的动态平衡阀

    再来看一下民用建筑中最常用的类似系统——风机盘管加新风系统。

    如下图所示,在一个办公区域,设置几台一次回风的风机盘管,再加上新风系统,为办公区域提供冷源及正压。

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    室内制冷量的控制,通过调节风机盘管的电动两通阀来控制冷冻水流量,当出风温度低于设定值时,自动关小电动两通阀开度使出风温度升高;当出风温度高于设定值时,自动开大电动两通阀开度使出风温度降低。

    风机盘管接管示意图如下:

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    风机盘管水系统图如下:

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    对于风机盘管空调系统,只是在每层的支干管处设置一动态平衡阀,以保证每层之间的水力平衡,同层内的各个房间及风机盘管间的水力平衡,直接通过电动两通阀来调节末端流量及阻力,来达到满足末端需求的要求。

    四、结 论——末端每个精密空调上的动态平衡阀可以取消

    对比数据中心精密空调加新风系统和风机盘管加新风系统,可以发现,两者场景相似度极高,况且民用空调系统的负荷波动更大,对平衡阀的要求更高。

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    但是实际设计中,动态平衡阀的配置却差异极大,负荷相对稳定的数据中心内的动态平衡阀的配置反而更多。

    笔者也在实际项目中多次看到因动态平衡阀带来的问题,比如末端阻力偏大,导致末端流量不足,进出水温差偏高,无法达到设计要求。还有末端动态平衡阀接管的位置并不能平衡末端精密空调环路的阻力或流量,平白增加无谓的阻力。普通民用系统中末端阻力一般不超过5m,而现实中有的精密空调末端阻力甚至达到了15m。这些情况导致整个空调系统处在高阻力工况下,使得输送能耗大大增加。

    另外,动态平衡阀的造价不菲,少则几千,多则上万,而此部分的投资是否用在了对的地方,也是需要认证考虑的。

    实际工程中,也已经有越来越多的项目完全取消了末端的动态平衡阀,而实际运行完全可以稳定运行。

    综上,从功能实现、运行经济可靠、建设投资、现实案例等方面,都支持取消精密空调末端动态平衡阀,此阀门完全可以取消不用。

    已经有越来越多的人不再保留这个可有可无的鸡肋,你还要继续坚持吗?
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    总工程师、注册暖通工程师、高级工程师 孙长青先生

    孙长青,注册暖通工程师,高级工程师,规划设计部总工程师,IDC单位设计总监等,有多年从事数据中心规划设计、咨询顾问、甲方自建设计部等全过程的实战经验,对数据中心有一定的了解,同时,做过10多个数据中心的Uptime设计认证工作,对国标GB50174及Uptime理论多有感触,对数据中心能评指标、IT负载率、数据中心蓄冷系统等有些了解,对数据中心如何降低PUE也略有经历。同时对国情和国际理论间存在的差异有所认识。

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  • 在专业摄像领域白平衡应用的较早,现在家用电子产品(家用摄像机、数码照相机)中也广泛地使用,然而技术的发展使得白平衡调整变得越来越简单容易,但许多使用者还不甚了解白平衡的工作原理,理解上存在诸多误区。...
    白平衡是电视摄像领域一个非常重要的概念,通过它可以解决色彩还原和色调处理的一系列问题。白平衡是随着电子影像再现色彩真实而产生的,在专业摄像领域白平衡应用的较早,现在家用电子产品(家用摄像机、数码照相机)中也广泛地使用,然而技术的发展使得白平衡调整变得越来越简单容易,但许多使用者还不甚了解白平衡的工作原理,理解上存在诸多误区。它是实现摄像机图像能精确反映被摄物的色彩状况,有手动白平衡和自动白平衡等方式,本文简要的介绍了几种自动白平衡算法。

    一、原始的灰度世界算法

      灰度世界算法(Gray World)是以灰度世界假设为基础的,该假设认为对于一幅有着大量色彩变化的图像, R、 G、 B 三个分量的平均值趋于同一个灰度K。一般有两种方法来确定该灰度。

            (1)直接给定为固定值, 取其各通道最大值的一半,即取为127或128;

           (2)令 K = (Raver+Gaver+Baver)/3,其中Raver,Gaver,Baver分别表示红、 绿、 蓝三个通道的平均值。

             算法的第二步是分别计算各通道的增益:

               Kr=K/Raver;

        Kg=K/Gaver;

               Kb=K/Baver;

           算法第三步为根据Von Kries 对角模型,对于图像中的每个像素R、G、B,计算其结果值:

                 Rnew = R * Kr;

        Gnew = G * Kg;

         Bnew = B * Kb;

             对于上式,计算中可能会存在溢出(>255,不会出现小于0的)现象,处理方式有两种。

             a、 直接将像素设置为255,这可能会造成图像整体偏白。

             b、 计算所有Rnew、Gnew、Bnew的最大值,然后利用该最大值将将计算后数据重新线性映射到[0,255]内。实践证明这种方式将会使图像整体偏暗,建议采用第一种方案。

    二、完美反射算法

          当初写这个代码的时候的一些参考文献一下子也找不到了,就从已经写好的代码中描述下该算法的过程吧。

          原理:完美全反射理论perfect Reflector假设图像上最亮点就是白点,并以此白点为参考对图像进行自动白平衡,最亮点定义为R+G+B的最大值,具体编码步骤如下:

          (1)计算每个像素的R\G\B之和,并保存到一临时内存块中。

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    for   (Y = 0; Y < Height; Y++)
    {
         Pointer = bmp.Pointer + Y * Stride;
         for   (X = 0; X < Width; X++)
         {
             Sum = ( short )(*(Pointer) + *(Pointer + 1) + *(Pointer + 2));      // R+G+B
             HistRGB[Sum]++;
             *SumP = ( short )Sum;
             Pointer += 3;
             SumP++;
         }
    }

         (2)按R+G+B值的大小计算出其前10%或其他Ratio的白色参考点的的阈值T。

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    for   (Y = 767; Y >= 0; Y--)
    {
         Sum += HistRGB[Y];
         if   (Sum > Width * Height * Ratio / 100)
         {
             Threshold = Y;
             break ;
         }
    }

        (3)遍历图像中的每个点,计算其中R+G+B值大于T的所有点的R\G\B分量的累积和的平均值。

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    for   (Y = 0; Y < Height; Y++)
    {
         Pointer = bmp.Pointer + Y * Stride;
         for   (X = 0; X < Width; X++)
         {
             if   (*SumP > Threshold)
             {
                 AvgB += *Pointer;
                 AvgG += *(Pointer + 1);
                 AvgR += *(Pointer + 2);              // 为获得增益做准备
                 Amount++;
             }
             Pointer += 3;
             SumP++;
         }
    }
    AvgB /= Amount;
    AvgG /= Amount;
    AvgR /= Amount;

       (4)对每个点将像素量化到[0,255]之间。

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    for   (Y = 0; Y < Height; Y++)
    {
         Pointer = bmp.Pointer + Y * Stride;
         for   (X = 0; X < Width; X++)
         {
             Blue = *Pointer * MaxValue / AvgB;                                    // 另外一种算法需要先计算不抑制重新计算的RGB的范围,然后求RGB的最大值,如果最大值大于255,则所有的结果都要除以最大值在乘以255,但实际表明该算法、   不合适;
             Green = *(Pointer + 1) * MaxValue / AvgG;
             Red = *(Pointer + 2) * MaxValue / AvgR;
             if   (Red > 255) Red = 255;  else   if   (Red < 0) Red = 0;                 // 这里需要判断,因为RGB空间所有的颜色转换到YCbCr后,并不是填充满了0-255的范围的,反转过去就会存在一些溢出的点。
             if   (Green > 255) Green = 255;  else   if   (Green < 0) Green = 0;         // 编译后应该比三目运算符的效率高
             if   (Blue > 255) Blue = 255;  else   if   (Blue < 0) Blue = 0;
             *Pointer = ( byte )Blue;
             *(Pointer + 1) = ( byte )Green;
             *(Pointer + 2) = ( byte )Red;
             Pointer += 3;
         }

    }


    三、动态阈值算法

          参考论文:A Novel Automatic White Balance Method For Digital Still Cameras

          同经典的一些算法相同,算法分为两个步骤:白点检测和白点调整。

          白点检测:

               (1)为了增强算法的鲁棒性,原文将图像分成12部分,其中宽高比为4:3,关于这一点,我认为不合理,对图像不是通用的,后文再说。

                (2)计算每个区域的Cb\Cr分量的平均值Mb/Mr

                (3)按下式计算每个区域的Cb\Cr分量的绝对差的累积值Db/Dr

                                     

                                     

                      上式中N为每个区域的像素数。

             (4)如果Db/Dr的值偏小,则我们忽略这一块,因为这表明这一块的颜色分布比较均匀,而这样的局部对于白平衡不好。这个偏小的准则我们稍微再谈。

             (5)统计对于除了符合第四条的的其他区域的Mb/Mr/Db/Dr的平均值作为整幅图像的Mb/Mr/Db/Dr值。

            关于这一条,原文的话是:The final Mb、Mr、Db、Dr are obtained by taking the average of those regions that pass this additional step。

           我在实际中做的时候就是分别对每块进行的,似乎效果也还不错。

             (6)按下述规则初步确定哪些点是属于白色参考点:

                           

                            

             (7)对于初步判断已经属于白色参考点的像素,按大小取其亮度值为前10%的位最终确定的白色参考点。

          白点调整:

         (1)计算白色参考点亮度值的平均值Raver,Gaver,Baver,(各通道分开计算)。

              (2)按照以下各式计算每个通道的增益:

                 

                           

                          

                  式中,Ymax就是YCbCr颜色空间中Y分量的在整幅图像中的最大值。

              (3)按照以下各式计算最终每个通道的颜色值:

                          

                          

                          

              其中R/G/B为在原始的颜色空间中的值,注意这里要进行溢出检测的。

            简单的谈下白点检测的分块操作吧,原文把图像分成4*3的12快,这样做事针对于我们很多数码照片是这个比例的,如果通用,我觉得应该用每个块的大小来控制,比如每块为 100*100个像素。

        该算法效果非常好;对块大小不太敏感,因此非常适合于自动化操作。


    同样,提供个编译好的文件给有兴趣研究该算法的朋友看看效果:

          http://files.cnblogs.com/Imageshop/AutoWhiteBalance.zip

    ********作者: laviewpbt   时间: 2013.4.20    联系QQ:  33184777  转载请保留本行信息*********



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动态平衡原理