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团队简介
Team Introduction
课题组隶属于天津大学应用数学中心。经过多年的建设与发展，课题组在科学研究、人才培养和学术交流等方面取得了显著的成果。本课题组注重理论与实践相结合，研究方向包括生物数学、计算机视觉、图像处理等。课题组面向全国招收2022级免试推荐入学博士／硕士研究生。
课题组现有教授1人，副教授2人，博士和硕士研究生9人。课题组目前承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、天津市科技重大专项等项目。课题组科研经费充足、实验设备完善、研究氛围活跃，与国内外知名团队建立了广泛合作。
详见主页：https://www.labxing.com/-duanlab
陈鑫，副研究员，硕士生导师。研究方向为应用数学建模，DNA存储等，主持重点研发计划子课题任务多项，近5年主持经费总额超过400万元，在生物数学领域相关权威期刊Nucleic Acids Research,Bioinformatics等发表多篇论文。
朱斐，副教授，硕士生导师。研究方向是信号及高光谱图像处理、机器学习等，主持国家自然科学基金和参与重点研发计划等多个项目，在遥感图像处理顶级期刊IEEE Trans Geoscience and Remote Sensing，Neurocomputing等发表多篇论文。
二、学生
特别说明：本导师团招收的研究生，需要具备非常强的数学基础和较好编程基础。研究方向包括DNA存储、图像处理等前沿研究领域。
已毕业学生：
钟秋祥，2022届博士毕业生，去向：华为松山湖基地，计算机视觉算法工程师
许 文， 2022届硕士毕业生，去向：中兴南京无线研究所
李 雪， 2021届硕士毕业生，去向：鱼跃医疗
郭莉红，2021届硕士毕业生，去向：北京金航数码
闫梦圆，2020届硕士毕业生，去向：中兴新软件
成威霖，2020届硕士毕业生，去向：北京金航数码
杨 欢，2020届硕士毕业生，去向：北京金航数码
刘 璐，2018届硕士毕业生，去向：天津市第八十九中学
课题组长期从事计算机视觉和医学图像处理等方面的研究，并取得了一系列研究成果，针对自然图像和医学图像中的分割、去噪和修补等问题提出了有效的模型和算法；提出了不完备数据的CT和MR重建的有效方法；以及提出保持体积和具有非线性的软组织形变系统。
图像分割：课题组运用非凸正则化和深度学习等方法，提出了有效的自然图像和医学影像的分割模型，并设计了高效的数值算法，实现对于光滑图像的准确分割。如下图所示，课题组提出的高阶正则化方法在17.6T老鼠脑部MR图像的分割问题上，可以更准确的提取完整的脑区轮廓，相关论文发表于IEEE Transactions on Medical Imaging。
课题组提出的基于曲率正则化的分割模型，可以有效地处理自然图像的分割问题，相关工作发表于IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition。
图像去噪与修补：课题组在图像去噪、修补等方面取得了一系列成果，如下图所示。
不完备数据的重建问题：针对CT图像不完备成像问题，课题组提出了有效的重建模型和算法，并运用卷积神经网络建立端到端的可学习化模型。如图所示，我们提出的方法可以有效的减少图像中的伪影现象，相关工作发表于IEEE Transactions on Computational Imaging。
图像MR重建：课题组提出了非局部的曲率正则化方法，并应用于CS-MRI重建问题。如图所示，在10%采样率的情况下，我们的结果明显好于SOTA，相关结果发表于Journal of Mathematical Imaging and Vision。
手术模拟：课题组提出了可保持体积、保持非线性的质子弹簧系统，可以用于模拟肝脏等不可压缩的软组织的形变。如下图所示，我们提出的方法已被用于肝脏胆囊的形变仿真过程，相关工作发表于IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics，并申请了专利。
1. DNA存储中的组合方法，科技部国家重点研发计划，2020年12月-2025年11月，参与
2. 图像处理问题中的两类曲率正则化方法及应用，国家自然科学基金面上项目，12071345， 2021年1月-2024年12月，主持
3. 图像分割变分模型的非重叠性区域分解算法研究，国家自然科学基金青年项目，11701418， 2018年1月-2020年12月，主持
4. 可触摸的解剖教学虚拟现实系统，天津市科技重大专项与工程，18ZXRHSY00160, 2018年10月至2021年9月，主持
课题组近五年部分论文成果（黑色标记课题组成员，#共同一作，*通讯作者）：
1. Qiuxiang Zhong, Ryan Wen Liu and Yuping Duan*
Spatially adapted first and second order regularization for image reconstruction: from an image surface perspective
Journal of Scientific Computing, 2022
2. Yuping Duan*, Qiuxiang Zhong, Xue-cheng Tai and Roland Glowinski
A fast operator-splitting method for Beltrami color image denoising
Journal of Scientific Computing, 2022
3. Rui Ding, Joseph Bartlett, Jinming Duan, Yuping Duan*
DVS-Net: dual-domain variable splitting network for accelerated parallel MRI data
44th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2022
4. Zhi-fang Liu, Huibin Chang and Yuping Duan
Variational Rician noise removal via splitting on spheres
SIAM Journal on Imaging Sciences, 2022
5. Wen Xu, Yong Wang, Weimin Huang and Yuping Duan*
An efficient nonlinear mass-spring model for anatomical virtual reality
IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2022
6. Yueyun Liu, Yuping Duan* and Tieyong Zeng
Learning multi-level structural information for small organ segmentation
Signal Processing, 2022
7. Yueyun Liu, Yu Wang and Yuping Duan*
Effective 3D boundary learning via a nonlocal deformable network
IEEE International Symposium on Biomedical Imaging, 2022
8. Xue Li, Zhenwei Zhang, Huibin Chang and Yuping Duan*
Accelerated Non-overlapping Domain Decomposition Method for Total Variation Minimization
Numerical Mathematics: Theory, Methods and Applications, 2021
9. Zhenwei Zhang, Xue Li, Yuping Duan*, Ke Yin and Xue-Cheng Tai
An efficient multi-grid method for TV minimization problems
Inverse Problems & Imaging, 2021
10. Lihong Guo, Yueyun Liu, Yu Wang, Yuping Duan* and Xue-Cheng Tai
Learned snakes for 3D image segmentation
Signal Processing, 2021
11. Huan Yang, Hongwei Li and Yuping Duan*
Adaptive Trainable Nonlinear Reaction Diffusion for Rician Noise Removal
IET Image Processing, 2020
12. Qiuxiang Zhong, Ke Yin and Yuping Duan*
Image Reconstruction by Minimizing Curvatures on Image Surface
Journal of Mathematical Imaging and Vision, 2020
13. Weilin Cheng,Yu Wang, Hongwei Li and Yuping Duan*
Learned Full-sampling Reconstruction from Incomplete Data
IEEE Transactions on Computational Imaging, 2020
14. Qiuxiang Zhong ,Yutong Li, Yijie Yang and Yuping Duan*
Minimizing Discrete Total Curvature for Image Processing
Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, 2020
15. Mengyuan Yan and Yuping Duan*
Nonlocal Elastica Model for Sparse Reconstruction
Journal of Mathematical Imaging and Vision, 2020
16. Yutong Li, Chunlin Wu and Yuping Duan*.
The TVp regularized Mumford-Shah model for image labeling and segmentation
IEEE Transactions Image Processing，2020
17. Weilin Cheng, Yu Wang, Hongwei Li and Yuping Duan*
Learned full-sampling reconstruction from incomplete data
IEEE Transactions on Computational Imaging，2020
18. Yuan Wang, Zhi-Feng Pang, Yuping Duan and Ke Chen
Image retinex based on the nonconvex TV-type regularization
Inverse Problems & Imaging, 2020
19. Yijie Yang#, Qiuxiang Zhong#, Yuping Duan* and Tieyong Zeng
A weighted bounded Hessian variational model for image labeling and segmentation
Signal Processing, pp.107564, 2020
20. Mengyuan Yan and Yuping Duan*
Nonlocal elastica model for sparse reconstruction
Journal of Mathematical Imaging and Vision, 62: 532-548, 2020
21. Weilin Cheng, Yu Wang, Ying Chi, Xuansong Xie and Yuping Duan*
Learned full-sampling reconstruction
MICCAI, pp. 375-384, 2019
22. Lu Liu, Huan Yang, Jiyun Fan, Ryan Wen Liu and Yuping Duan*
Rician noise and intensity nonuniformity correction (NNC) model for MRI data
Biomedical Signal Processing and Control, 49: 506-519, 2019
23. Yutong Li and Yuping Duan*
Piecewise smooth segmentation with sparse prior
ICIP, pp. 2217-2221, 2018
24. Lu Liu, Zhi-feng Pang and Yuping Duan*
Retinex based on exponent-type total variation scheme
Inverse Problems & Imaging, 12(5): 2018
25. Zhifang Liu, Samad Wali, Yuping Duan, Huibin Chang, Chunlin Wu and Xue-Cheng Tai
Proximal ADMM for Euler's elastica based Image decomposition model
Numerical Mathematics-Theory, Methods and Applications，12(2): 370-402, 2018
26. Huibin Chang, Yifei Lou, Yuping Duan and Stefano Marchesini
Total variation based phase retrieval for Poisson noise removal
SIAM Journal on Imaging Sciences，11(1): 24-55, 2018
27. Hanming Zhang, Linyuan Wang, Yuping Duan, Lei Li, Guoen Hu and Bin Yan
Euler's Elastica strategy for limited-angle computed tomography image reconstruction
IEEE Transactions on Nuclear Science，64(8): 2395-2405, 2017
28. Lu Liu, Zhi-Feng Pang and Yuping Duan*
A novel variational model for retinex in presence of severe noises
ICIP，pp.3490-3494，2017
29. Huibin Chang, Weimin Huang, Chunlin Wu, Su Huang, Cuntai Guan, Sakthivel Sekar, Kishore Kumar Bhakoo and Yuping Duan*
A new variational method for bias correction and its applications to rodent brain extraction
IEEE Transactions on Medical Imaging，36(3)：721-733，2017
30. Yuping Duan, Huibin Chang and Xue-Cheng Tai
Convergent non-overlapping domain decomposition methods for variational image segmentation
Journal of Scientific Computing，69(2): 532-555, 2016
31. Yuping Duan, Weimin Huang, Huibin Chang, Wenyu Chen, Jiayin Zhou, Soo Kng Teo, Yi Su, Chee Kong Chui and Stephen Chang
Volume preserved Mass-spring model with novel constraints for soft tissue deformation
IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, 20(1): 268-280, 2016
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