基于电磁式位置传感器的超声三维成像系统中的定标方法

为在基于电磁式位置传感器的三维超声成像系统中 ,准确而快速地寻找到电磁式定位系统中接收器与图像平面间的空间关系 ,设计了一种利用三棱锥 /四棱锥模型的几何特性来计算定标参数的方案。这种新方法不仅减小了超声束在远场发散对定标精度的影响 ,而且提高了定标效率。物理实验证明系统在稳定性、三维重建精度和准确度方面具有良好的性能     

SPECT图像重建中的衰减校正算法比较

为克服单光子发射计算机断层显像中 ,会出现假阳性的结果。利用胸部数学模型和投影算法得到发射和透射的投影数据 ,采用校正算法重建发射断层图像 ,再与模型数据相比较 ,从而确定各算法的收敛性和收敛速度 ,总结出选择合适的衰减校正算法 ,并提出了将多目标优化方法应用于衰减校正的设想。     

单光子发射断层成像的奇异值分解重建算法

为了抑制单光子发射断层成像(SPECT)中噪声的影响,提高重建图像的质量和定量精度,应用奇异值分解(SVD)方法进行图像重建。对人体胸腔模型进行Monte-Carlo模拟计算,生成三维SPECT系统传输矩阵和模拟投影图像,求解系统传输矩阵的广义逆矩阵。在有噪声情况下,存在最佳保留奇异值数目,使重建图像质量达到最优。最佳保留奇异值数目的不同体现了噪声的差异。与常规重建方法进行比较,SVD重建算法具有更好的噪声抑制和重建图像质量,是一种值得关注的SPECT图像重建算法。     

在SPECT上取得人体透射图像的方法

为使人体对γ射线的衰减造成核医学影像的失真和定量误差得到校正 ,在用于发射成像的单光子发射断层扫描机 (SPECT)上安装偏置的线源和平行缝准直器 ,可以获得倾斜的扇形束透射投影。这项构想在三探头 SPECT系统上进行了实验 ,取得了清晰的透射投影。使用 3种方法重建出衰减系数分布图 ,证明倾斜扇形束投影作 36 0°扫描能解决数据截断的问题 ,为这种特殊的投影几何结构推导的公式能够准确地重建出断层图像     

Kriging方法在锥形光SPECT计算中的应用

扼要描述单轨道锥形光ＳＰＥＣＴ中的失值问题以及Ｋｒｉｇｉｎｇ统计估值方法，将Ｋｒｉｇｉｎｇ方法用于三维圆盘模型的重建显像计算，使像的质量有明显的改善。     

层析成像技术在过程检测中的应用──电容式两相流层析成像系统

介绍一种采用电容式传感器的两相流层析成像新方法。该法利用安装在两相流管道 周围的多个电容极板对流体扫描测量，并将所测得的数据输入计算机进行成像，得到 管道某截面上的两相分布图像。一台采用８个电极的系统模型已在最近组装完毕，并进 行了对静态分布模型的成像实验。对实验结果进行了分析并讨论了上述系统改进的可能 性。     

具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法

为提升磁性纳米粒子三维成像和重构速度,降低三维重构对采样投影数据完备性要求,针对含噪声投影数据三维重构优化问题,本文提出了一种具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法（noise-robust 3D sparse sampling magnetic particle imaging,3D NRSS-MPI）. 该算法通过求解一个由MPI投影成像正向模型l₂范数和稀疏正则约束建立的凸优化问题实现3D MPI图像重构. 模型不受MPI扫描轨迹限制,为不断发展的MPI新技术提供了普适性的基础模型;建立的三维全变分稀疏算子（3D total variation sparse operator, 3D TV Sparse Operator）利用MPI先验信息提升含噪MPI投影数据三维重构的鲁棒性,且可以进行无矩阵运算,大幅提升了运算效率. 通过点源和冠状血管模型成像实验表明,在1/4欠采样下,本文3D NRSS-MPI方法可以有效消除重构图像星状伪影,获取较高的图像信噪比,同时冠状动脉重建结构相似性超过0.701,可以准确地对欠采样、有噪声的MPI数据进行快速而稳健的重建,有效缩短了4倍成像和重构时间.      

基于数字全息术的粒子定位测量

将数字全息术应用于粒子场测试,数字全息术中采用电荷耦合成像器件CCD记录全息图,采用计算机模拟再现所记录的粒子场中粒子的一些定量信息.阐述了同轴数字全息的基本概念、原理、方法及其在粒子定位测量中的应用,并进行了计算机仿真与实验研究,证明了该方法的适用性.     

Channel model of pinhole gamma camera

The pinhole gamma camera is the basis of the newly developed method of high-resolution pinhole single photon emission computed tomography (SPECT). In this paper, a pinhole gamma camera system was examined using the channel model of information theory. The model pinhole gamma camera was simplified from a noisy, lossy channel to a noiseless, lossless channel by assuming a plane source. An approximate formula of average mutual information for the pinhole gamma camera was then derived from the model. Imaging experiments validated the applicability of the analytic formula. The findings demonstrated that the pinhole gamma camera can be adequately described using the channel model of information theory, and that average mutual information can be considered a figure of merit for the optimizing design of the pinhole gamma camera.     

基于快速分裂Bregman迭代的全变差正则化SENSE磁共振图像重建

在并行磁共振成像中，由于敏感度编码(SENSE)重建过程的病态性，当加速因子增大时，其重建图像的信噪比将会明显降低.通过深入分析全变差(TV)正则化的SENSE重建模型，引入一种高效快速的分裂Bregman迭代算法来得到优化解，进而有效改善图像重建效果.分别对磁共振的体模数据和大脑数据进行仿真实验研究.结果表明，与传统TV正则化SENSE重建相比，此算法不但迭代次数少、收敛速度快，而且能够有效消除混叠伪影，提高图像信噪比并减小归一化均方误差.     

医用超声成像系统的新型数字化扫描变换器

提出了用于医用超声成像系统的一种数字化扫描变换器的新方案。叙述了方案的原理和电路。该方案的主要特点是能以简单的电路和很低的成本实现数字化扫描变换的全部功能，包括实时的 Ｂ型及 Ｍ型显示，图像冻结，与计算机的通讯和图像后处理等。给出了这种变换器的实验结果及其用在国产医用超声图像系统时得到的人体器官的Ｂ型和Ｍ型超声图像。     

光栅投影三维物体重建中的二值化方法研究

在光栅投影成像三维物体表面重建中,由于阴影和光照不均匀的影响,采用传统的时域二值分割方法,难以得到高质量的分割图象．为此,提出了两种图象分割算法：全曝光明图对比空域二值分割算法和分组最大方差空域二值分割算法．这两种分割算法主要是在空域上的每个位置同时考虑所有的二维光栅投影图,从而大大克服了阴影的影响以及光照不均的影响．实验证明,这两种方法提高了光栅投影图的二值分割质量,使得最终的重建结果更为精确,所提出的两种二值分割算法操作简单,易于实现．     

SPECT局部重建中小波去噪方法研究

针对单光子发射断层成像技术中全局图像重建时间过长的问题,提出了局部重建的思想,同时为了提高局部重建图像的质量,需要在局部重建之前,对投影图像进行噪声去除.利用基于小波变换的复数改进二元萎缩相关去噪法,对噪声投影图进行处理,并利用局部重建算法进行图像的局部重建,在保留图像细节的同时,降低了图像噪声,缩短了重建时间.利用均方误差评价标准,对去噪结果进行评测,结果表明:在局部重建中,利用该方法进行去噪处理具有良好的效果.     

X-Y工作台摩擦误差补偿方法的研究

为了降低摩擦造成的数控机床轮廓的误差,以X-Y平台为研究对象,采用数学推导、仿真和实验等方法,对摩擦误差的产生机理和补偿方法进行了研究.从瞬态响应的视角揭示了摩擦误差的产生机理,提出的数学方法能精确计算出摩擦误差出现的时机、持续时间,以及由摩擦产生的最大跟随误差.同时,提出了一种基于双脉冲补偿方波的误差补偿方法,可利用数学推导来确定补偿脉冲的参数(脉冲高度、宽度、起始位置),通过在位置指令中加入补偿脉冲可使工作台尽快脱离工作死区,快速逼近理想轨迹.数值仿真和实验结果表明,该方法将摩擦产生的突起误差高度由15μm降低为2μm,达到了较理想的误差补偿效果.     

遥感图片输入系统

高分辨率,转换速度快,低成本图象输入设备是图象处理系统研究工作者的普遍愿望.本文着重介绍了笔者研制的CCD图像输入系统的工作原理和过程;并介绍了以SDK—86单板机控制图象数据输入并存入扩展的1M×8bit存储区的方法.     

基于激光成像三维数据的目标重建

激光成像具有成像速度高、测距精度高、成本低、抗干扰能力强、可靠性好等优点,具有广阔的应用前景.比较了几种激光成像体制,重点研究了在距离选通成像体制下的数据获取、三维目标重建等内容,并提出了在距离选通成像模式下的运动补偿算法,修正了探测系统和目标相对运动时的测量误差.     

光学微扫描显微热成像系统超分辨力图像处理方法研究

为提高已研制光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力,基于改进的频域图像配准技术和凸集投影超分辨力算法,提出了显微热成像系统光学微扫描超分辨力图像处理方法。给出了该方法的原理及步骤,采用不同重构方法行了仿真研究,给出了评价参数和结论。利用光学微扫描显微热成像系统采集低分辨力显微热图像序列进行了超分辨力处理实验,实验结果表明本文提出方法的有效性,光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力得到提高从而可满足需要高分辨力显微热分析的场合。该方法还可以应用于其它不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。     

Channel model of pinhole gamma camera

The pinhole gamma camera is the basis of the newly developed method of high-resolution pinhole single photon emission computed tomography (SPECT). In this paper, a pinhole gamma camera system was examined using the channel model of information theory. The model pinhole gamma camera was simplified from a noisy, lossy channel to a noiseless, lossless channel by assuming a plane source. An approximate formula of average mutual information for the pinhole gamma camera was then derived from the model. Imaging ex...     

双光子共焦荧光显微系统成像分析及实验研究

双光子共焦荧光显微系统可以突破传统光学显微镜的成像分辨率极限,提高厚荧光物三维扫描的横向及轴向分辨力.基于共焦荧光显微原理和菲涅耳衍射公式,分析了反射式双光子共焦荧光显微系统的三维光学传递函数.讨论了在实验条件下,共焦模块参数对双光子共焦荧光读取分辨率的影响.双光子共焦荧光系统采用的共焦小孔半径为3.92 μm时,其层析能力比采用78.4 μm共焦小孔的系统提高了1.56倍.通过已知尺寸荧光物的双光子共焦荧光成像实验,验证了共焦小孔直径与系统横向及轴向分辨率的反比关系.     

肝血窦连续切片的计算机三维重建与参数测量

研究了显微生物组织连续切片三维重建及切片图象的定位技术,提出了基于重建图象的形态学参数的测量方法,并且在重建了肝血窦的三维图象基础上测量了血窦的体积和表面积,得到了三维空间中血窦的定量描述。