Fourier变换重建超声图像的研究

基于有限衍射波理论的高帧率(high frame rate，HFR)超声成像系统是通过发射平面波成像的．由于采用平面波，故成像区域为矩形．为了得到扇形成像，提出了一种更一般化的Fourier重建图像的方法，它同样基于一次发射就可重建超声图像．与原HFR方法不同的是发射声场可以是非平面波．在非平面波声场中进行了计算机仿真．由于采用了由零阶汉克尔函数所定义的圆柱场，获得了具有扇形形状的超声图像，仿真结果显示了新方法的有效和更具有一般性的特点．     

合成发射孔径超声成像系统的仿真

以提高超声成像系统帧率为目标,讨论了一种新的合成孔径成像方法,即合成发射孔径成像方法。给出了该方法的原理,利用美国密歇根大学生物医学超声实验室提供的实验数据,在分析和仿真的基础上,讨论了合成发射孔径成像方法的性能。结果表明,合成发射孔径方法在提高成像帧率的同时,能保证图像的质量。     

一种双站合成孔径雷达的高分辨率成像与合成方法

针对合成孔径雷达难以提高系统固有分辨率,分析了双站合成孔径雷达之间的频谱关系,提出了一种距离向分辨率自动合成方法.基于该方法,双站合成孔径雷达高分辨率成像处理流程可以分为2步:首先,采用改进的双站非线性Chirp-Scaling算法得到高质量的子图像对;然后,利用子图像对之间存在的频谱偏移关系,利用分辨率自动合成算法将子图像对合成为分辨率更高的图像,从而完成双站合成孔径雷达的高分辨率成像处理.仿真结果表明,该处理技术及成像方法可以得到较好的高分辨率成像效果.     

基于有限衍射波的合成孔径三维超声成像

现有的三维(3D)超声成像由于受到二维(2D)传感器工艺复杂和传统聚焦成像中声波传播时间的限制,成像系统帧率和分辨率都比较低.为此提出了基于有限衍射波的合成孔径成像方法,该方法使用一维(1D)传感器发射有限衍射波声场,采用合成孔径技术对整个目标区域回波信号综合处理,利用Fourier变换进行成像.计算机仿真结果表明,该方法可以用来成像.在当前成像方法中,该方法可以同时获得较高的帧率和分辨率,并且降低了对传感器的要求,具有较大的发展应用空间.     

偏振干涉成像光谱仪中CCD的成像分析

光谱仪采集目标像的干涉图最终需要通过CCD系统来成像,为了能得到更高的图像分辨率和成像质量,需要不断优化CCD成像系统。偏振干涉成像光谱仪CCD成像系统一般包含两个部分：一是通常所说的光学成像系统,另一部分是CCD图像传感器采样记录系统。本文通过分析和描述CCD的采样过程。来讨论光谱在CCD成像过程中的频谱传输特性,并论述由于离散采样过程带来的频谱混迭对CCD成像系统中成像质量的影响。     

提高高帧率超声成像系统算法效率的研究

在高帧率超声成像算法中 ,对回波信号进行有限衍射波束加权处理占用了成像中大部分计算时间 .论文通过讨论高帧率超声成像系统中有限衍射波加权处理接收信号的物理意义 ,提出了一种提高加权处理算法效率的方法 .计算机仿真结果表明它可以在保持成像质量前提下 ,有效减少加权处理计算量     

有限衍射波高帧率超声成像研究综述

对高帧率超声成像方法进行综述,介绍基于加权处理的高帧率成像方法、改进的高帧率超声成像方法、基于方波加权的高帧率成像方法和其他形式的高帧率成像方法,还分析了高帧率成像方法中的阵元数量、图像质量与帧率等问题.     

基于改进对数频谱差方法的超声衰减成像

给出了一种基于改进对数频谱差算法的超声衰减成像方法。不同于对数频谱差算法中以扫描数据包络信号的极值点进行数据分割,该方法先估计扫描回波数据与发射波的相关系数,并把其作为特征参量来对扫描数据进行分割。制备了3个含不同衰减粒子的仿组织模块,并测量其衰减系数,实验结果验证了本文方法是可行的。最后对仿组织模块进行超声衰减成像,得到的模块衰减图像进一步验证了本文方法的准确性。     

应用于成像系统的高矢高透镜阵列制备

在移动掩模光刻技术的基础上,本文提出一种可用于成像系统的高矢高透镜阵列制备的二次光刻方法。二次光刻分别用于减小抗蚀剂表面粗糙度和借助移动掩模光刻制备高矢高透镜阵列。通过这种方法,我们成功制备了矢高254 mm的透镜阵列。透镜矢高约为传统移动掩模光刻技术制备透镜阵列矢高的二倍。进而,制备的透镜阵列被用于集成成像系统,获得了高质量的三维图像。这一结果很好的证明了该种二次光刻方法可用于成像系统高矢高透镜阵列的制备,具有较好的应用前景。     

基于虚拟阵元设计的稀疏基阵的水下正视声学成像

成像帧速率低、系统复杂是声学传感器基阵水下正视声学成像方法存在的主要问题.提出一种基于稀疏传感器基阵成像的方法,能提高成像速率和降低系统复杂性.该方法通过虚拟阵元技术优化设计2-D稀疏传感器基阵,并采用发射基阵同步发射编码信号和接收基阵同步接收回波信号的收发方案.仿真结果表明:与多子阵成像方法比较,该方法能够减少系统的复杂性和保证成像质量.     

面向信息化战争的成像系统及其关键技术

信息化战争强调全频谱的信息控制与运用,同其他类型相比,图像信息具有直观性强和信息量大的特点.现有的主要成像体制有可见光成像、红外成像、激光成像和雷达成像,它们广泛应用于各类侦察监视平台,已经成为获取目标信息的一种至关重要的有效手段.伴随着材料和工艺技术的发展,各类成像系统在图像质量、信息传输和目标识别方面取得了长足的进步,但仍有不足.为了适应信息化战争的对抗要求,新型成像系统应着力解决软硬件中面临的问题,特别是信息融合和数据链技术,而微小型化、网络化、智能化应该是其主要发展方向.     

磁性纳米粒子成像高灵敏度正交接收系统

本文通过有限元分析设计高灵敏度磁性纳米粒子成像正交接收系统,提升MPI信号检测灵敏度和磁场匀质性,用于预临床小动物级MPI成像。设计的正交接收线圈组新增加x向接收线圈,并且在z向优化了成像视野面积与接收灵敏度,在预临床小动物级MPI成像平台中经过仿真验证、制备、调试、校验,完成了模型成像和小动物成像实验,结果表明本文方法有效提升了图像质量和图像对比度.      

基于多线接收的延时乘累加超声波束形成算法

基于超声成像对于高帧频的需求特性，提出了一种基于多线接收的延时乘累加(multi-line acquisition delay multiply and sum， MLADMAS)超声波束形成算法.该算法首先借助于多线接收技术，由一条传输线得到多条合成传输线，再利用复杂度更低的延时乘累加算法，并行进行波束形成操作，以得到多条接收线输出结果.仿真实验结果表明，与传统的延时叠加算法相比，MLADMAS算法能在将帧频提高两倍的同时，得到质量更好的图像，其评价指标FWHM，PSL和CR分别提高了28.49%，26.29%，26.06%.当使用幅度变迹时，MLADMAS算法的性能进一步改善.     

基于双向预测插值的多维矢量鬼成像视频

为了进一步提升运动物体鬼成像视频的质量,根据视频中每帧都具有相关性的特点,提出了一种基于双向预测插值的多维矢量鬼成像视频的实时成像算法.即运用具有能量集中特点的多维矢量Walsh变换,将总数一定的Walsh基图样分成更少的组,使每组的有效基图样翻倍,再分别作用于目标物体,重构后得到数量少但成像质量更好的隔帧图像,再通过双向预测插值得到中间帧.使用该算法作用于像素为64×64的目标物体,可在实时状态下实现运动物体鬼成像的视频.在采样数量和采样时间不变的情况下,可实现高质量重构,得到了品质更好的鬼成像视频.     

新型宽带匹配网络在双路宽光谱AOTF成像技术中的应用

基于双路AOTF的宽光谱成像技术在偏振成像光谱仪中得到应用,其成像质量受AOTF衍射效率、光谱带宽等影响。其核心部件超声换能器阻抗失配时导致驱动功率无法最大限度的传递给换能器,使AOTF光谱衍射效率降低,3dB光谱带宽变窄,影响光谱图像有用信息的获取。采用压缩回波损耗技术,设计了一种基于LC拓扑结构及组合臂的宽频带、光谱衍射效率高的新型匹配网络。最终测得AOTF的光谱衍射效率最高达94％,光谱带宽小于5nm,提高了在420~1150nm波段范围内的光谱衍射效率及分辨率,实测目标的成像质量得到明显改善。     

基于FPGA的高帧频CCD成像系统设计

为满足机器视觉对于相机的高速、高分辨率要求,设计了一种基于帧转移CCD、FPGA以及千兆网的高帧频成像系统。在系统总体结构的基础上,介绍了图像传感器的外围驱动电路设计、图像传感器驱动控制模块、图像数据高速缓存模块以及千兆网数据传输模块。测试结果显示,系统初步具备了产生1 K×1 K分辨率下94 f/s的驱动时序,同时千兆网传输带宽也初步满足了系统要求。     

空间目标光子数密度对斑点成像的影响

空间扩展目标斑点成像的质量受到短曝光像中光子密度的限制.通过有限光子数短曝光像的模拟,对短曝光像频谱信噪比进行了计算,研究了有限光子数下大气光学系统传递函数的估计方法,光子数有限时目标振幅谱和相位谱中的有偏项影响,点源目标恢复图像的信噪比和动态范围.实验结果表明,根据斑点成像系统的参数,可以定量地确定光子密度、短曝光像数目和恢复图像的质量(分辨率)之间的关系.