厚样品电子断层成像中的电子透过率非线性效应

为提高透射电子显微术中厚样品电子断层成像的质量,研究了电子透过率与样品质量厚度之间的非线性关系对厚样品电子断层成像的影响.在微米量级厚样品电子透过率实测结果的基础上,通过计算机模拟生成系列投影像并进行了图像重构.模拟结果表明,电子透过率的非线性会在重构结果中产生伪结构,投影值偏离量随投影位置的变化率与伪结构相关.进一步评价了样品在不同倾斜角度范围时电子的非线性透过率对图像重构质量的影响,发现这种影响随样品倾斜角度增大而增强,并有可能降低图像重构的质量.     

X射线与胶片作用的定量分析

介绍一种测定工业射线胶片重要参数 (感光度、平均斜率及增感系数 )的方法 .通过一次射线曝光获得 14对光学密度与曝光量的对应值 ,用这一组数据就可得到一条完整的特性曲线 ,从曲线上可求出胶片的感光度、平均斜率、灰雾度、宽容度和最大黑度 (即最大光学密度 )等参数 .如果曝光时在胶片的一半加上增感屏 ,还可同时获得有增感屏时的特性曲线 ,从两条曲线上可求出胶片加铅箔增感屏的增感系数 .测量了不同电压下的增感系数 ,结果表明 ,随着管电压的增加 ,2 0 0kV后 ,增感系数快速增加 .     

电子显微镜成像质量与样品倾斜角度关系的数值化评价

提出用计算图像点扩散函数的等效面积(归一化点扩散函数值大于等于0 7071时所对应的自变量定义域的面积)的方法来评价电镜图像质量,用此方法对一组实际的用于三维重构的超高压电镜图像的质量进行了分析,从计算值上得出电子显微镜成像质量与样品倾斜角度的关系.在样品单轴旋转的条件下,随着样品倾斜角度的增加,电镜图像质量下降;倾斜角度大于60°时,图像质量急剧下降.30°、60°和70°时的点扩散函数的等效面积分别是0°时的2 5、4 5和11 7倍.这种镜像质量随样品倾斜角度(尤其是角度大于60°)增加而变差的效应,将限制通过增大样品倾斜角度范围来提高三维重构分辨率的效果,同时表明电镜三维重构中样品的倾斜存在最佳的角度范围.     

用于三维重构的相机标定算法

为了从物体的二维图像参数中得到三维重构模型,需要通过相机内部参数,建立真实物体与对应成像物体的关系模型,提出一种借助双平面镜进行三维重构的相机自动标定算法.通过两个普通平面镜获取被摄物体的5个不同角度二维图像投影,自动标定算法依赖物体的投影轮廓线计算相机内部参数.试验结果表明,通过相机自动标定算法获取轮廓和相机的参数信息,能有效地实现基于视觉外壳算法的三维重构.     

基于多幅不同曝光量照片的场景高动态范围图像合成

提出了一种恢复相机成像系统光照响应曲线,合成场景高动态范围图像的方法.在满足光学成像系统相反法则的前提下,利用多幅同一场景不同曝光量的照片图像,结合最小二乘原理和B样条函数拟合方法,恢复了相机的光照响应曲线,获得图像中像素值与曝光量之间的映射关系,进而将不同曝光量的场景照片图像融合成一幅高动态范围图像.图像中的像素值与场景中对应点的真实亮度值成正比,扩大了场景图像的表示范围,增加了场景图像中高亮区和暗区的细节特征.实验表明,合成的高动态范围图像效果满意.     

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.     

基于灰度图像的曝光量估计方法

针对宽范围光照场景下成像系统存在的曝光不足或曝光过度的问题,以灰度图像的灰度直方图为基础,计算平均灰度,依据峰值灰度和灰度图像两侧是否存在零像素区域,估计图像曝光量效果是否恰当．研究了图像灰度直方图的灰度分布与曝光效果的关系,应用估计方法给出了曝光系列图像的实验结果．实验结果表明,此算法能够计算估计出图像的曝光效果,无需数据库支撑,复杂度低,易于实现．     

多轮廓三维立体视景图像的投影检测算法

针对多轮廓三维立体模型进行高精度建模中,因为视觉切换和光线强度衰减产生斑点和投影,需要进行投影检测分离,提高图像品质的问题,提出一种基于相似度特征纹理分割的多轮廓三维立体视景图像的投影检测算法.该算法先根据已知的多轮廓三维模型雏形对所有的建模点进行遍历建模分析,再对遍历后的建模点进行模型重构,构造含积分递推多项式的平面起控基函数,最后采用多轮廓图像的曲线混合函数初始化检测模型,得到改进的三维立体视景图像投影检测迭代方程,用相似度特征纹理分割方法实现对视景图像的投影检测改进,解决了图像投影检测不准确的问题.仿真结果表明,该算法能有效实现对图像的投影检测分离,图像成像保持度更好,提高了图像成像品质.     

三维重构仿真平台

基于运用Radon理论的三维重构,建立了三维重构软件仿真平台.该平台采用VC 和MATLAB混合编程,可以生成多种样品模型及其不同倾斜角度条件下的投影像、计算对应不同样品倾斜范围的系列投影像的重构图像以及显示投影像和三维结构的表面及断层图像.实验结果表明:该系统具有精度高、运行时间短、使用方便等优点,能够运用且目前已成功地应用于电子显微术三维重构的研究中.     

一种新的非线性相机模型标定方法

提出一种新的非线性相机模型标定方法.该方法考虑各种成像误差,用二元函数的多项式建立成像误差模型,用一个中间变量代替非线性畸变因素.在已知至少6个不共面点的空间坐标及对应的图像坐标,利用线性算法求解出非线性畸变模型的投影矩阵,用修正后的投影矩阵进行三维重建.实验结果表明,整个修正过程避免非线性方程的求解,10个修正参数由线性方程组一并解出,修正模型三维重建的精度整体得到提高.     

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     

在8计算机层析技术中投影数据的多目标优化

在8计算机层析技术（CT）中,优化投影数据是改善重建图象质量的有效途径。为减弱噪声等因素对投影数据所造成的模糊,也为了寻求最佳唯一图象,为此以模糊数学和决策理论为基础,通过建立投影模糊指数函数及平方误差模糊指数函数,提出了一种称为多目标优化的新的模型,对投影数据进行优化。实验验证在微机上完成,首先在给定图象上作仿真采集并将所得投影数据加高斯噪声,然后用含噪声的及经多目标优化的两类投影数据分别完成图象重建,并把所得结果作对比分析。实验结果表明,所提出的多目标优化模型有较强的抗噪声能力,理论和实验有较好的一致性。     

过程层析成像传感器配置的仿真研究

对过程层析成像传感器配置进行了模拟研究 ,分析了传感器尺寸、阵列间距和传感器扫描步进角度对重建图像质量的影响。根据滤波反投影法重建了图像 ,并给出了相应的成像结果 ,绘出了空间图像误差曲线 ,分析了传感器配置各因素对重建图像质量的影响。     

不完全投影数据的最大熵再投影图象重建

针对某些被测物对部分射线“不透明”致使相应投影数据丢失情况,提出了最大熵再投影的图象重建新算法,经通用微机上仿真对比实验,重建图象质量优于传递的最大熵法。     

电阻抗层析成像系统"软场"非线性特性 --基于统计的方法

基于图方法与均匀设计方法，分析了电阻抗层析成像系统中的非线性特性．定义了非线性度。研究了圆域内两子区域的参数变化。采用正态图及半正态图方法分析了5因子2水平的情形，采用8因子6水平进行均匀设计，“最坏”情形的非线性度为-93．265％，并采用基于灵敏度矩阵的双共轭梯度法进行图像重建．结果表明，由于灵敏度矩阵法将各区域的电导率变化与测量电压变化存在的非线性关系线性化，忽略了EIT系统中由于“软场”性质引起的耦合效应，导致图像质量降低及迭代次数不确定；由于不同子区域间的耦合效应，尽管控制迭代次数可实现部分补偿，但基于灵敏度定理的迭代重建算法仍有其局限性，难于重建精确图像．     

单道流路中样品分散与管路体积的关系

论文经推导和实验证实,单道流路系统中样品分散与管路体积的关系可表示为线性关系,对应于流出曲线极大值的流体元一经分散,分散系数的增量与所通过的管路体积的增量成正比,在一合适的范围内,一细反应管可用另一管体积相同而管径不同的细反应管替换,若其他实验条件不变,样品分散系数保持不变。     

图像合成在超声兰姆波层析成像中的应用

在兰姆波层析成像中, 由于数据采集系统结构的局限性,致使所得数据不完全,从而引起重建图像的质量下降.图像合成是一种重要的增强图像信息的方法.将图像合成技术引入兰姆波层析成像中,在不同换能器布置方式下对含缺陷板材进行采样,并利用联合迭代重建(SIRT)算法重建缺陷,然后使用均值合成、平方根均值合成和几何均值合成法分别对所获得的图像进行合成.实验结果显示,合成之后的图像视觉上更接近于缺陷的真实形状,而通过对图像质量参数的定量化分析进一步证实了合成之后的图像质量得到显著改善.