基于非相干数字全息的多光谱成像技术

结合菲涅耳非相干数字全息和光谱成像技术的优点,提出能同时获得物体三维空间信息和光谱信息的四维成像系统,即在非相干数字全息系统中引入可调滤波器.在非相干光源照明下,记录三维物体在不同记录波长下的全息图,经数值处理获得物体不同波长的再现像.从波动光学的角度分析了该系统的点扩散函数,给出了再现距离与记录波长之间的关系.采用该系统对分辨率板单通道成像实验和多光谱成像实验进行了验证.     

衍射成像有频域中的描述

从理论上讨论了从单色光照明到相干，非相干以及部分相干照明情况下，由单透镜成像到多透镜的成像系统。在频域中用光学传递函数描述了光通过衍射受限系统后的成像特性。     

基于OCT图像的组织散射系数提取方法及其应用

采用自制频域光学相干层析（OCT）系统对大鼠的正常和疮伤皮肤进行成像,轴向分辨率为8 m,探测深度3 mm,根据组织对光的吸收特性和OCT成像系统的共聚焦特性,建立了A-scan方向图像灰度随探测深度的单次散射-点扩散函数模型. 利用模型中的散射系数作为量化皮肤疮面诊断的光学评价指标. 测量了正常与疮伤皮肤在各阶段的皮肤衰减系数,证明衰减系数能够定量区分正常与疮伤皮肤.     

光学相干层析成像的原理、应用与发展

[目的]鉴于光学相干层析成像的微米量级空间分辨率、三维实时成像、非接触式探测等优点,分析光学相干层析成像当前的应用与发展,整理光学相干层析成像的研究进展.[方法]在系统查阅相关文献与研究成果的基础上,结合理论、公式与仿真等,从原理、应用以及发展等方面对光学相干层析成像进行综述.[结果]阐述了光学相干层析成像在时域、频域的分类与基本原理,列举了空间分辨率、成像深度、成像深度和灵敏度等性能参数,讨论了该成像技术在眼科、皮肤科、牙科领域等方面的应用,并进一步论述了该成像技术在并行探测、复频域重建、功能成像、多模态成像以及结合人工智能等方向的发展.[结论]研究与发展光学相干层析成像,有助于实现在生物医学成像领域尤其是眼科中的智能诊断、远程医疗等方面的进一步应用.     

双光瞳系统的光学传递函数和扫描全息术

在单光瞳图像处理系统中，扫描系统与非相干成像系统具有等价性，在此基础上设计了图像处理系统中的双光瞳处理系统，并推导出了该系统在聚集和离集时的光学传递函数，提出了离集时该系统在光学扫描全息术中的应用。     

菲涅耳微透镜衍射光学性能测试

基于微透镜阵列的基本光学原理,建立了一套评价微透镜光学质量的微光学测试系统.该系统可以测量微透镜的点扩散函数、衍射效率、焦长等特征性能参数,从而可以有效地对微透镜阵列进行评价.讨论了微透镜的各种参数的基本概念和测量方法,同时分析了测量中的误差影响因素.     

光学相干层析成像系统与实验研究

从光学相干层析成像(OCT)系统结构出发,介绍了OCT系统的成像原理,组建了OCT系统,实现生物组织表面的层析扫描成像,并对系统的性能和结果做了分析。     

自适应光学的眼科学应用

简述了自适应光学的基本原理，结合实验室的工作，介绍了自适应光学技术在人眼成像及视觉研究领域的应用，总结了在人眼像差测量和眼底泛光照明成像方面的工作，详细报道了在自适应光学相干层析技术和自适应光学视觉仿真器这两方面进展，给出了最新的实验结果．     

高精度测量光学成像系统畸变的一种新方法—数字图像相关法

用光学成像统对物体的线度或面积进行非接触式高精度测度时,必须考虑成像系统的畸变,并对畸变进行高精度的全场测量,本文提出用数字图像相关技术高精度测量光学成像系统的畸变。     

一种非接触式表面形貌测量系统的研究

介绍了一种非接触式的表面三维形貌测量系统，该系统采用了光学离焦原理中的象散法．从激光束光学中简洁的ＡＢＣＤ定律出发，分析并获得了系统的特性曲线，这比采用几何光学方法得到的结果更接近实际情况．在±５μｍ的线性范围内，系统的噪声在±６ｎｍ范围内．通过对几种标准样板的实测，得到了与实际相符的结果．最后给出了表面三维形貌的测量结果．     

医用电阻抗成像系统的模块化设计

电阻抗成像是一种新的无损伤的功能成像技术．采用模块化设计,建立一种基于物理模型的医学电阻抗成像硬件系统．该系统主要有恒流源模块、驱动模块、测量模块、信号处理模块、控制和成像模块组成．该系统通过测量被测目标表面电信号并进行分析和处理,再通过逆问题求解,重构出电阻抗分布图像．实验表明,该系统设计合理,工作稳定,具有实时检测、使用方便及扩展性强等特点．     

Near-infrared absorption imaging and processing technologies based on gold nanorods

Noble metal nanoparticles with localized surface plasmon resonance (LSPR) properties are widely used as optical sensors in biochemical detection and medical diagnosis. In this paper, we propose an effective determination method to measure the LSPR absorption intensity of gold nanorods (GNRs). A near-infrared (NIR) imaging system is established, and an NIR absorption image of the multiple samples of the colloidal GNRs is captured. Then, the LSPR absorption intensities of these samples are obtained by calculating the average grayscale of the target areas based on the NIR image processing technology. By using this method, the LSPR absorption intensities of the multiple samples are determined all at once, and their accuracy is as high as that obtained by using spectrophotometry. These results suggest that this method is an efficient multi-channel determination technique with high-throughput sensing applications.     

面部三维形状的光波调制图象测量方法

提出了一种图象光波调制三维形状全场数据的测量方法，该方法尤其适用于人面部这类光滑曲线面的无接触测量场合，并且在精度，速度，智能化方面具有很强的适应性，结合图象处理技术，可构成自动化较高的实用测量系统，文中对方法的原理及系统的构造了进行了论述，并给出了测量实例。     

Operation of the main steam inlet and outlet interface pipe of a nuclear power station

A method is proposed to measure the process margin of the main steam inlet and outlet pipe of a nuclear power plant by using an industrial photogrammetry system.This method includes steps of preparation, image acquisition, image processing, and result analysis, as well as the final process-ing margin analysis, and so on.In particular, it suggests a specific method for target-point layout and design of shooting network for the main steam inlet and outlet pipe measurement, and then uses a method of sub-section photography and collation to measure the inner and outer surfaces of the nu-clear power interface pipe.The machining tolerance analysis shows that the method can effectively test whether the machining tolerance data of the interface pipe' s top surface, outer surface and the inner surface reach a critical value, which provides a reliable reference for the next step in this process, and it is a type of machining tolerance detection method worthy of popularisation.     

新型冷轧带钢表面缺陷在线检测系统

提出一种新型冷轧带钢表面缺陷在线检测系统的体系结构并说明其工作原理．采用多台面阵ＣＣＤ成像、几何分段、数据合成的检测方法．选用先进的高速数字信号处理器（ＤＳＰ）作数字图像处理平台，构成了并行工作的多ＤＳＰ的主从式信号处理系统．该系统已在线运行．     

数字图像相关的不锈钢真实应力应变关系测量

工程上广泛应用的名义应力应变曲线,在材料发生大变形时,由于应力和应变不再沿着试件均匀分布,因而不能真实反映材料在塑性阶段的本构关系。在不锈钢标准板的拉伸试验中连续采集试件散斑表面的数字图像,采用数字图像相关技术对序列数字图像进行相关运算以获得其每个变形状态下的变形场,得到了整个拉伸过程中试件的变形形态。以光学虚拟引伸计的方法分别测量横向和竖向的实时应变数据,结合体积不变理论计算得到真实应力应变曲线。采用Johnson-Cook材料模型对真实应力应变曲线进行拟合,得到了塑性本构关系;最后根据以上实验结果和真实应力应变曲线获取了材料的力学特性参数。实验结果表明了基于数字图像相关方法对不锈钢真实应力应变关系测量的有效性和可靠性,对实验结果的真实应力应变曲线后处理,获得不锈钢材料的弹性模量为169 GPa,屈服强度为236.8 MPa,并获得了Johnson-Cook简化模型的所有三个参数A、B和n的数值。     

Blurred Defocused Image Restoration Based on FRFT

A technique for restoring the blurred image resulted from defocusing of the lens is proposed in this paper, which is based on fractional Fourier transform （FRFT）.The FRFT, as a powerful tool for the analysis of time-varying signals, is closely connected with the optical imaging system. FRFT also can describe optical imaging process just like Fresnel diffractions, so a defocused imaging model based on FRFT is established to explain the blur phenomena of defocusing image. The defocused imaging model is greatly different from the traditional point spread function （PSF） model, and enables to uncover the blur nature of non-focus image. Then, an image restoration method using the novel model is proposed to handle the blurred defocused image. The method adopted a new iterative phase retrieval approach which can approximately estimate phase signals from intensity signals of a single defocused image by means of FRFT. Restoring image may acquire sharp image by implementing inverse FRFT on complex image signal made from the estimated phase signals and intensity signals. Experimental results demonstrate that the method is effective in restoring blurred defocused image.     

阈值取值对CT影像边缘提取的效果研究

阈值选取是图像边缘提取过程中必不可少的步骤,适当的阈值取值使得CT影像边缘部分准确明显地表示出来,可为医学影像的后续处理分析提供好的素材.本实验从二值化图像函数入手,通过计算医学影像均值、标准差、显示灰度直方图,求取影像前景面积和图像逻辑运算分析不同阈值对医学影像边缘提取效果的影响,并使用通用的边缘提取算法对不同阈值影像提取边缘,实验结果发现值为0.2时边缘效果最佳.     

基于Fermi架构的超声图像自动增益补偿并行算法

 在医学超声成像系统中由于超声波在人体组织内传播会发生衰减,需要对超声图像进行有效的增益补偿,使超声图像的显示效果更好。但大多数自动增益补偿算法在处理时涉及大量的复杂计算,成为临床实时成像系统中的一大性能提升瓶颈,为此提出了一种基于高性能并行计算平台Fermi架构图形处理单元(GPU)的自动增益补偿并行处理算法。本算法主要的处理流程有数据预处理、区域类型检测、组织强度计算、二次曲面拟合以及自适应增益补偿等部分,核心的并行算法设计包括了粗粒度的并行均值滤波、局部方差系数的并行计算、优化的矩阵转置并行实现以及基于LU分解的粗粒度的矩阵求逆的并行实现等方面。数据测试结果显示,与基于CPU的实现相比,采用Fermi架构的GPU处理不仅可以得到完全一致和较好的增益补偿效果,而且可以取得较大的加速效果,满足实时系统需求,对512×261的图像数据能够达到427帧/s的高帧率,速度提高了大约267倍。     

射频成像GIF技术的瞄准点选择算法

为提高射频成像制导引信一体化(GIF)技术起爆控制精度,提出精确的目标瞄准点实时判别算法. 本算法首先进行雷达图像统计学建模,设计三峰值Gauss函数对图像进行直方图规定化处理,以改变灰度值分布,削弱相干斑噪声的影响;然后利用统计排序滤波器滤波,并采用Ostu方法进行阈值处理,结合形态学方法得到目标轮廓;根据图形学中凸包的概念,计算凸多边形质心即为目标瞄准点. 理论分析和仿真结果表明,本算法时间复杂度低,可精确确定瞄准点,为提高射频成像制导引信一体化起爆控制精度及引战配合效能提供了新途径.