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.     

X射线显微术及其进展

综述了X射线显微成像机理 ,成像光学元件 ,记录介质 ,X射线显微术的分类 ,辐射损伤及三维信息的获取等 ,并预见X射线显微术的发展趋势。     

X射线显微术及其进展

综述了X射线显微成像机理，成像光学元件，记录介质，辐射损伤及三维信息的获取等，并预见X射线显微术的发展趋势。     

光学显微三维成像特性的实验研究

讨论了激光共焦扫描显微镜的三维超分辨率成像特性,通过实验论证了在理论分析上所具有的三维超分辨率成像特性.理论分析和实验结果表明这种新的显微系统可以成高分辨率的二维层析图像并重构成三维图像.     

一种改进的离焦模型

针对常用的圆盘模型和高斯模型修复离焦图像时不能用于自动图像处理的问题,提出一种改进的离焦模型。该模型根据离焦图像的圆对称性,估算离焦的点扩散函数及其参数,以其描述离焦现象。基于该离焦模型实现了一种离焦模糊图像复原算法。实验结果表明,与采用圆盘模型和高斯模型的离焦模糊图像复原算法相比,该模型的图像复原结果更优。     

共焦扫描显微成像系统的部分相干光学传递函数

共焦扫描显微成像系统（ Ｃ Ｓ Ｏ Ｍ） 是以共焦原理为基础,集扫描技术和数字图像处理技术为一体的高精度的成像系统。系统空间滤波器孔径大小和探测物体的离焦量大小都会影响系统的成像质量,这反映了系统的光学传递函数（ Ｏ Ｔ Ｆ） 有着明显的变化。导出了 Ｃ Ｓ Ｏ Ｍ 系统的部分相干 Ｏ Ｔ Ｆ,并给出了不同离焦量的 Ｏ Ｔ Ｆ 变化曲线。     

模糊遥感图像总变分优化恢复方法

 针对遥感图像在成像与传输过程中的退化而导致的图像模糊与噪声干扰,提出了一种基于调制传递函数（MTF）估算与总变分优化的图像恢复方法。通过分析调制传递函数曲线的幅频特性,阐释了基于MTF的遥感图像恢复机制,为抑制噪声干扰和扩大适用范围而采用了一种新的MTF曲线分段逼近策略,并以实验结果验证了该方法较之常规模型的优越性。进而,针对噪声条件下模糊遥感图像的恢复问题,采用改进的快速总变分优化方法实现了对强噪声模糊遥感图像的有效恢复。实验结果表明,本文提出的恢复方法能够在有效抑制噪声的同时更好地保留图像细节和纹理信息,为强噪声干扰模糊遥感图像的恢复处理提供了高效的解决方法。     

单镜头运动颗粒三维定位方法

在光学离焦测距原理的基础上,提出一种采用单镜头双相机的运动颗粒三维定位方法,搭建图像法颗粒测量装置,并就图像离焦模糊度与颗粒深度位置关系进行理论和试验研究。系统采用分光棱镜连接1个镜头和2个相机,使用信号发生器实现两相机的同步拍摄,通过接圈调节相机与镜头的距离,获取同一时刻同一物体不同模糊程度的2张照片,根据模糊度的对比获得颗粒的深度。试验中选取2个图像传感器与镜头距离的差值为4.2 mm,采用静止圆点进行离焦测距系统试验验证,相对误差在10%以内,并采用该系统对电解食盐水产生的气泡进行三维离焦测距试验。研究结果表明:该方法可行性良好;该装置可解决单镜头拍摄颗粒场的离焦二义性问题,实现无参考物条件下运动颗粒场的深度重构。     

基于离焦图像模糊分析的微装配力测量

提出了一种基于机器视觉的微装配力测量新方法.拍摄微夹持器受力变形时的离焦模糊图像,通过建立微夹持器变形力和离焦量之间的关系模型,把求取变形力的问题转化为求取离焦模糊图像的离焦量问题.采用粗精两步计算来求取模糊图像的离焦量,并利用微夹持器的变形曲线来拟合,拟合得到的曲线的参数即为变形力的函数,从而求得变形力.仿真实验证明了所提出的方法的有效性.     

活体细胞三维荧光图像恢复中的荧光衰减补偿

针对三维荧光显微镜成像中的光致漂白效应导致的图像质量下降问题，提出了一种荧光衰减曲线测量方法，并基于测量的荧光衰减曲线给出双指数曲线拟合，将拟合曲线用于活体细胞的三维荧光图像恢复．在此基础上给出期望最大化算法国像恢复结果，并对恢复结果做出分析．结果显示本文的方法可以对三维荧光显微成像中存在的荧光衰减进行有效补偿．     

2013-16 科技要闻

三维相干衍射成像领域取得新进展山东大学晶体材料国家重点实验室江怀东等利用三维相干X射线衍射成像技术和软X射线显微技术,实现了原位定量研究地幔橄榄石矿在纳米尺度上的微观结构,在高压材料研究方面取得重要进展。相干X射线衍射成像作为新兴的高分辨显微成像方法,利用     

测量被动成像系统光学散焦的一种新方法

提出了一种测量被动成像系统光学散焦的新方法．不必测定光学系统的内部参数，只要改变成像镜头的光圈系数，对同一景物获取两幅不同散焦程度的数字图像，采用频域约束的最小二乘法，从离焦光学系统所成的两幅光学散焦图像中，就可计算出反应散焦变化的传递函数．对该方法进行了较详细的数学推导，得到了一些实验结果．     

测量被动成像系统光学散焦的一种新方法

提出了一种测量被动成像系统光学散焦的新方法，不必测定光学系统的内部参数，只要改变成像镜头的光圈系数，对同一景物获取两幅不同散焦程度的数字图象，采用频域约束的最小二乘法，从离焦光学系统所成的两幅光学散焦图像中，就可计算出反应散焦变化的传递函数，对该方法进行了较详细的数学推导，得到了一些实验结果。     

用二元树复小波变换法实现离焦图像的半盲复原

提出了一种基于二元树复小波变换和神经网络的半盲离焦图像复原算法,首先利用二元树复小波变换和特征值分解提取图像的特征矢量,将该矢量用来训练小波神经网络,利用训练好的网络估计离焦模糊参数.由此获得点扩展函数,用Wiener滤波完成图像的复原.实验结果表明,该方法能有效地估计离焦模糊参数和复原模糊图像.     

运动、离焦的传递函数

介绍了光学滤波的基本原理 ,对运动和离焦的光学传递函数进行了分析与研究 ,并对光学处理方法作了讨论 .     

多靶材X射线显微镜在轻质样品成像中的应用

搭建了基于SEM(Scanning Electron Microscope)的多靶材X射线显微成像系统,并对其成像原理进行了分析,改装后的X射线显微成像系统可以通过切换靶材来实现对低能X射线的能量调节,进而实现对轻质样品不同区域的高分辨率、高对比度成像;在现有的平台上,分别使用铝、铬、钨3种靶材对杨树叶和蚂蚁样品进行了DR(Digital Radiography)成像实验,并且对几种靶材的DR成像结果进行了分析.结果表明:使用铝靶材对样品的轻薄(～100μm)、边界区域进行成像,容易获得较好的对比度;而铬、钨靶材则可以在样品较厚(小于1 mm)时获得较好的衬度.     

X射线显微成像中的光子统计噪声分析

光子统计噪声是X射线显微成像中影响图像质量的主要因素之一,它对图像质量的影响一般用信噪比来描述.研究表明,X射线显微图像的信噪比随着入射光子数的增加而增加;但由于X射线会对样品带来损伤,所以实验中要求尽量减少入射的X光光子数.但是传统的基于经验数据的罗斯判据并不能给出客观的答案,特别对经过图像减影处理的带噪图像,罗斯判据并不适用.这里提出"区分概率"的概念对罗斯判据进行分析和改进,有助于找出所需最小入射光子数.将区分概率运用到图像减影法中进行模拟,求出此图像处理方法下所需最小入射光子数.最后得出区分概率在0.4时是图像中物体与背景部分得以区分的一个较合理阈值的结论.     

X射线诊断机成像质量的检测控制

阐述了基于X射线诊断机成像质量检测控制的重要性,结合X射线发生原理、本质,介绍了X射线光学成像性能检测和X射线诊断质量检测的参数、方法及评价标准.     

基于遗传BP神经网络的COSM图像复原算法

提出了一种基于遗传BP人工神经网络的COSM图像复原算法,利用BP神经网络的学习记忆和泛化能力,通过用一组COSM样本图像对网络进行训练,建立含有离焦模糊的模糊三维图像与清晰三维图像之间的非线性映射关系,然后利用训练好的BP神经网络对待复原的COSM图像进行复原处理,从而实现COSM图像复原.复原的三维图像无论在主观视觉还是定量分析上都取得了很好的效果.与传统的图像复原算法不同,该算法免去了解卷积等复杂的运算,不存在病态问题,可广泛应用于模糊图像的复原中并且效果较好.     

基于倒谱分析的混合模糊图像复原参数判别方法（英文）

在成像过程中,有2种较为常见的模糊形式会导致图像模糊,并造成图像信息的大量丢失,它们分别是相机和物体之间的相对运动模糊和离焦模糊,以及二者都存在的混合模糊.针对混合模糊图像,提出了基于倒频谱分析的参数识别方法.首先,根据频谱特征上的差异来确定模糊类型.然后,使用倒谱分析的方法定量确定点扩散函数(PSF)的参数.实验结果表明,基于倒频谱分析的参数识别方法可以获得较高的参数判别精度.