一维镜像综合孔径辐射成像方法及空间分辨率

针对传统大型综合孔径辐射计系统复杂度较高的问题,提出了一维镜像综合孔径辐射成像方法,建立了该方法的系统模型,在此基础上阐述了该方法的成像原理,利用多次联合测量解决了一维镜像综合孔径中的基线缺失以及方程组欠定性问题,推导了一维镜像综合孔径的阵列因子并给出了空间分辨率的解析表达式,通过仿真证实了该成像方法的可行性以及在分辨率方面的优越性.     

电学层析成像的灵敏度系数更新算法

针对电学层析成像技术受被测物场"软场效应"和欠定问题的影响而造城空间分辨率较低且稳定性差的问题,分析了电学层析成像过程中的灵敏度系数之和对于空间分辨率的关键影响,据此提出一种基于灵敏度系数更新及伪迹辨识的电学层析成像算法.结果表明,该方法能够有效地克服电学层析成像技术的固有问题,重建图像相对误差降低了5%~8%,,且对于离散分布的小目标空间分辨率更高.     

一种新的生物组织质谱成像方法及仪器集成

介绍了一种免标记质谱分子成像新技术，即红外激光解析/真空紫外激光后电离质谱成像方法. 与传统的Matrix assisted laser desorption ionization (MALDI) 等质谱成像方法相比，本成像方法具有样品前处理简单，无需人为添加基质等优点. 同时，这种成像方法还可以在时间和空间上独立优化两束激光的波长，强度以及延迟时间来获得最佳的质谱成像探测条件. 首次应用该实验技术成功地探测抗癌药物吖啶黄素在小鼠肾脏组织切片中的空间分布，其空间分辨率低于100 m，单一成像点检测灵敏度可达0.1 pmol. 这种新型的质谱成像技术在临床医学和药物开发领域具有很好的应用前景.     

反射地震成像分辨率的理论分析

地震分辨率是地震数据处理和偏移成像中的重要问题.从Ricker开始研究地震分辨力至今已经50多年了,但是大部分的研究集中在原始地震观测道的垂向分辨力上.近年来开始讨论地震偏移成像的空间分辨力的概念.Beylcin,Wu和Toksz,Seggern,Vermmer,Chen和Schuster等人做过成像分辨力的研究,但都是根据定性分析或试验讨论影响地震成像分辨力的若干因素.据此在明确分辨力与分辨率的定义之后,从理论上对地震成像分辨率进行系统分析并给出了地震成像分辨率的定量计算式.影响地震成像空间分辨率在三维情况下有八项因素.它们分别为地震波的频率f、波的传播速度v、炮检距2h、炮检距中点M距成像点的地面位置(原点O)的水平距离L、中点M与原点O的连接线的方位角α、成像点深度z、计算成像分辨率的空间方向矢量的方位角θ(从x方向逆时针计算)和该矢量与正Z轴的夹角β.每个因素均有不同的作用,其中频率和速度可合并为波长λ.这些因素可分为三种类型:第一种是观测参数,如λ和h;第二种是成像孔径参数,如L和α;第三种为地质参数,如z,β和θ.通过地震成像分辨率定量分析获得以下几点重要认识:成像分辨率随波长的减小而提高;成像分辨率随成像点的深度增大而降低;成像孔径内的最大炮检距地震道应限定其空间分辨率大于等于1/2;最大分辨率的地震记录位于地面点(lm,θm)上,其中Lm=-ztanβ,θm是根据计算需要事先给定的,它对应地层的上倾方向.为了提高成像分辨率,应当将孔径中点放在(lm,θm)上,孔径大小由最远道的空间分辨率为1/2所限定.此外,还讨论了叠前偏移和叠后偏移的空间分辨率,并证明在讨论垂直成像分辨率(β=0)的情况下两者是相同的,否则二者是不相同的.     

结合子空间投影的幅度相位估计波束形成算法

在医学超声成像中,幅度相位估计(APES)波束形成算法能够更稳健地估算期望信号幅度,但其以牺牲较少量分辨率为代价.针对此问题,提出基于幅度相位估计并融合子空间投影技术的自适应波束形成算法.首先通过幅度相位估计算法初步计算加权向量,然后将加权向量向回波信号的期望信号子空间投影,以此来抑制噪声和干扰,改善成像的分辨率和对比度.经仿真分析,所提出的子空间投影与幅度相位相融合的算法在成像的分辨率、对比度和稳健性方面均优于原始的幅度相位估计算法.     

微扫描超分辨率超声成像技术研究

针对提高超声成像的分辨率问题展开研究,提出了微扫描超分辨率超声成像的方法.通过将微扫描和超分辨率技术结合并应用于超声成像中,微扫描技术获取满足超分辨率技术的多幅低分辨率图像,然后应用超分辨率图像重建算法获取高分辨力图像,并对此过程进行了仿真.仿真结果表明:提出的基于微扫描的超分辨率超声成像方法在实际应用中有一定的可行性,对提高超声成像设备的分辨率具有参考价值.     

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.     

遥感影像数据融合方法的比较和分析——以开封地区SPOT影像数据为例

遥感数据融合技术一直是近几年国际遥感界研究的热点.目前有关融合效果的评价还没有一致的评价准则和标准.因此,如何评价融合结果的客观性和可信度,成为人们长期探索的问题.本文分别对5种基本融合方法进行定性和定量对比分析,从地物光谱的统计特性、相关特性等方面,来分析融合图像的空间分辨率及其与原多光谱影像的光谱一致性,比较得出在光谱特征上扭曲较小和空间分辨率较高的融合方法,为融合算法的应用和完善提供基础.     

一种实时数据处理的软硬件算法研究

针对某中分辨率成像光谱仪遥感图像数据的特点,在研究基于局域纹理特征适合空间应用图像无损压缩技术的基础上,进行无损解压缩算法的设计,阐述了如何采用并行处理和流水线技术优化算法,实现算法到VLSI结构的优化映射,研制无损解压缩专用芯片,该芯片可以不低于16 Mbps的速率实时处理压缩数据,进行无损解压.     

基于五株排列理论的TDICCD亚像元技术的研究

亚像元成像技术是目前实现相机小型化及提高相机空间分辨率的一种有效方法。将亚像元成像技术引入高速TDI CCD相机中,使相机在不影响扫描速度及不改变TDICCD器件尺寸和相机焦距的情况下,大大提高空间分辨率。通过分析五株排列的抽取和插值理论,设计了亚像元插值算法,由相机输出的两幅原始图像经过计算得到比原图像分辨率高的图像,仿真结果表明,运用亚像元成像技术可以使TDICCD相机的分辨率提高到1．4倍以上。     

合肥光源X射线成像光束线和实验站设计

在X射线成像光束线光学系统的设计基础上,对光束线的能量分辨率和光子通量进行了计算,并对双晶单色器第一块晶体的热载影响进行了模拟分析,同时利用波带片成像技术对实验站进行了设计,达到了60 nm的空间分辨率.结果表明光束线和实验站的设计能够满足X射线成像实验所需条件的要求.     

文物高光谱数据采集及其多尺度多支路融合增强方法

随着光学成像技术的发展,越来越多的成像技术应用于文物保护分析领域。其中,高光谱成像以其无损、非接触以及"图谱合一"的特点受到广泛关注。然而,受成像传感器的物理限制,现有高光谱图像空间分辨率远不及RGB三通道的高清数码相机,极大阻碍了文物高光谱数字化的应用。针对此问题,该文首先设计了一套文物高光谱数字化采集流程,便于规范化采集同一场景的RGB和高光谱图像数据,为后续融合增强带来便利。其次,提出了基于多尺度多支路的RGB和高光谱图像融合方法,通过设计空间光谱融合模块和细化模块,获取具有高空间和高光谱分辨率的数字化影像。实验结果表明,无论从主观视觉还是客观指标,提出的方法在保持光谱分辨率的同时,更好地提高了空间分辨率。     

太赫兹应用技术

太赫兹频段是光子技术与电子技术、宏观状态与微观状态之间的过渡区域,表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性能.THz波频率很高,因而其空间分辨率很高;THz脉冲很短,因而THz辐射又具有很高的时间分辨率.THz时域光谱技术和THz成像技术就构成了THz应用的两个主要关键技术.     

基于编码超表面的三维孔径编码成像研究

针对雷达系统在微波频段对静止目标成像分辨率低的问题,基于超材料和孔径编码成像体制设计了一套三维成像系统,同时提出了一种三维成像的优化算法. 系统将立体目标所在场景划分为4个成像平面上的成像网格,利用编码超表面在不同编码时辐射特性的不相关性构造测量矩阵,实现了在Ka波段对静止目标的高分辨成像. 仿真结果表明,此成像系统能够对2 m距离内的静止目标实现准确重构,方位向分辨率为20 cm,距离向分辨率为10 cm.      

功能性核磁共振成像技术在国内心理学研究中的应用

文章简要阐释了功能性核磁共振成像技术(fMRI)的原理与设计,指出在同类脑成像技术中,fMRI具有无创性、极高的空间分辨率、能同时提供机能性和结构性图像等优势,已迅速成为心理学领域最受推崇的一种脑认知成像研究工具.本文同时总结了近15年来fMRI在我国心理学领域中的应用研究,并展望了该技术在具体研究中的新趋势.     

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.     

基于分割Bregman迭代的内-外置电极电容层析成像

针对电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)逆问题的病态性和不适定性,提出了一种基于分割布雷格曼迭代(split Bregman iteration,SBI)的图像重构算法。在目标函数中引入基于参考图像的正则化、低阶约束和空间约束,从而提高成像质量和空间分辨率。对内-外置电极的ECT敏感场内环形区域进行图像重建。仿真结果表明:与Tlkhonov正则化算法和Landweber迭代算法相比,基于布雷格曼迭代的图像重建算法具有较好的空间分辨率,图像误差降低至0. 162 1,图像相关系数提升至0. 874 4,图像重建的精度和质量较高,说明了该算法在ECT图像重建领域的可行性和有效性。     

几种漫射光学成像图像重建算法的比较研究

针对漫射光学成像(DOT)选择不同的逆问题求解算法将直接影响成像质量的问题,对4种常用重建算法的重建效果进行了比较研究,采用双异质模型,利用Rytov方法对扩散近似方程进行近似,假设散射系数是已知常量,重点关注吸收系数图像的重建.通过使用Tikhonov正则化、截断奇异值分解(TSVD)、代数重建算法(ART)和同时迭代重建技术(SIRT)4种常用重建算法,对不同条件下的双异质图像的逆问题进行求解,研究不同算法重建后图像的空间分辨率、抗噪声能力和成像速度.研究结果表明:低噪声条件下,Tikhonov正则化算法重建图像的空间分辨率最好;当信噪比小于20 dB时,TSVD算法具有最佳的抗噪声性能;当源-探测器结构不变,成像的感兴趣区域的尺寸和体素划分固定时,Tikhonov正则化算法的速度最快.总体上讲,子空间技术优于代数重建技术,研究结果对不同成像条件下选择合适的重建算法具有一定的指导意义.     

Raman感生克尔效应光谱非线性共焦显微镜理论的研究

研究了Raman感生克尔效应光谱非线性共焦显微镜的成像理论, 用Fourier成像理论结合Raman感生克尔效应理论, 导出了各向同性介质中Raman感生克尔效应光谱非线性共焦显微镜的三维点扩散函数, 并详细分析了 Raman 感生克尔效应的非线性特性对共焦显微镜的空间分辨率及其成像特性的影响. 结果表明, 基于 Raman 感生克尔效应的非线性共焦显微镜不但可以同时获得分子的振动、振动取向以及光感生分子重新取向等信息, 比双光子荧光共焦显微镜的信息量更丰富; 而且可以较大改善共焦显微镜的空间分辨率和成像质量, 比双光子荧光共焦显微镜具有更高的空间分辨率.     

相控阵超声探伤中一维稀疏阵列的优化设计研究

运用Matlab软件,提出一种改进的粒子群算法,对不同的相控阵一维稀疏阵列进行仿真优化分析,计算出能反映成像的空间分辨率和对比度分辨率的阵列方向图,得到了综合声学性能接近参考满阵阵列的稀疏阵列.实验分析表明,粒子群算法的引用能为稀疏阵列提供有效的优化设计.