基于智能手机平台的计算光学显微成像技术研究综述

计算光学显微成像技术将光学编码和计算解码相结合,通过光学操作和图像算法重建来恢复微观物体的多维信息,为显微成像技术突破传统成像能力提供了强大的助力。这项技术的发展得益于现代光学系统、图像传感器以及高性能数据处理设备的优化,同时也被先进的通信技术和设备的发展所赋能。智能手机平台作为高度集成化的电子设备,具有先进的图像传感器和高性能的处理器,可以采集光学系统的图像并运行图像处理算法,为计算光学显微成像技术的实现创造了全新的方式。进一步地,作为可移动通信终端,智能手机平台开放的操作系统和多样的无线网络接入方法,赋予了显微镜灵活智能化操控能力与丰富的显示和处理分析功能,可用于实现各种复杂环境下多样化的生物学检测应用。文中从四个方面综述了基于智能手机平台的计算光学显微成像技术,首先综述了智能手机平台作为光学成像器件的新型显微成像光路设计,接下来介绍了基于智能手机平台先进传感器的计算光学高通量显微成像技术,然后介绍了智能手机平台的数据处理能力和互联能力在计算显微成像中的应用,最后讨论了这项技术现存在的一些问题及解决方向。     

X射线线扫描安全检查设备实时信号处理

针对X射线在成像过程中存在的非均匀性，利用两点校正法设计了用于X射线安全检查设备的增益和偏移补偿电路；完成了线扫描X射线安全检查设备的数据信号处理硬件模块，给出了电路结构框图；电路采用DSP＋CPLD的结构，在模拟部分和数字部分两次校正，得到了校正前后的处理结果，实现了工程应用。     

红外焦平面阵列盲元检测算法

为提高红外焦平面阵列盲元的定位精度,分析了盲元的产生机理,指出了探测器所处环境温度对探测元的探测能力以及焦平面阵列的盲元数量和位置分布的影响,提出了一种考虑环境温度差异的红外焦平面阵列盲元检测算法,精确定位了不同温度范围内的盲元位置.实验结果表明,该算法可将随环境温度改变而改变的盲元位置信息准确检测出来.     

自适应虚拟电子微扫描红外焦平面像素倍增技术

在分析微位移法评价空间抽样效应理论的基础上,分析为改善红外焦平面器件系统空间分辨率不够高所采取系列措施的优缺点,并提出了一种能有效实现焦平面像素倍增的自适应虚拟电子微扫描技术,该方法能在像素倍增的同时有效地实现大边缘的增强,防止边缘模糊与锯齿效应,实验证明该方法效果良好。     

多帧累加平均技术在红外实时图像处理中的应用

文章通过对红外热像仪系统图像表征特性的分析，提出了红外图像多帧累加平均实时图像处理技术，并阐述了在红外热像仪中该图像处理技术的具体实现，并通过实验证明该方法实现了沿着运动轨迹进行帧间滤波，而且实现视频图像的实时显示，从而使多帧累加平均技术对于运动红外图像序列具有较好的处理效果。     

基于相位一致性的结构相似度图像融合质量评价方法

在红外(IR)图像和可见光CCD图像融合效果评价中,结构轮廓对人眼感知的影响非常重要,而相位一致性（PC）模型生成的PC图像很好地在红外(IR)图像和可见光CCD图像融合效果评价中,结构轮廓对人眼感知的影响非常重要,而相位一致性（PC）模型生成的PC图像很好地保留了结构轮廓特征,且不受图像亮度和对比度变化的影响。提出了基于PC的结构相似度（SSIM）图像融合质量评价方法;利用SSIM模型分别产生融合图像相对于IR图像和可见光CCD图像的SSIM图像;根据PC模型产生IR和可见光CCD各自的PC图像;根据人眼对轮廓和非轮廓区域的重视程度的不同,利用各自的PC图像对SSIM图像进行加权; 最终利用信息熵加权得到融合图像的评价指标。实验中,在对实验图像进行主观评价和多种客观评 价指标计算的基础上,首次计算了非线性相关系数和斯皮尔曼等级相关系数(SROCC),最后统计分析实验数据。实验结果表明该方法较以往评价方法具有更好的主客观一致性。     

一种用于MEMS电容式加速度计的116dB动态范围CMOS读出电路

A high stability in-circuit reprogrammable technique control system for a capacitive MEMS accelerometer is presented. Modulation and demodulation are used to separate the signal from the low frequency noise. A low-noise low-offset charge integrator is employed in this circuit to implement a capacitance-to-voltage converter and minimize the noise and offset. The application-specific integrated circuit （ASIC） is fabricated in a 0.5 /μm one-ploy three-metal CMOS process. The measured results of the proposed circuit show that the noise floor of the ASIC is -116 dBV, the sensitivity of the accelerometer is 66 mV/g with a nonlinearity of 0.5%. The chip occupies 3.5×2.5 mm2 and the current is 3.5 mA.     

576×6热像仪帧频提高方法

为了提高576×6红外热像仪的帧频,分析了扫描型焦平面探测器的扫描原理,提出了3种帧频提高方法:双向扫描成像;减少帧内无效扫描像元;缩短列周期时间.其中,双向扫描成像突破了当前通常只采用正程扫描时间成像的限制,扫描摆镜正程扫描时间和回扫时间均用来成像,提高了热像仪的成像效率;减少帧内无效扫描像元则推导出了标准输出格式下的探测器最小输出列数,减少甚至消除无效列数成像;缩短列周期则阐述了降低列周期方法以直接降低帧周期成像.分析表明,3种方法可以大幅度提高576×6热像仪帧频.     

红外焦平面阵列成像动态仿真系统

红外热像仪的研制离不开各种图像处理算法的设计、仿真和优化;结合虚拟仪器技术和可编程多模式驱动技术,开发了红外焦平面阵列成像动态仿真系统软硬件平台;利用这一平台,通过图形化软件编程, 可进行多模式红外焦平面阵列的各种图像处理算法的动态仿真,实时验证其成像效果,及时进行修改和优化。工程应用实践表明：系统对盲元检测与补偿、非均匀性校正和直方图修正等算法的验证与优化取得了满意的效果;该系统为红外热像仪设计仿真、算法的适用性和实时性验证以及算法的优化提供了灵活实用的工具。     

基于MPEG-4网络视频服务器的研制

针对数字网络视频监控系统的需求,研制了一种基于MPEG-4网络视频服务器。采用AT91RM9200芯片作为嵌入式CPU芯片,GO7007SB芯片作为MPEG-4硬件压缩芯片。从系统的硬件设计和软件设计2部分介绍了系统的音视频采集、压缩、存储、传输及系统控制等方面设计。实验证明,该系统性能稳定、使用灵活,在视频监控、视频会议等各个领域中将会有广泛的应用前景。