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。     

对地面弱小目标的检测算法的研究

在研究地面弱小目标时,由于环境、人为误差及成像系统本身的影响,摄像机拍摄的视频会出现画面抖动比较厉害、成像质量差的现象。因此,需要对图像序列进行运动补偿。为实现对地面弱小目标的检测,提出了一种基于Harris角点检测的对地面弱小目标的检测算法。该算法利用了残差图中的灰度信息及残差图序列,在时间上具有连续性,算法的稳定性高,精度较高,实时性好。能够很好地剔除残差图中的虚警点,在较高精度下大大提高了对于地面弱小目标检测的水平。     

光子计数探测与成像实验装置设计

光子计数探测是微弱光学辐射探测和超快速成像研究的关键技术.利用工作于盖革模式的雪崩光电二极管(APD)结合适当的驱动熄灭电路和NI-PCI高速图像数据采集卡构成实验系统硬件框架,通过Labview和VC++混合编程实现系统的数据采集处理程序和显示界面,设计建立了一套光子计数探测与成像实验装置,详细介绍了实施方案.该实验装置实现了光子计数脉冲信号的探测、处理与显示,为微弱光学辐射信号的探测与超快速成像研究提供了实验平台.     

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.     

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。     

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。     

基于背景分类的弱小目标检测算法

为了降低复杂背景对弱小目标探测的影响,本文提出了一种基于背景分类的弱小目标检测算法.背景分类的依据是背景的复杂度,本文用熵运算估计背景的复杂程度,同时为了简化算法,采用多分辨率的小波变换.再用模糊数学中的隶属度函数映射到模糊特征平面,作为背景因子图像.接着对背景因子图像进行最大熵阈值分割,将复杂的地面背景与平坦的天空背...