基于光学相干层析的结构振动监测研究

针对光学非接触式的振动测量问题,对基于频域光学相干层析技术搭建的振动测量系统进行了研究,通过记录位移随时间的变化实现了对振动信号的测量。研究了振动测量过程中,光谱仪采集的干涉条纹的模糊现象与被测目标瞬时速度的关联;建立了系统可测量的最大振动频率和CCD相机的曝光时间之间的关系,即曝光时间越短,则系统可测量的振动频率越大;对函数信号发生器驱动激振器产生的振动信号进行了测量试验。研究结果表明:光学相干层析技术是一种有效的光学非接触式振动测量方法,在基于振动的结构健康监测领域具有广阔的应用前景。     

虚拟仪器技术在光学相干层析系统中的应用

现有的光学相干层析成像实验系统体积庞大、成本较高、软件开发周期长且不易升级和维护。为了使该技术从实验室走向实际应用，将虚拟仪器技术应用到系统开发中。采用NIPCI-6110多功能采集卡完成信号发生器、同步触发和数据采集功能，系统集成度高、结构紧凑、成本降低。软件由LabVIEW7．1结合DLL技术进行开发，相对于传统的代码式软件开发，缩短了软件的开发周期，提高了系统的稳定性和可靠性，便于升级和维护。虚拟仪器技术的应用为光学相干层析成像系统从实验室走向临床应用作好了技术准备。     

光学相干层析医学图像处理及其应用

由于人工分析光学相干层析（OCT）图像费时费力、主观及可重复性差,因而快速、精确与客观地检测与量化生物特征标记是OCT医学图像研究与疾病诊断的关键。本文综述了光学相干层析（OCT）医学图像处理技术与应用的研究进展。介绍了OCT成像技术的特点及其主要应用,OCT图像处理的难点、基本问题及主要研究内容;讨论了对时域OCT和频域OCT图像降噪、图像分类与图像分割的重要方法及应用,并分析了各种方法的优缺点及研究发展方向。此外,介绍了偏振敏感光学相干层析（PS-OCT）在医学图像分析中的应用。文中讨论的应用对象涉及到视网膜、角膜、冠脉、前列腺、牙齿、食道、结肠、膀胱、皮肤、乳腺等组织,可为人们综合了解OCT图像处理及其应用现状提供丰富的信息。     

光学相干层析术无损检测血糖的测量效果评价

为改进现有光学相干层析术(OCT)无损检测血糖评价方法的不足,提出将OCT信号斜率相对变化量和相对标准误差相结合来评价测量结果,并同时得到血糖的理论测量精度。首先,分析了OCT系统共焦函数对测量结果的影响及OCT信号斜率相对误差的计算方法,然后,通过对3只新西兰白兔进行活体实验来评价OCT无损检测血糖的测量结果。在测量血糖引起的OCT信号斜率相对变化量的同时,对OCT信号斜率相对误差也进行了计算,从而获得血糖的理论测量精度。新西兰白兔活体实验表明,线性度较好的拟合区间下OCT信号斜率相对变化量和相对误差分别为(3.7%)/mmol和0.068,(3.4%)/mmol和0.026,(0.93%)/mmol和0.019,血糖理论测量精度分别为±3.7 mmol,±1.5 mmol和±4.1 mmol。OCT信号斜率的相对变化量和相对标准误差相结合的评价方法能更有效地提高血糖理论测量精度,而且拟合区间越大,血糖的测量精度越高。     

光学相干层析系统的建立与研究

介绍了光学相干层析 ( OCT)成像技术的原理及应用 ,阐述了自行研究建立的OCT系统 ,给出了利用该系统得到的实际生物样品光学相干层析图像 ,对系统性能和结果作了分析 ,提出一定的改进方案     

由冠脉光学相干层析图像自动提取血管壁内轮廓

研究了冠脉光学相干层析(OCT)图像血管壁内轮廓的自动提取方法以提高算法的鲁棒性和计算效率.首先,利用冠脉OCT体数据中相邻图像之间的相关性去除鞘管信号对边缘提取的影响.接着,采用射线发射法估计血管中心,并以血管中心作为极点对去除鞘管信号的图像进行极坐标变换.然后,采用分块阈值滤波去除变换后图像的噪声并提取上边缘.最后,做逆极坐标变换得到血管壁的内轮廓.对400多幅测试图像的实验结果表明,该方法可以正确提取冠脉OCT图像的血管壁内轮廓,每幅图像的平均处理时间约为1.2s.该方法不仅能够正确处理血管分叉或鞘管干扰大的图像,而且计算效率高,因此在鲁棒性和处理速度上具有优势.     

基于二维光学相干层析的多层薄膜结构无损定量评价

为了实现对多层薄膜结构厚度进行快速准确的测量和无损定量评价,研制了二维光学相干层析(Optical Coherence Tomography,OCT)系统,避免了传统一维OCT系统逐点扫描导致成像效率低下的问题。阐述了去除OCT共轭镜像理论,采用了五步相移干涉法,具体由压电驱动器驱动参考镜实现,做到了对OCT共轭镜像的去除,避免出现OCT图像的混叠。所研制的OCT系统具有极高的系统分辨率和较好的信噪比,可以实现对手机钢化玻璃薄膜内部四层结构厚度(钢化玻璃、静电胶层1、防爆贴膜和静电胶层2)进行准确测量。实验结果表明:自研制的系统可快速高精度地对多层薄膜结构厚度进行测量,可以推荐使用在多层薄膜的无损定量评价中。     

二维频域光学相干层析系统研究

针对时域光学相干层析成像系统的成像速度较慢的问题,采用VC++与Matlab混合编程技术开发了二维频域光学相干层析成像系统,实现了对被测样品进行内部快速成像;搭建二维频域光学相干层析成像系统代替一维频域光学相干层析成像系统;利用计算机驱动面阵CCD相机对干涉信号进行采集得到干涉信号;采用计算机驱动NI卡对压电陶瓷(PZT)移相器进行相移控制以达到频域光学相干层析成像系统对移相的需求,利用计算机驱动线性电动移动平台实现检测样品进行横向扫描以达到对样品进行三维成像。研究结果表明,该系统集成度高,开发的软件功能齐全、界面友好、便于维护和升级;该二维系统相比一维光学相干层析成像系统而言减少了一维的扫描采集次数,大大提高了成像速度。     

基于Matlab/ActiveX控件的光学相干层析成像系统开发

为了推进光学相干层析系统的研究,采用Matlab/ActiveX控件开发了时域光学相干层析成像系统,实现了被测样品深度方向按预定的时序和参数(比如速度和位移等)进行扫描;利用计算机驱动NI数据采集卡同步采集样品干涉信号;采用平稳小波变换去噪模块等信号处理方法对所采集的数据进行了分析处理,并对系统采集到的干涉图形求取了半峰全宽和系统的分辨率;将采集到的数据矩阵进行重构成像显示,实现了对材料内部结构的精确检测。研究结果表明,该光学相干层析系统软件集成化高、界面友好、维护及升级方便,便于光学相干层析系统的研究和开发,能够实现对多层薄膜的无损检测和评价。     

基于时域结构的光学相干层析系统的调试

基于时域结构的光学相干层析系统由于光线多次通过,按照光路可逆原理调整会很困难.在理论分析和多次实验基础上,现总结出一套快速调试方法,大大缩短光路调试时间.详细分步骤描述了纵向傅里叶快速扫描光学延迟线和横向扫描部分的调试方法,给出快速寻找干涉系统光程匹配点的调试方法.利用构建好的光学相干层析系统进行层析成像实验调试,纵向...     

基于汉明窗算法的扫频OCT纵向分辨率的优化

针对扫频光源相干层析成像系统(SS-OCT)光谱的非高斯型分布,对采样到的干涉光谱实施了基于汉明窗函数的光谱整形。利用选用的汉明窗整形算法,成功地实现了对样品(镀膜的塑料卡片)上界面层析成像纵向分辨率的提升,使其上界面膜层的分辨率从128.9μm提高至109.4μm。由于更好地压缩纵向扫描(A-scanning)信号的展宽,因此基于汉明窗算法的光谱整形的方法比传统对原始数据直接快速傅里叶变换(FFT),能够实现更高的纵向层析分辨率。基于这个选定的算法,通过光谱整形后,软件呈现了样品的实时结构层析图像。     

光学相干层析成像(OCT)系统调制技术的研究

介绍了光学相干层析成像 (OCT)技术的基本原理 ,重点研究了OCT系统的相位调制技术 ,利用自行设计和构建的OCT实验系统进行了有关的实验研究。     

谱域OCT系统设计与实验研究

光学相干层析成像（Optical Coherence Tomography,OCT）是一种非侵入、非接触的新型光学成像技术,利用生物组织的后向散射光与参考光之间的弱相干实现结构成像,具有高灵敏度、高分辨率、成像速度快等特点。本文设计了一套基于LabVIEW软件平台下的谱域OCT成像系统,并对系统进行了测试与实验研究,验证了系统的可靠性与准确性。     

基于动态权重PSO算法的眼科OCT设备横向分辨率检测

眼科光学相干层析成像(OCT)设备的横向分辨率检测易受光斑噪声和干涉条纹影响,为提高横向分辨率检测精度,提出一种基于动态权重粒子群优化(DWPSO)算法的眼科OCT设备横向分辨率检测方法。通过构造动态权重因子对局部PSO算法进行改进,构建了DWPSO算法;建立了光束光强分布模型,采用DWPSO算法辨识模型参数并获得光束宽度,应用最小二乘算法拟合光束宽度得到数值孔径,用于实现眼科OCT设备横向分辨率检测。实验结果表明:DWPSO算法与其他相关算法相比较能够快速得到光束光强分布模型的全局最优解;被测眼科OCT设备在近焦点位置的横向分辨率为18. 21μm,远焦点位置的横向分辨率为49. 91μm,该横向分辨率检测方法使光斑噪声和干涉条纹的影响有效降低,具有较好的噪声鲁棒性。     

利用Monte Carlo模拟技术研究OCT图像对比度

建立了光在生物组织中传播的模型,利用MonteCarlo模拟技术快速计算和可移植性的优点,研究了OCT图像对比度与显微物镜数值孔径、焦距深度、时间门参数的关系,并给出它们的关系曲线.通过在所建立的模型基础上加入透镜透过率函数和光学传递函数,弥补了以往程序只能模拟光在生物组织中传播行为的缺点.该模型不仅可以分析生物组织图像与生物光学特性的关系,而且还可以指导OCT结构的完善和创新.模拟结果表明:在构建OCT时,参考臂与样品臂的这两个显微物镜的数值孔径越大,生物组织的采样深度越浅,处理信号的时间门宽度越小(但时间门宽度不能小于激光脉冲时间),混浊生物组织图像对比度越好.     

基于MADM的多UCAV空战态势威胁评估

在综合考虑了UCAV态势威胁指数和空战能力指数的基础上,建立了威胁评估模型;采用层次分析法(AHP)对威胁权重进行了计算,提出了一种定性与定量相结合的多属性决策(MADM)方法,分别采用逼近于理想排序法(TOPSIS)和直接线性加权法进行了威胁评估和排序;最后给出了具体的仿真算例。计算结果表明,模型考虑的更加全面,算法层次清晰,计算快捷,可以实现高效的多UCAV空战威胁评估。     

基于米氏理论的蒙特卡洛光学相干层析成像系统模拟研究

光学相干层析成像(optical coherence tom ography,OCT)是近年来快速发展的一种生物组织高分辨力实时成像技术。由于生物组织的复杂性,故一直没有完美的OCT理论模型。现利用结合米氏理论(M ie theory)的蒙特卡洛算法研究光在生物组织(高散射介质)内的行为,并以此为基础建立了一种OCT理论模型。然后利用该模型模拟重建了多层介质的图像,分析了空间滤波和偏振光对图像质量的影响,获得了较理想的结果。