水下二维及三维距离选通成像去噪技术研究

相比传统水下摄像机,水下距离选通成像的作用距离可提高两三倍,同时基于该技术可实现快速高分辨率三维成像,在水底详查、避障导航、海洋科学研究、矿藏开发等方面具有广泛应用前景。虽然距离选通成像可通过空间切片的方式抑制水体的后向散射噪声,实现感兴趣区较高质量的成像,但是,在选通图像中仍不可避免地存在空间切片水体的后向散射噪声,导致图像信噪比和对比度降低,尤其是对于远距离目标或低反射率目标。介绍了针对水下距离选通二维成像及三维成像去噪方面的技术研究。在二维成像方面,一是采用双平台自适应增强算法提高图像对比度,更好地满足人眼视觉要求;二是采用参考水体去噪算法实现含目标图像的水体去噪,提高信噪比。在三维成像方面,针对距离能量相关三维成像,一是利用参考水体去噪算法实现去噪三维重建,二是采用双边滤波法对三维图像中数据空洞进行修复,提高三维图像质量。所述四种方法可独立或联合用于水下距离选通成像的去噪增强,提高水下距离选通成像技术的性能。     

三维可视化CT结肠造影融合成像在结肠癌诊断中的应用价值

本文选取本院2019年1月至2021年12月结肠癌就诊患者并行CT扫描的患者共108例作为研究对象,经过三维可视化CT结肠造影融合成像技术对诊断结果进行判读。以手术病理作为对照组,比较三维可视化CT结肠造影融合成像诊断效能。经过比对,三维可视化CT结肠造影融合成像判读准确率96.3%,全组病例血管结构均可完整显示,淋巴结转移阳性诊断率93%,阴性诊断率98.5%。得出结论：三维可视化CT结肠造影融合成像能够为结肠癌诊断提供有效、可信的诊断信息,具有临床应用价值。     

SPM数据可视化技术研究

介绍了一套基于数字图像处理技术和OpenGL技术的数据可视化方案。该方案可以用于各种类型的SPM仪器的二维和三维成像处理。针对SPM应用首次提出了“高度剔除”去噪算法以及“水平线最小二乘调整”高度再调整算法,实验表明,这些算法对于增强高度数据成像对比度以及降低从高度数据到图像映射造成的细节损失可以起到有效的作用。详细地讨论了三维成像中的关键问题———顶点颜色的计算,并通过OpenGL的纹理映射技术获得了逼真的三维形貌图。另外,该套可视化方案数据流明确,可视化效果好,可以为其它类型的数据可视化提供有益的参考。     

基于多层螺旋CT血管分析的感兴趣冠脉段最佳造影角度计算

多层螺旋计算机层析(MSCT)相对于传统的冠状动脉造影(CAG)具有无创、三维成像的特点。提出了一种基于MSCT血管分析的CAG感兴趣血管段的最佳造影角度计算方法。首先,应用最佳方向性梯度通量局部血管增强和自适应性区域生长将冠脉血管分割出来,构造三维血管树,并进行细化及B样条拟合,对感兴趣血管段在计算机中根据CT数据采集及冠脉造影时的系统参数,模拟造影过程,应用最小投影缩短和最小遮盖原则,计算最佳造影角度。实验结果表明,计算出的最佳角度下,血管的缩短比小于1%,优于实际工作角度。研究结果可用于冠心病的介入手术规划。     

融合上下文信息的血管造影图像增强

 数字血管造影是现代可视化医疗中一种广泛应用的技术,但是心血管造影图像往往充满噪声,使得医生无法判别.传统增强技术往往难以将血管,尤其是细小的血管,从对比度低且背景复杂的造影图像中增强出来.由于血管往往具有局部空间的结构一致性,本文基于一种共圆规则融合血管上下文的信息并通过一个迭代过程使得一致性的空间成分得到增强.用该方法对血管造影图像进行处理,使血管从背景中显著突出,然后辅以适当的后续处理,便可以得到较为满意的视觉效果.     

基于对比度调制法对条纹管激光雷达距离像的去噪方法

激光雷达的距离像是雷达成像系统区别于其他的成像系统（如红外成像系统、可见光成像系统）所特有的信息,它是对目标精确识别、打击的基础。如何对距离像去噪直接决定了下一步目标定位、识别的精确性。针对雷达距离像的特点,提出了一种基于对比度调制方法对条纹管激光雷达的距离像去噪方法,通过提取距离像噪声的对比度信息,用其调制未经过去噪的距离像,从而得到距离像中的噪声图像,最后用未经过处理的距离像减去噪声图像,得到图像即为去噪后距离像。研究表明该方法去噪效果明显,在去噪的同时很好地保持了距离像的边缘信息,去噪后图像的信噪比明显提高,距离像的属性也没有改变,这是其他方法对距离像去噪所不具有的优点。     

航天三维可视化系统中语音控制技术的研究与应用

语音控制技术作为一种有效的自动化控制方法在航天领域有着广阔的应用前景。基于Kinect设备,将语音控制技术运用于航天三维可视化系统的智能控制,通过语音指令采集、预处理、语音识别和三维可视化界面控制,实现了一套完整的航天三维可视化系统的语音控制方案。测试结果表明,该语音控制方案能有效识别用户的语音命令,并完成对三维可视化界面的控制。     

基于三维激光点云数据的建筑景观可视化建模

现有的建模方法已无法满足实际应用需求,为此,以三维激光点云数据为技术支持,设计出一种建筑景观可视化建模策略.分析三维激光扫描技术与坐标解算后,联立建筑景观影像坐标与点云间映射关系,经配准采集到的点云数据,采用引入拉普拉斯算子的噪声滤除算法、kd-tree以及引入凸包概念的边界线提取算法,完成建筑景观点云数据去噪、分割以...     

基于三维激光扫描的建筑模型可视化制作研究

为提升建筑模型制作精度,以三维激光扫描为技术背景,对建筑模型可视化制作方法展开研究.将三维激光扫描设备放置于少遮挡物且具有开阔视野的位置,经多次扫描取得多组重合的点云数据,通过变换坐标系间关系,完成点云数据拼接,对其去噪、光顺处理后,根据构成建筑物表面的若干个几何特征,提取截面边界与建筑特征结构,实现建筑模型可视化制作...     

光纤阵列编码成像激光雷达系统

提出了一种基于光纤阵列的编码成像激光雷达,该系统采用光纤阵列代替传统成像激光雷达中的多像元光电探测器阵列。该设计通过编码、合波形探测、解码使用少探测器实现高分辨率成像,避免了高像素光电探测器阵列的研制难题。同时,对系统解码信号进行了进一步的去噪算法,仿真结果表明在低信噪比条件下小波去噪算法可以获得比较好的成像效果。     

基于二维激光传感器的三维图像获取系统

本文基于二维激光传感器设计出一整套实现三维旋转扫描距离图像采集系统。利用二维激光传感器在云台上旋转扫描以达到扫描整个空间的效果,然后利用计算机技术对采集到的点云数据进行拼接以重建三维环境图像,针对噪点采用加权滤波从而抑制噪点。     

基于光学显微镜的三维成像技术

传统研究显微样本三维结构的方法是通过在显微镜下获取其二维图像进行观察和分析的,难以准确理解样本的三维结构.因此,研究显微三维成像理论、三维定量分析技术,具有很高的实用价值和重要的学术意义,该领域的研究也是显微信息学科的研究热点之一.针对不同显微样本的三维成像与处理问题,论文以多种光学数码显微镜作为硬件平台,系统、全面地开展了基于光学显微镜的显微三维成像、处理和分析方法的研究.重点研究了聚焦深度显微三维成像、显微双目立体成像、序列显微光学切片三维成像、连续物理切片显微三维成像测量等关键技术和系统实现.聚焦深度显微三维成像方法为解决显微成像景深有限的问题,研究了各种序列显微图像空域聚焦融合算法,对优选出的改进Laplacian算子图像融合方法,提出了基于深度图去噪处理等的优化改进方案,实现了序列显微图像的有效合成,扩展了显微照相的景深.在此基础上,实现了一套基于聚焦深度的显微三维成像测量显示系统.三维成像实验:以昆虫眼睛图像序列验证三维成像方法.昆虫眼睛图像序列原始图用MOTICDMBl显微镜,4倍物镜,冷光源外照射反射光成像,包括33幅不同聚焦层面的原始图像.三维成像效果达到一定实用要求.双目立体体视显微镜三维成像为改进传统光学体视显微镜实现立体显微三维成像,根据计算机立体视觉原理,提出了一种基于光学数码体视显微镜的显微立体表面成像、测量系统方案.针对该系统特点,提出使用线性标定模型来标定立体视觉系统.为解决光学显微立体图像的匹配问题,从所研究的两种匹配算法中,优选出新序数测度匹配法.基于上述方案和算法,实现了一套基于光学数码体视显微镜的显微立体表面成像、测量软件系统.三维成像实验:以某航空材料断口表面显微三维立体成像为例验证该三维成像方法,材料断口表面显微图像采用本研究设计的双目立体摄像MOTIC K500MBGG体视显微镜,16倍物镜,冷光源外照射反射光成像,包括2幅左、右光路采集的原始图像.三维成像效果达到一定实用要求.序列光学切片显微三维成像为解决显微荧光三维成像去模糊的问题,研究实现了最近邻、线性去卷积和最大期望光学切片去模糊复原方法,分析总结了上述三种算法的性能和优缺点,给出了各算法适用的条件.在此基础上实现了一套序列显微光学切片三维成像系统.三维成像实验:为说明光学切片三维去模糊效果,以Confocal获取的显微荧光细胞三维图像为例,本序列图像由MOTIC集团提供,共16层图像,各层图像上有一些模糊效果,经EM去模糊算法50次迭代,一定程度上去除了模糊效果,然后用体可视化方法显示.显微物理切片三维成像研究了生物组织序列切片图像的三维重建和测量方法,根据连续组织切片的特点,提出用上、下层切片图像间存在的对应结构特征部分作为控制点,采用2次多项式进行几何校正、配准.对当今国内、外体视学界广泛认同的三维粒子测量计数方法一双层切片法(Disector)原理进行了分析,提出在计算机图像分析系统上,设计实现自动双层切片体视测量和三维成像方法.三维成像实验:以大鼠肝门部胆管微血管切片图像序列为例验证该三维成像方法.本序列图像选自与解放军总医院肝胆外科一同合作的"大鼠肝门部胆管微血管的三维重建"实验,总共有16幅经空间配准后的不阿层面的大鼠肝门部胆管微血管厚切片序列图像.三维成像效果满足医学研究需要.     

基于低秩矩阵近似的低噪宽幅热红外成像技术

为解决强背景弱信号场景下热红外成像系统噪声制约图像信噪比的问题,提出了一种基于低秩矩阵近似理论的低噪宽幅热红外成像技术.利用面阵摆扫方式实现宽幅扫描成像并构建严格的观测矩阵,通过加权核范数最小化方法求解去噪的低秩矩阵形式.试验证明该技术具有较高的峰值信噪比与降噪鲁棒性,在宽幅成像的同时也提高了探测灵敏度.研究成果在红外弱目标识别、广域侦查等领域具有一定应用价值.     

基于C++的距离选通激光成像雷达系统软件设计

本文基于C++编程语言设计了距离选通激光成像雷达三维点云实时成像软件.软件以距离选通激光成像雷达成像原理为基础,实现了激光器和延时器的时序控制、点云数据的高速处理、滤波去噪以及三维图像的实时显示.基于自研硬件设备,利用本文设计的软件,对距离为700 m的建筑进行了三维成像实验.实验过程中,该软件能够实现多参数实时控制及...     

基于3D定位的光纤棒内部缺陷检测方法

为检测和定位光纤预制棒的内部缺陷并提高精度,提出一种光线追踪实现3D精确定位的线激光旋转扫描检测方法。利用光散射原理和暗场成像技术,成像设备采集光纤棒每个旋转角纵截面上缺陷的散射光;原始图像经过图像预处理和图像分割获取缺陷的二维信息;基于折射定律和光线追踪建立缺陷的精确定位模型,消除光纤棒表面折射带来的成像位置偏差;最后经过坐标转换、三维建模和三维连通域提取实现缺陷在光纤棒内部的3D定位。实验结果表明:120 W像素的工业相机在旋转角步长为0.9°的条件下,对大尺寸的光纤棒内部缺陷检测轴向定位精度为0.28 mm,径向定位精度为1.05 mm,可实现准确、自动化地检测和定位光纤棒的内部缺陷,为光纤棒的质检和指导光纤拉丝提供重要依据。     

数字技术提高X射线视觉效果

数字技术的出现使计算机处理增强了 X射线图像 ,例如螺旋计算 X射线层析摄影术(CT) ,建立三维 X射线图像 ,使 X射线能比以前提供更多的图像细节。一个结果就是虚拟结肠镜检查 ,一种安全“舒适”的结肠检查技术。它使用计算机成像技术与 X射线层析摄影术形成患者结肠内部的三维虚拟图像。最终可能排除使用传统结肠镜检查以及钡灌肠剂检查结肠癌的需要。纽约州立大学可视化计算中心的科学家将先进的可视化技术运用于结肠粘膜表面成像 ,目标是发展结肠内部结构的自动成像方法 ,也就是沿着结肠内壁贯穿的动画显示。在患者的结肠已被清洗时 ,…     

近红外静脉图像可视化算法

目前的静脉访问辅助设备通常利用近红外成像技术采集静脉图像。在直方图均衡化增强静脉图像的基础上,针对手背静脉穿刺辅助装置的实时性要求,本文提出按键触发检测的方式来实现静脉血管宽度可视化算法。该算法在医护领域进行实际系统的临床应用,可有效提高静脉访问成功率、减轻医护人员工作难度并造福病人。     

近眼显示光学系统技术分析与研究进展

目前VR/AR（虚拟现实/增强现实）显示技术深受市场欢迎，应用十分广泛，国内外各类近眼显示设备也深受消费者的青睐，各类近眼显示设备成像原理和采用的光学元件各有不同。本文对当下各种近眼显示成像技术进行了概括和分类，介绍了目前比较常见的几类近眼显示光学系统。针对双目视差显示系统、视网膜成像显示系统、集成成像近眼显示系统和全息技术近眼显示系统进行了介绍，深入剖析了几种典型近眼显示系统的技术原理和光路结构。提出了一种双目视网膜投影成像三维（3D）显示装置，将双目视差技术与视网膜投影技术相结合，实现了结构紧凑、无辐辏聚焦冲突、高清晰度的视网膜投影成像立体显示效果。对各类近眼显示技术的发展、更新以及各自技术的特点和研究进展进行了归纳总结，对近眼显示技术的发展方向进行了展望。     

三维激光点云技术在通信机房勘察自动化设计中的应用探讨

采用三维激光扫描技术,快速获得机房设备表面的采样点数据。利用点云数据,经过去噪、特征点获取、特征线提取、曲线拟合等方法,能够勾勒出机房内部设备的三维图纸,为后期的机房自动化设计奠定了基础。     

基于时域的视频去噪算法研究

论述了两种基于时域的视频去噪算法。首先介绍基于菱形运动估计的时域滤波,先进行菱形运动估计计算寻找最佳匹配块,之后在两个块之间进行均值滤波,整合匹配块输出滤波过的图像;其次介绍了BM3D视频去噪技术,详细地描述了BM3D去噪技术的去噪主要过程,分别解释了去噪过程中块匹配、三维变换域滤波、权值计算、重构四个主要步骤的原理与过程。最后通过实验,证明了这两种方法在去噪方面均能取得良好的效果。