太赫兹成像检测算法研究

由于太赫兹波所处波段位置特殊性以及现阶段太赫兹成像系统性能的限制等,太赫兹波成像质量低,无法满足可视化效果,限制了其发展和应用。结合太赫兹图像模糊特征和灰度信息提出利用灰度特征对太赫兹图像进行图像分割来提高太赫兹图像质量,抑制太赫兹图像背景噪声,保留太赫兹图像目标重要信息,实现太赫兹成像目标检测。实验结果与其他太赫兹图像处理方法结果对比表明,基于灰度特征的图像处理算法可以提高图像清晰度和对比度,实现精确分割,为太赫兹成像在安全检查和医学成像等应用中实现快速检测和提取目标奠定基础。     

太赫兹图像的超分辨率重建

太赫兹波相对于光波和红外而言,波长较长,因此太赫兹成像系统的空间分辨率较低.为了在一定程度上提高太赫兹图像的分辨率,提出了一种超分辨率重建方法.该方法基于深度学习,在原有残差结构上进行改进,加深了网络结构.对太赫兹图像进行训练,拟合低分辨率和高分辨率图像之间的映射关系,能够实现在单个网络中同时处理多个尺度的超分辨率图像.实验结果表明,相对于一些传统的超分辨率重建方法,本方法在量化指标和视觉效果上都有一定程度的提升,且处理速度相对较快,能够满足安检系统中实时处理的要求.     

太赫兹成像质量提升方法

太赫兹成像是空间光学遥感成像领域的新方向,然而太赫兹成像分辨率受到器件加工和制造工艺水平限制。为了提高太赫兹成像的图像分辨率,提出一种改善太赫兹过采样成像的图像处理方法。首先,对响应在太赫兹谱段的目标进行错位观测形成多路观测结果;然后,对多路观测的太赫兹图像进行范数优化约束和增强滤波;最后,将经过范数优化约束和滤波增强后的多路太赫兹图像重构成一幅分辨率更高的图像。实验证明:这种方法能够在抑制背景噪声的同时,有效提高目标边缘连续性。从图像质量评价指标上看,所提方法相较于传统方法能提升图像的有效细节信息,进而增强图像质量。     

太赫兹图像的降噪和增强

太赫兹波由于其独特的性质而被用于对特定物体的无损检测和成像。提高成像质量成为影响太赫兹成像系统应用的关键。数字图像处理技术是改善图像质量的一条重要途径。基于太赫兹透射成像实验,研究讨论了运用空域滤波、高斯平滑、频域滤波和边缘检测等图像降噪和图像增强技术,有效克服成像系统的实验噪声、激光功率抖动等影响,并对图像降噪和增强方法的选择和处理效果做出了对比分析。结果显示,通过对图像降噪和图像增强技术的综合运用,可以大大提高太赫兹图像的清晰度和可辨识性。     

连续波太赫兹成像系统的单幅图像超分辨重建

针对现有的太赫兹成像系统所需硬件设备复杂且昂贵的问题,设计了基于单幅图像超分辨重建的连续波太赫兹成像系统,降低设备复杂度和硬件成本。通过对该成像系统生成的太赫兹图像进行双维度预处理,降低图像处理的占用内存,提高后续处理速度。引入限制对比度自适应直方图均衡方法对太赫兹图像进行分区域对比度提升,有效解决太赫兹图像对比度低的问题。利用稀疏表示和字典学习实现太赫兹图像的超分辨重建,提出了反余割拟牛顿平滑零范数的算法解决零范数优化问题,提高了重建精度。通过对该成像系统采集的单幅太赫兹图像进行超分辨重建,在边缘强度上提高了3.232,在平均梯度对比中提高了0.300,验证了对单幅太赫兹图像超分辨重建的有效性与优越性。     

基于远红外激光源的太赫兹透射成像系统软件设计

太赫兹辐射成像在危险品检测、医疗和食品检验等领域有广泛的应用前景,基于远红外激光源的太赫兹二维透射成像方法具有很大的实用价值.在此成像系统中控制软件设计和实现是太赫兹成像系统的关键环节.本文采用Visual C 自行设计和编制了成像系统控制软件,此软件控制整个系统的运行,包括平移台的移动、数据采集卡的数据采集、峰峰值检测、生成图像、图像的显示以及图像的存储,另外附带太赫兹激光器参数查询功能.成像实验结果表明,此软件满足系统要求,运行良好,获得了较清晰的太赫兹图像.     

基于PCI-9812的太赫兹成像数据采集系统设计

基于PCI-9812数据采集卡,针对P4—42热释电探测器,设计一个逐点扫描式的太赫兹成像数据采集系统。计算机通过扫描控制装置中控制样品的移动,使数据采集卡采集由P4～42热释电探测器探测到的太赫兹信号。再在计算机中根据采集到的信号重建被测物体的太赫兹图像,可以实现样品的运动控制、太赫兹信号采集以及图像重建等功能。这对于太赫兹成像的实际应用具有一定的意义。     

连续太赫兹波同轴数字全息相衬成像

太赫兹同轴数字全息成像是基于太赫兹波干涉记录的一种新型成像技术,具有光源相干性要求低、光路结构简单、成像分辨率高、实时定量获取物光波复振幅信息等特点,非常适用于太赫兹波段成像。搭建了一套连续太赫兹波同轴数字全息成像装置,通过全息图预处理和相位恢复算法,获取了样品的振幅和相衬图像,有效抑制了共轭像,并进一步探索了太赫兹同轴数字全息技术在生物医学检测上的可行性。     

基于对抗生成网络的太赫兹安检图像分割算法

为解决太赫兹成像分辨力低,危险品边缘模糊,无法有效对危险品进行分割的问题,提出一种基于对抗式生成网络与多头注意力机制的新型网络架构,并用于太赫兹安检图像智能分割。通过学习深层鉴别器的特征图优化生成器,获得更加真实的生成图像;引入多头注意力机制提升模型对危险品特征的识别能力。分割太赫兹安检图像的大量实验结果表明,相较于传统卷积神经网络,提出的对抗生成网络在相同深度下具有更好的泛化能力;多头注意力机制的引入强化了模型对危险品特征的学习,在未知危险品类别的情况下同样拥有较好的效果,其交并比(IOU)指标相较ResNet-50提高9.6%,相较ResNet-18提高21.3%,相较U-Net提高12.3%。本文研究有利于图像分割算法更准确、高效地处理太赫兹安检图像,有助于拓宽太赫兹智能安检系统的进一步应用。     

基于太赫兹气体激光器的连续波成像系统性能分析

实现了基于光泵浦远红外气体激光器和高莱管探测器的连续波太赫兹成像.从太赫兹光学器件的选择和配置角度讨论了成像系统的设计和搭建流程.详细测试了系统在信噪比、空间分辨率、探测器响应和成像速度方面的性能指标.利用该系统采集了一系列样品的太赫兹透射图像,实验结果验证了系统的成像效果,揭示出太赫兹成像技术在安全检查和质量控制方面...     

一种用于太赫兹共焦扫描图像复原的复合算法

THz 共焦扫描成像中,由于太赫兹激光器不可能恒定输出和采集信号微弱等原因,导致成像质量有待提高;数字图像复原方法是一种节约系统成本和空间的有效手段。文中提出了一种用于太赫兹共焦扫描图像复原的基于两步背景抑制、中值非局部均值(MNLM)滤波和灰度变换的复合方法,并将此方法用于真实太赫兹图像,与中值滤波、开运算和非局部均值滤波相比较。真实图像处理结果表明,此方法具有较好的复原效果,尤其是图像对比度有明显提高。     

太赫兹光场成像的实验与处理研究

太赫兹波的频率介于红外线与微波之间,其独特优势使得太赫兹三维成像已成为国内外的研究热点。为了将光场成像技术拓展到太赫兹波段,介绍了太赫兹光场成像的实验与处理方法。采用太赫兹相机阵列采集到了一系列特定视角的太赫兹光场数据。针对由成像系统的器件限制导致图像存在较强噪点等问题,通过离散余弦变换（Discrete Cosine Transform, DCT）滤波达到了较好的去噪效果并有效保留了图像的细节信息。利用峰值信噪比（Peak Signal-to-NoiseRatio, PSNR）和结构相似性（Structural SIMilarity, SSIM）图像质量评价指标对比了多种滤波去噪方法,证明了DCT滤波方法对于太赫兹图像预处理的可行性。通过选取不同深度值得到了不同景深处的图像重构结果,初步实现了太赫兹光场成像的数字重聚焦。     

基于人眼视觉的红外图像增强算法研究

红外图像具有低对比度、噪声大、动态范围大以及视觉效果差等特点。传统的图像增强算法具有各自的局限性,处理后的视觉效果并不理想。为了改善红外图像的视觉效果,增强图像中目标的识别力,研究了基于人眼视觉特性的Retinex算法,结合红外图像的成像机制,将适用于可见光图像的Retinex增强算法应用于红外图像,取得了良好的视觉效果。在此基础上,对算法进行自适应改进,提出了AMSR算法。采用几种传统的图像增强算法和基于Retinex的算法对具有典型特性的红外图像进行增强处理,并计算客观评价指标。通过对实验结果的主观评价和客观指标分析,验证了AMSR增强算法对红外图像具有适用性和优越性。本文的研究工作对红外目标探测和识别具有重要的意义。     

龋损管理: 龋坏组织去除的专家共识

龋病是发病率最高的口腔疾病,也是全世界最流行的疾病之一。太赫兹光谱成像技术因具有宽频带光谱分析能力强、空间分辨率高、电离辐射低等优势,有望成为龋病诊断的新技术手段。本文以含牙本质龋的牙齿切片为研究对象,进行反射式太赫兹光谱扫描,以频域幅值为参数对样品的光谱数据做二维重构成像,获得多幅不同频率下的龋齿太赫兹光谱图像。为了解决单一参数所得的龋齿太赫兹图像动态范围小、对比度低,边缘和细节位置模糊不清的问题,采用小波梯度域重建的融合方法,将多幅图像中梯度幅值较大的部分集中于一幅图像上,得到了一幅细节特征更加清晰完整的新图像。实验结果表明,融合后的图像相较于融合前的图像在信息熵、平均梯度以及对比度上均有所提高,不同组织之间的区分效果更加显著。     

基于LED辅助照明的水下图像增强算法研究

水下成像环境十分复杂,在成像过程中受到多种因素的影响,如光照的非均匀性,水对光的后向散射,成像器件的光学噪声,导致图像对比度低,细节模糊.针对水下图像的特点,提出运用同态滤波和双正交小波阈值滤波法相结合的图像增强算法改善水下图像光照的非均匀性、滤除噪声、提高水下图像的对比度,并通过峰值信噪比、均方差对该算法进行了性能评价.     

红外测温技术在变电站运维中的应用探讨

电力设备红外图像普遍存在亮度暗、对比度低等问题,针对此现象,提出了一种融合彩色模型空间的图像增强算法。该方法将图像的对比度与亮度增强转换至HSV与RGB空间中分别进行处理：RGB空间中,首先预处理图像中的高灰度级,并采取混合滤波的方式抑制图中噪声,然后使用增强函数提高图像亮度,最后将增强图像转换至HSV空间中并提取H、S、V三分量图;HSV空间中,采用伽马变换和CLAHE(contrast limited adaptive histogram equalization)算法实现V分量的亮度提升,并采取非线性饱和度矫正函数处理S分量提升图像对比度,最后将处理分量与提取分量进行对应融合得到HSV空间中的增强图像,并将其转回RGB空间中得到最终的输出图像。实验结果表明,本文算法能明显地提升红外图像的亮度与对比度,增强后的3组图像其灰度均值和标准差平均值分别为115.94和78.65,相对于原图的平均值分别提升了81.59和36.17。     

基于梯度变换的太赫兹图像超分辨率重建

为了提高太赫兹图像的质量，克服边缘模糊的缺陷，采用有理分形插值和基于梯度变换的图像超分辨率重建算法相结合的方法对0.25THz，0.50THz和0.75THz图像进行超分辨率重建实验，并对实验结果进行了定量分析，利用基于空间信息熵的直方图匹配技术和双边滤波器对重建算法进行了优化，增强了该方法的适用性。结果表明，对经过插值的太赫兹图像采用基于梯度变换的超分辨率重建方法处理之后，0.25THz，0.50THz和0.75THz图像的边缘强度分别提高了169%，116%和104%，平均梯度分别提高了16%，28%和24%；同时，成像信号频率和强度也会对重建性能产生影响。该方法可以有效恢复太赫兹图像当中的细节信息，锐化图像边缘，提高图像质量且不会出现振铃现象，具有较好的实用价值。