全范围测量复谱频域OCT系统

为了提高复杂多层样品的测量范围,构建了复谱频域光学相干层析成像系统．通过重建图像的振幅和相位可以减小图像的噪声,提高图像的质量,并对样品进行了实验．实验结果表明,该系统可以消除谱频域OCT图像中的寄生项和镜像,改善和提高层析图像质量,有效测量范围提高了2倍,实现了全量程的有效探测．     

基于成像光谱仪的频域OCT的实验研究

针对传统点扫描OCT系统的成像速度对OCT在实际研究和应用中的影响,本文提出并搭建了一种高速无扫描频域OCT系统,对该系统的成像分辨率、探测深度与各种噪声进行分析,并提出一种新的消除背景噪声的方法.该系统根据频域OCT和成像光谱仪的基本原理和工作特性,采用一种新的干涉光路以线聚焦方式对样品进行高速数据采集.实验结果表明,这种系统无需任何扫描装置就可得到二维层析图像,在对载玻片8 mm宽度范围成像时,其速度比传统点扫描方式快两个数量级;利用文中提出的数据处理方法成功将背景噪声消除.     

斜变滤波器频域加窗对图像重建的影响

斜变滤波器的性能对图像重建有重要的影响,频域加窗设计法是其主要的设计方法。设计了4种经典的加窗滤波器：RL滤波器、SL滤波器、Hamming窗滤波器和指数窗滤波器。从单位冲激响应和频率响应2个方面分析了这4种滤波器的特性;从频率响应和旁瓣衰减速度2个方面比较了这4种滤波器。理论分析与仿真结果表明：指数窗滤波器的震荡噪声最小;SL滤波器整体最优。     

ICT图像重建并行处理技术简介

ICT图像重建时间长一直是困扰ICT系统的棘手问题。随着计算机软硬件成本的降低 ,越来越多的ICT系统开始采用并行处理技术提高图像重建速度。在ICT图像重建中一般采用的并行系统有阵列处理机、基于多个PC机的MIMD系统、由多个DSP和反投影专用处理器组成的多处理器系统和工作站机群     

医学图像的交互分割及三维表面重建

提出一种基于灰度信息的三维医学图像交互分割方法,并对分割提取的组织或区域进行了三维表面重建,在分割过程中,首先对图像进行滤波,确定阈值范围进行二值化,然后根据待提取组织或区域的特征,选取合适的数学形态学操作,最后对区域进行种子填充,这一过程是一个交互的过程,对提取出的区域用MT算法构造等值面,用灰度梯度法计算表面法微量,并实现高质量三维显示。     

ERT技术图像重建算法研究

两相流参数测量中,电阻层析成像技术的图像重建算法可归为两大类,即直接法和迭代法。对常用的几种图像重建算法进行了比较性研究,结果表明:直接法速度快,但重建图像质量不理想,仅可作定性分析;迭代法总体上说重建图像质量较高,但速度较慢。当增加像素数以提高重建图像分辨率时,直接法重建图像耗时增量较小,迭代型算法中改进的Newton-Raphson算法、BFGS算法由于目标函数的Hessian矩阵维数增加,计算时间大大增加,而改进的BFGS算法因简化了Hessian矩阵及其逆矩阵的计算,时间增量则较小。     

小波双三次高倍插值搜索算法的遥感图像重建

由于光学遥感成像的距离较远和CCD物理尺寸的限制,获得的图像分辨率都比较低。为了在保持原始图像信息的情况下,提高图像的空间分辨率,改善图像的峰值信噪比,在深入分析前期研究中提出的小波双三次插值搜索算法的基础上,建立了小波双三次高倍插值搜索算法。该算法可以根据需要重建出原始遥感图像的高倍高分辨率遥感图像。实验结果表明,新算法重建出原始图像的2×2倍高分辨率图像的细节信息和视觉效果最好,3×3倍和4×4倍次之,5×5倍较差,更高倍数的高分辨率重建图像不宜在实际应用中采用。     

频域提取法提高动态阻抗谱测量精度

血液成分的无创检测对于糖尿病等疾病的诊断和治疗具有重要意义．在血液成分无创检测领域,阻抗谱法血液成分无创检测技术具有重要应用价值．但血液成分复杂,并且各成分浓度变化对血液的阻抗特性影响较小．为了实现基于生物电阻抗的血液成分分析必须提高阻抗测量精度．以动态脉搏波阻抗谱原理为依据,并结合过采样技术,研究了动态阻抗谱的频域提取方法．用FFT频域提取基波分量代替幅值,克服了时域峰峰值提取的困难,同时采用过采样技术,可以实现过采样频率每提高一倍,信噪比提高3dB．实验结果表明,这两种方法结合可以显著提高动态阻抗谱测量精度．     

4f相干光图像系统多谱点图像融合降噪

为处理4f相干光图像处理系统中存在的随机噪声和低频相干噪声,提出一种基于多谱点图像融合的相干光图像处理系统降噪方法.先利用空间光调制器的点阵结构带来的图像复制功能,在同一次试验中获取多个谱点图像,其中各图像包含有相同的图像信息和同分布规律但不同数值形式的噪声信息.再使用图像融合技术将这些图像合并,用类似于时域累积平均的...     

基于FPGA的偏振OCT双路信号处理系统

针对目前基于计算机的偏振OCT具有系统数据处理速度慢、不能实时显示等问题,设计了基于FPGA的偏振OCT双路信号处理系统.FPGA设计包含同步时序控制、正交解调和CORDIC运算三个模块.同步时序控制模块为系统的各器件提供同步控制信号,实现数据的实时处理和同步显示.正交解调和CORDIC运算模块对预处理后的干涉信号进行振幅解调和相位解调,获取反射率和双折射率数据,经USB接口送入计算机进行实时显示.对玻片、云母片和生物组织进行偏振OCT系统成像,对成像结果的分析验证了系统具有实时探测生物组织反射率和双折射率的能力.     

复小波的亚像元图像重建及去噪方法

通过对亚像元理论的分析,对两帧错半个像元的遥感图像进行复小波插值,引入基于层间的小波自适应阈值方法去除噪声,并通过重构得到更高分辨率的遥感图像,同时,算法对遥感图像的复原效果好于常用的方法。     

基于非线性最小二乘的电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像技术中的软场效应和病态问题,提出了基于非线性最小二乘算法的新电容层析成像(ECT)算法。在分析非线性最小二乘问题残量原理的基础上,给出了目标函数中二阶信息项的割线近似的校正公式,并利用Lipschitz空间连续的性质对非线性最小二乘算法的收敛性进行了证明,在此基础上探讨了ECT应用该算法的可行性。该算法满足收敛条件且重建图像误差小。仿真和实验结果表明,与LBP、Landweber和共轭梯度算法相比,对于简单流型该算法兼备成像质量高、边界均匀稳定等优点,该算法的提出为ECT图像重建算法的研究提供了一个新的思路。     

高分辨率SAR与光学图像融合的建筑物三维重建研究

分析了用于建筑物测量的高分辨率SAR叠掩及角反射器效应等成像要素,并将其与高分辨率快鸟卫星图像融合,实现了建筑物屋顶信息的提取。进一步利用SAR叠掩得到的建筑物高度信息和快鸟图像得到的建筑物屋顶信息实现了建筑物的三维重建。与实地测量数据相比较,计算结果精度较高,从而验证了这种三维重建方法的可行性。     

The integrated acceleration of the Chambolle-Pock algorithm applied to constrained TV minimization in CT image reconstruction

Background and Objective: The constrained, total variation (TV) minimization algorithm has been applied in computed tomography (CT) for more than 10 years to reconstruct images accurately from sparse-view projections. Chambolle-Pock (CP) algorithm framework has been used to derive the algorithm instance for the constrained TV minimization programme. However, the ordinary CP (OCP) algorithm has slower convergence rate and each iteration is also time-consuming. Thus, we investigate the acceleration approaches for achieving fast convergence and high-speed reconstruction. Methods: To achieve fast convergence rate, we propose a new algorithm parameters setting approach for OCP. To achieve high-speed reconstruction in each iteration, we use graphics processing unit (GPU) to speed-up the two time-consuming operations, projection and backprojection. Results: We evaluate and validate our acceleration approaches via two-dimensional (2D) reconstructions of a low-resolution Shepp–Logan phantom from noise-free data and a high-resolution Shepp–Logan phantom from noise-free and noisy data. For the three-specific imaging cases considered here, the convergence process are speeded up for 89, 9 and 81 times, and the reconstruction in each iteration maybe speeded up for 120, 340 and 340 times, respectively. Totally, the whole reconstructions for the three cases are speeded up for about 10,000, 3060 and 27,540 times, respectively. Conclusions: The OCP algorithm maybe tremendously accelerated by use of the improved algorithm parameters setting and use of GPU. The integrated acceleration techniques make the OCP algorithm more practical in the CT reconstruction area.     

Constrained image reconstruction for magnetic detection electrical impedance tomography

Magnetic detection electrical impedance tomography (MD‐EIT) produces images of conductivity from magnetic field measurements taken around the body. The ill‐conditioned nature of the MD‐EIT inverse problem is improved by limiting the number of unknowns to be solved. In this article, a method of iterative grid refinement for MD‐EIT, which produces images significantly better than unconstrained solutions, is described. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Int J Imaging Syst Technol, 17, 379–382, 2007     

多通道联合的广义总变分能谱CT重建

基于光子计数探测器的能谱CT在材料分解、组织表征、病变检测等应用中具有巨大的潜力。在重建过程中,通道数的增加会造成单通道中光子数减少,从而导致重建图像质量下降,难以满足实际需求。本文从能谱CT重建的角度出发,将广义总变分向矢量延伸,利用奇异值的稀疏性,促进图像梯度的线性依赖,提出一种基于核范数的多通道联合广义总变分的能谱CT重建算法。在图像重建过程中,多层共享结构信息,同时保留独特的差异。实验结果表明,本文提出的算法在抑制噪声的同时,能够更有效地恢复图像细节及边缘信息。     

ANFIS‐EM approach for PET brain image reconstruction

In this article, for the reconstruction of the positron emission tomography (PET) images, an iterative MAP algorithm was instigated with its adaptive neurofuzzy inference system based image segmentation techniques which we call adaptive neurofuzzy inference system based expectation maximization algorithm (ANFIS‐EM). This expectation maximization (EM) algorithm provides better image quality when compared with other traditional methodologies. The efficient result can be obtained using ANFIS‐EM algorithm. Unlike any usual EM algorithm, the predicted method that we call ANFIS‐EM minimizes the EM objective function using maximum a posteriori (MAP) method. In proposed method, the ANFIS‐EM algorithm was instigated by neural network based segmentation process in the image reconstruction. By the image quality parameter of PSNR value, the adaptive neurofuzzy based MAP algorithm and de‐noising algorithm compared and the PET input image is reconstructed and simulated in MATLAB/simulink package. Thus ANFIS‐EM algorithm provides 40% better peak signal to noise ratio (PSNR) when compared with MAP algorithm. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Int J Imaging Syst Technol, 25, 1–6, 2015     

机器人辅助无框架定位脑外科手术系统

研制了机器人辅助无框架定位脑外科手术系统,该系统可以在CT和MRI图像上实施病灶以及头颅的半自动分割,并将分割结果重构为三维模型,此模型可以进一步应用于虚拟手术规划及手术实施。它提供的三维组织模型清晰准确,手术路径精确稳定,从而提高了手术的效率和质量,降低了手术的费用。该系统在多例临床手术中获得了良好的效果。     

Single-shot full resolution region-of-interest (ROI) reconstruction in image plane digital holographic microscopy

We describe a numerical processing technique that allows single-shot region-of-interest (ROI) reconstruction in image plane digital holographic microscopy with full pixel resolution. The ROI reconstruction is modelled as an optimization problem where the cost function to be minimized consists of an L2-norm squared data fitting term and a modified Huber penalty term that are minimized alternately in an adaptive fashion. The technique can provide full pixel resolution complex-valued images of the selected ROI which is not possible to achieve with the commonly used Fourier transform method. The technique can facilitate holographic reconstruction of individual cells of interest from a large field-of-view digital holographic microscopy data. The complementary phase information in addition to the usual absorption information already available in the form of bright field microscopy can make the methodology attractive to the biomedical user community.