激光和照明白光共轴传输的鼻咽镜成像系统

基于现有医用鼻咽喉镜的导光系统,建立一个用于激光诱导荧光成像的激光和照明白光共轴传输系统,以实现对鼻咽癌的诊断和定位.给出了系统的光学设计,其中包括用于激光与传输光纤进行高效耦合的转换透镜,以及实现激光与照明白光共轴传输的分光棱镜.文中还分析了对所采集荧光图像进行衬比度增强处理的方法.动物实验结果表明,新设计鼻咽镜所采集的荧光图像和白光图像视场完全一致,有利于实现对病灶的精确定位.同时,黑白荧光图像经过处理后的衬比度得到显著增强.     

基于超光谱图像的舌体分割算法

舌体分割是实现中医舌诊现代化的一个前提工作,分割质量直接影响舌象诊断的性能.然而由于舌的生理特征比较复杂,舌的形态以及舌与嘴唇的连接各不相同,使得舌体分割比较困难.本文采用超光谱成像系统代替数码相机采集舌图像,并借鉴光谱角度匹配算法,发展了基于超光谱图像的舌体分割算法.这一算法通过光谱角度匹配算法将超光谱舌图像立方体转换成光谱角度立方体,然后采用一维脉冲波形的边沿信息检测出边缘信息,最后实现了舌体的分割.试验表明,这种基于超光谱图像的舌体分割算法可以较为准确地将舌体分割出来.     

基于远场光学的高分辨率激光探针系统研究

鉴于激光探针分辨率低的问题，提出基于远场光学技术对激光探针仪的光学系统进行改进和设计，实现了高分辨率激光探针仪的研制。研究了基于远场光学的激光探针仪的极限分辨率，采用数值孔径为0.4的反射式聚焦物镜对波长为532 nm的脉冲激光束进行聚焦，在合适能量条件下，烧蚀Al和Fe纯样表面获得的极限分辨率分别为2.26 m和1.87 m，在此极限分辨率下利用同轴光谱采集系统且能够采集到3倍于背景噪声强度的Al和Fe元素的光谱信号；设计并实现了带同轴照明的同轴共焦成像系统，视场放大率达24.7倍，采用的同轴照明系统能够有效提高摄取图像的锐度和清晰度，获得的图像分辨率不低于228 lines/mm；发明了一种带指示光的同轴光谱采集系统，能够将同轴光谱采集器与等离子体的对准误差控制在10 m以内，通过二维扫描装置，实现对等离子体表面79的矩形点阵列进行精确光谱采集，获得了等离子体原子光谱强度的空间分辨图像。     

基于单片机的LED照明光环境智能控制装置设计

本文设计了一种LED照明光环境智能控制装置,该装置可根据室内活动提供了多种LED室内照明光环境,并通过传感器对周围环境进行采集,利用单片机对LED灯具进行控制,采用PWM调光和不同色温LED混色的方法实现对光环境的调节。     

光学元件激光损伤在线检测装置

设计并搭建了一套光学元件表面损伤检测装置,用于激光损伤实验中光学元件表面损伤的自动化在线检测。装置主要由自动变倍显微相机、高精度位移传感器、两维扫描轴、调焦轴、快速复位平台和系统控制器组成。两维扫描轴按照规划好的弓形路径对光学元件表面激光辐照区域进行扫描,调焦轴对位移传感器反馈的离焦量进行实时修正,显微相机采集子图像并进行保存。首先,分析影响图像拼接精度的主要误差源并通过图像矫正等方法进行补偿;然后,利用图像拼接技术将矫正后的子图像矩阵进行高精度无缝拼接,得到大面积高分辨率的光学元件表面损伤图像;最后,对损伤图像进行后处理得到损伤个数和损伤面积等信息。实验结果表明:装置在5 min内实现了光学元件表面15 mm15 mm区域的扫描拼接和检测,成像系统分辨率优于228 lp/mm,图像拼接误差小于2 pixel。     

新型波导全息指纹采集器

提出了一种采用波导全息元件和CMOS图像传感器的指纹采集器.通过分析消失场和全息光栅在波导全息指纹采集中的作用,设计了新型结构的波导全息指纹采集器.实验结果表明,设计的指纹采集器具有更高的图像分辨率和对比度,由于省去了传统光路中的透镜,大大减小了采集器的体积和重量.     

中医舌像分析仪

北京工业大学信号与信息处理研究室与北京市中医院合作开发的中医舌像分析仪已在北京市中医院投入使用 ,并在临床应用中得到了专家及用户的好评 .其中部分关键技术已申请国家专利 .中医舌像分析仪是一种无创、定量和客观的中医舌像智能分析仪器 ,为中医的临床诊断、教学和研究服务 .它能够采集、察看、存储数字化彩色舌图像 ,实现彩色舌图像的真实重现 ,并具有自动分析常见舌像特征 (舌色、苔色、苔厚、湿度、裂纹等 )的功能 .中医舌像分析仪可以有效地提高舌诊的准确度、客观性和工作效率 .中医舌像分析仪在标准化的采集环境下 ,采集舌图像…     

基于点探测器和柱面源双位置扫描的直接体积CT的研究

目前直接体积CT主要存在两大困难:一是如何获得三维图像精确重建所需的投影数据,包括扫描方式的可实现性;二是如何尽量避免康普顿散射对重建图像质量的影响.针对这些问题,本文提出一种新型的直接体积CT成像模式,即采用X线栅形扫描的柱面源、一组分布在大圆和垂直圆弧上的多个点状探测器采集数据,通过柱面源的一次旋转即可得到完全的投影数据.本文对该扫描装置的结构中X线柱面源的形状和尺寸、探测器的个数和位置分布进行了详细的说明,并对该装置的完全性条件进行论证.然后结合此扫描结构的特点,给出一种三维图像重建算法.计算机仿真实验的结果表明,该扫描结构在保证投影数据完全的条件下,实现了机械转动次数最少、有效抑制康普顿散射、提高三维图像重建速度和精度的目的,使直接体积CT的成像速度和重建精度比现有模式大大提高.     

白光照明谱域光学相干层析成像研究

为了降低成本,同时改善光学相干层析成像技术的图像获取率和轴向分辨率,采用白光源照明的谱域光学相干层析成像的方法,进行了理论分析和实验验证,通过对薄膜等样品的测量,取得了一些基本的数据和图像。结果表明,样品内部结构的图像清晰可见,该系统切实可行,并能够实现工程和生物材料内部结构的实时3维图像重构。     

放大视读屏技术研究

现行的照明用具一般体积较大、不易随身携带且不具备图像放大能力,为了给广大学习者尤其是视力不佳者提供一种全新的学习照明装置,设计了一种便携式放大视读屏.它具有柔光照明和图像放大双重功能:该屏利用梯形波导板的受抑全内反射原理,将侧面导入的LED光束从上下表面导出,实现了均匀的柔光照明功能;同时利用模压在波导板下表面的菲涅耳透镜实现了可调的图像放大功能.根据上述设计原理,通过ZEMAX软件对该视读屏的工作效果进行了理论模拟和参数优化,并制作了一块120 min×80 min×4 mm的视读屏,结果表明照明光线均匀柔和、放大效果清晰一致,成功实现了柔光照明和图像放大双重功能.     

曲面拟合技术在二维条码图像分割中的应用

介绍了曲面拟合技术，分析了二维条码图像光照条件的基本特点。采用二维二阶多项式曲面拟合的阈值曲面方法，对二维条码背景图像进行了曲面拟合，较好地解决了光照不均匀条件下的二维条码图像分割问题。     

红外光指静脉图像采集及其特征提取技术的研究

提出了一种应用于指静脉光学图像采集系统的新型光路设计,实现了基于最大曲率方法的指静脉提取,并对系统的有效性进行了实验验证。结果表明,采用本文方法的指静脉识别错误匹配率（FAR）为1.67%。     

飞行员夜视成象系统（ANVIS）

飞行员夜视成象系统是以第三代象增强管为核心部件的直视式微光夜视仪器,国外军用直升机的飞行员已经广泛佩装此种仪器作为夜间观察和瞄准的手段。本文综述飞行员夜视成象系统的构造原理、性能水平和光、机、电技术数据。     

用于尾流探测的新型片光源

尾流气泡幕图像的像质取决于水下光电探测系统的效率,而光源是影响整个成像系统品质的重要原因。针对这个问题设计了适用于实际水下复杂工作环境的新型激光片光源系统,分析和验证了该片光源的能量利用率及可行性。试验结果表明,该片光源系统解决了成像系统照明问题的同时,避免了在光学系统景深范围内太多的图像层叠。在实验室条件下可以获得较清晰的图像,为后续的气泡幕物理参数的精确获取创造了重要的条件。这种光源的独特优势使其在水下小视场光学系统中得到很好的应用。     

基于LED光源的DLP光学引擎的光学设计

设计了一种基于LED光源照明系统的DLP背投电视光学引擎,样机以HD2+数字微镜(DMD),蝇眼透镜,X棱镜作为主要光学系统构件.介绍了基于光学扩展量etendue的光学系统设计方法,采用了蝇眼透镜阵列作为匀光方案来提高光能利用率和光源均匀度,分析了照明系统的工作原理和系统结构,并给出了仿真结果,样机在三组LED占空比为10:15:11的时序工作模式下白场输出光通量达到了112.3 lm,单色输出光通量分别为R.26.1 lm、G-51.4 lm、B-19.0 lm,光场均匀度小于±20%.     

基于机器视觉的机械指针式仪表的读数识别方法

机械式指针仪表在工业生产实践中应用广泛,及时、准确地识别指针仪表指示信息是实现设备运行状态监测的重要手段之一。应用数字图像处理技术,本文提出了一种新的指针式仪表信息的自动识别方法。主要的步骤包括,使用轮廓跟踪法实现表盘与指针的区域分割,并进行了图像的预处理;利用图像变换算法进行指针方位的检测,获得指针的直线位置参数;最后,在已有信息的基础上,确定刻度线距关系及仪表最大量程,实现指针式仪表信息的自动读数识别。实验表明,本文所提出的自动读数识别方法准确、可靠且读数效率高。     

基于图像处理的变电站指针式仪表读数研究

为解决变电站人工巡检指针式仪表工作强度大和读数误差高的问题,提出了一种基于图像处理技术的变电站指针式仪表自动检测系统。针对读入的图片实现图像灰度化、图像二值化;采用改进的Hough变换提取图像中的直线、计算指针角度和显示指针读数;并利用OpenCV函数库建立了指针式仪表图像的模型库,导入新的图片可选择不同的模型库。实验结果表明,该指针式仪表自动判读系统可以准确识别出指针的读数,且读数精度远大于人工读数。     

利用红外发光成像技术显现ATM机打印凭条上的潜在字迹

提出了一种用于显现涉案ATM机打印凭条上潜在字迹的方法,为查明案情提供了技术支撑.在365～620 nm的范围内选取7个波段的光线作为入射光对检材进行照射,并在可见光至近红外区选取14个波段分别成像记录检材的发光亮度分布.通过用580 nm的黄橙光照射检材,并在垂直方向上透过780 nm的长波通滤光片进行成像,可以较清...     

小孔列阵远场衍射光强分布

导出了Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ近似下小孔列阵衍射光强的分布函数，详细计算了单色光均匀照明下的衍射光强，给出了一些新的结果，并对小孔列阵的远场适用条件作了探讨。