基于柱面扫描近场成像的RCS 测量方法研究

该文提出一种基于柱面扫描近场成像的RCS(Radar Cross Section)测量新方法:以理想的各向同性点散射中心模型为核心假设,通过详细的理论推导给出了一种具有通用性的基于柱面扫描近场成像的RCS 测量方法。该方法先得到目标的3 维雷达散射图像,再通过这些等效理想散射中心的散射场叠加获得远处散射场进而给出目标的远场RCS 值。该方法不仅能得到被测目标的3 维雷达散射图像,还能获得一定立体角域的目标远场RCS。相比只能得到2 维雷达散射图以及2 维平面角域RCS 结果的圆迹扫描测试相比,该文所提的柱面扫描测试能得到更多的目标散射信息,具有较强的实用性。仿真结果验证了新方法的可靠性。      

一种新的基于GPU实现的锥束CT正投影算法

锥束CT成像算法的正投影计算量大,消耗时间长.为此,本文提出了一种基于GPU实现的正投影加速算法.该算法在GPU的可编程管线中,通过纹理映射方法实现了圆轨迹锥束扫描模式下正投影计算.由于投影逐片并行计算,因此该算法具有较高的计算速率,且支持全浮点运算精度.在该正投影算法的基础上,本文还给出了三种算法优化方法.这些优化方法进一步提高了算法的执行效率.通过对Shepp-logan模型的正投影计算以及应用于迭代法进行三维图像重建等实验验证了本文算法的优点.     

基于RBF网络图像表示的CT重建算法研究

本文提出一种基于径向基函数(Radial Basis Function-RBF)神经网络图像表示实现对计算机断层成像装置不完备投影数据的重建方法,并分析了方法的计算效率、重建质量和适用范围.该方法采用RBF神经网络表示断层图像,降低了问题的计算规模,并通过ART(Algebraic Reconstruction Technique)迭代算法重建出断层图像.在模拟实验中,我们将本方法与FBP、ART的重建图像算法进行了比较.实验结果表明所提出的方法其重建质量和计算效率都有明显地改进.     

基于柱面镜的太赫兹阵列探测器扫描成像实验研究

设计了一套用于太赫兹阵列探测器扫描成像的光学系统,采用光学设计软件分别对柱面镜和聚焦透镜的面型进行了仿真,仿真结果表明,经过柱面镜后,点光源变成了线光源,线光源的宽度为1.4 cm。实验中,分别采用VDI单元探测器和中科院苏州纳米所自主研发的场效应管阵列探测器对物体进行成像,其中VDI单元探测器成像效果较为清晰,阵列探测器的图像中存在一定的条纹,原因来源于探测器像元之间的耦合和串扰。本文采用柱面镜结合阵列探测器,提升了扫描成像的速度。     

基于APD面阵探测器的非扫描激光主动成像雷达

为了获得目标区域的高精度3-D距离图像,采用自研带读出电路的雪崩光电二极管（APD）面阵探测器组件,研制了一台非扫描激光主动成像雷达。雷达采用波长1.064μm脉冲激光泛光照射目标区域,APD面阵探测器组件接收目标漫反射激光回波信号,经信息处理获得目标区域3-D距离图像,对典型目标开展了3-D成像实验研究。结果表明,所研制的非扫描激光主动成像雷达可获得较好的目标区域3-D距离图像,成像距离达1.2km,距离分辨率为0.45m,成像帧频为20Hz。基于APD面阵探测器组件的非扫描激光主动成像雷达技术取得突破。     

基于全变分和梯度域卷积稀疏编码的稀疏角度CT重建算法

对于不完全的扫描数据,传统算法无法保证医学电子计算机断层扫描(CT)重建图像满足诊断要求.根据压缩感知理论,可以从不完全的扫描数据中重建出具有稀疏表示的医学CT图像,这可为诊断提供可靠的信息.从重建的角度出发,提出了一种基于全变分和梯度域卷积稀疏编码的图像重建算法.梯度域卷积稀疏编码是对特征图施加梯度约束,采用梯度正则...     

一种基于直接合成法的S波段点频源设计

简述了用直接合成法实现S波段频率源的方案,对设计的注意事项进行了详细描述,并且对频率源杂散、相位噪声、谐波抑制等做了进行分析,最后给出了频率源的测试结果,对类似产品的设计具有很好的参考作用,对工程实践具有指导意义。     

基于全广义变分约束加权最小二乘的低剂量计算机断层重建方法

为了减少X射线的辐射剂量,提出了一种基于全广义变分约束加权最小二乘的低剂量计算机断层（CT）重建方法。首先对投影数据进行统计建模,然后将全广义变分正则化作为先验信息引入到投影数据恢复过程中,从而达到抑制噪声的目的,最后使用传统的滤波反投影算法进行CT图像重建。在Shepp-Logan体模实验中,提出方法的重建结果与Gibbs先验约束的惩罚加权最小二乘（Gibbs-WLS）、字典学习先验约束的惩罚加权最小二乘（DL-WLS）和全变分先验约束的惩罚加权最小二乘（TV-WLS）方法的重建结果相比,均方根误差分别降低了25.06%、1.50%和15.21%,信噪比分别提高了10.29%、0.53%和5.68%。在Clock体模实验中,提出方法的重建结果与Gibbs-WLS、DL-WLS和TV-WLS方法的重建结果相比,均方根误差分别降低了42.72%、23.45%和34.63%,信噪比分别提高了27.04%、11.42%和15.49%。实验结果表明,该方法在有效抑制低剂量CT图像的伪影和噪声的同时可以很好地保持图像的边缘信息和结构细节特征。     

基于肖特基二极管的太赫兹准光探测器设计方法与成像性能研究

设计了一款太赫兹准光探测器, 该探测器主要由砷化镓肖特基二极管芯片以及高阻硅透镜组成.为了减小所设计芯片的欧姆损耗, 将天线图案生长在了半绝缘砷化镓层上.在335～350GHz频率范围内, 准光探测器的实测电压响应率为1360～1650V/W, 双边带变频损耗为10.6～12.5dB.对应估算的等效噪声功率为1.65～2pW/Hz1/2.基于所设计的准光探测器进行了成像实验, 该实验分别在直接检波和外差探测两种模式间进行, 成像结果表明所设计的太赫兹准光探测器能够满足太赫兹成像方面应用.     

基于相衬CT的肝纤维化血管三维可视化研究

利用相衬CT分别获得了轻度和重度肝纤维化样品的血管三维结构,并对它们的血管内壁纹理参数进行了测量和分析,同时对重度肝纤维化样品中的血栓进行了测量和分析。实验结果表明,相衬CT清楚地展现了不同病变程度的肝纤维化血管三维微观结构,精确地显示了血管内壁和血栓的结构,在肝纤维化疾病辅助诊断中具有应用前景。     

核医学成像探测器及晶体材料的研究进展

以正电子发射断层成像（PET）和单光子发射计算机断层成像（SPECT）为代表的核医学成像技术是现代医学影像诊断的主要手段之一,已在肿瘤诊断、心血管疾病诊断和脑神经科学研究等领域得到广泛应用。伽玛射线探测器是PET和SPECT成像系统的核心部件,探测器的性能决定了成像系统的综合性能和临床诊断价值。该文研究了核医学成像探测器及晶体材料的研究进展,分析并预测了探测器技术的发展方向。     

基于高斯机的少数投影CT图像重建

基于高斯机(GM)提出了一种新的少数投影CT图像重建算法。首先将图像重建问题转化为最大熵准则下的优化问题,然后构造相应的GM模型,并采用双曲调度进行模拟退火,网络的稳定解就是重建问题的优化解。数值模拟结果表明,与联合代数重建技术(SART)相比,从投影角间距为45°的4个不同的投影视角方向获取投影数据时,该算法具有较高的重建精度(平均相对误差为0.03%)和良好的抗噪声性能。     

PC-BASED SURFACE RECONSTRUCTION OF MEDICAL CT IMAGES

It is an active research area to reconstruct 3-D object and display its visible surfacesfrom cross-sectional images. In this paper, the methods of reconstructing 3-D object from medicalCT images and displaying the visible surfaces are discussed. A polygon approximation methodthat forms polygon with the same number of segment points and a fast interpolation method forcross-sectional contours are presented at first. Then the voxel set of a human liver is reconstructed.And then the liver voxel set is displayed using depth and gradient shading methods. The softwareis written in C programming language at a microcomputer image processing system with a PC/ATcomputer as the host and a PC-VISION board as the image processing unit. The result of theprocessing is satisfying.     

从光子学角度看太赫兹技术的现状和发展趋势

太赫兹技术是当前极具发展潜力的热点技术。太赫兹源、太赫兹探测器以及太赫兹应用研究是太赫兹技术的三大研究重点。本文分析了太赫兹技术在光谱探测、成像探测和通讯应用方面的需求情况,介绍了现有主要的太赫兹源产生方法和特点,以及太赫兹探测器的分类和常见太赫兹探测器,并以其相邻谱段红外探测器的发展历程以及太赫兹探测器的发展现状为参照,从光子学的角度分析了太赫兹探测器的发展趋势以及可能面临的技术困难。     

基于DAWGAN-GP的磁共振图像重构方法研究

本文提出了一种基于改进Wasserstein生成式对抗网络（De-aliasing Wasserstein Generative Adversarial Network with Gradient Penalty,DAWGAN-GP）的磁共振图像重构算法,该方法利用Wasserstein生成式对抗网络代替传统的生成式对抗网络,并结合梯度惩罚的方法提高训练速度,解决WGAN收敛缓慢问题.此外,为了有更好的重构效果,我们将感知损失,像素损失和频域损失引入至损失函数中进行网络训练.实验结果表明,对比现有的基于深度学习的磁共振图像重构算法,基于DAWGAN-GP的磁共振图像重构方法具有更好的重构效果,可获得更高的峰值信噪比（Peak Signal to Noise Ratio,PSNR）和更好的结构相似性（Structural Similarity Index Measure,SSIM）.     

超声层析成像检测系统的研究与实现

为获得更清晰的图像检测效果，在超声波波动传播原理的基础上，采用超声阵列检测方法设计超声层析成像（CT）系统。将射线追踪算法引入到层析成像中，基于SIRT重建算法，实现速度重建。通过数值仿真表明：层析成像效果得到明显改善。