超微弱生物发光图像中的统计检验

应用光电阴极探测灵敏度为０．５ｃｐｓ／ｍｍ＾２的超高灵敏度的光电成像系统，获得了绿豆芽和活体昆明鼠的超微弱生物发光图像，并用统计理论研究了极弱光强条件下光子图像的信号检测和问题，文中在信号和噪声均为泊松分布的条件下，分析了从光子噪声中检验是否有信号的判据以及影响到检验的５个因素对检验结论的影响，以此判据成功地检验到实验获得的昆明鼠发光光子图像中的信号。     

光子图象的X2拟合信号检验

本文首次应用以微通道板象增强器为核心器件的超高灵敏度光电成象系统获得了活体昆明鼠的超微弱生物发光图象,并用统计理论研究了光子图象中的信号和背景分布,提出用斯米尔诺夫检验判别图象中有无信号的方法,以及用X²准则拟合实际图象中的信号区和背景区分布,并根据得到的统计估计值对光子图象进行检验,上述光子图象中的拟合方法以及斯米尔诺夫判据检验到了图象中的信号,验证了实际获得的光子图象中存在发光信号的结论。     

光子图像统计处理

讨论了一种对有限光子图像累加的统计处理方法。在超微弱发光的研究中（例如细胞的超微弱光），由于发光强度较弱，需要用像增强器对超微弱发光图像进行增强得到可视光子图像，超微弱发光的光子图像不可避免地受到像增强系统暗噪声及背景噪声的影响，使光子图像湮没在噪声中。为从原始图像中检验出信号，常将采集到的有限光子图像进行累加以增加样本数，根据信号光子和噪声光子的不同统计分布，运用似然比检验方法得到有效判断累加图像中某像素是否含有信号光子，由此剔除图像中的噪声光子，得到信噪比改善的光子图像。     

超微弱光子图像的相关检测及计算机模拟

在超微弱发光的研究中（例如生物发光）,由于发光强度极弱,由像增强器得到的光子图像由于样本（光子）数量太少和受系统暗噪声的影响使其信噪比极低,提出了一种基于统计学的光子图像相关积分方法和基于相关处理的光子图像处理方法,用累积光子来提高图像信噪比并得到相应灰度图像并对该方法进行了计算机模拟,同时展示了光子图像和传统灰度图像的信噪比关系,是进行微弱生物发光信号检测的有效方法。     

小样本光子图像的统计处理

讨论了一种对小样本光子图像的统计处理方法。在超微弱发光的研究中（例如细胞的超微弱荧光）,由于发光强度极弱,需要用像增强器对超微弱发光图像进行增强得到可视图像,超微弱发光图像不可避免地受到像增强系统暗噪声及背景噪声的影响,使光子图像湮没在噪声中。为从原始图像中检验出信号,根据信号光子和噪声光子的不同统计分布,运用信号检测与的方法判断光子是否属于信号光子,并得到一简明的判据,由此判据剔除图像中的噪声光子,得到信噪比改善的光子图像。并用此方法处理了人掌的超微弱发光光子图像。     

生物光子图像的探测概率和极限

分析了生物超微弱发光的光子图像特点,从而看出对光子图像进行统计研究的必要,讨论了生物超微弱发光的统计分布,分析了生物超微弱发光在光子成像系统中的探测概率和光子图像的探测极限。     

基于交叉验证的超微弱光子图像去噪处理

超微弱光子图像的很多有用部分被噪音所淹没,为了提高光子图像质量,提取更多有用信息,将一种基于交叉验证理论的小波滤波器引入到超微弱光子计数成像采集系统中,计算机模拟及实验结果显示:这种处理方法能滤除较多噪音、很好地保留图像信息并显著提高图像信噪比.     

光子成像系统信号与噪声的统计特性分析

在去除光子图像的本底噪声时,根据微弱点目标的探测统计特性,以泊松分布均值与方差相等的特点为判据,提出了一种确定阈值选取范围的新方法。利用点过程的分析方法研究了光子受限点目标的探测统计特性,并进行了实验研究,结果表明光子受限点目标的探测统计特性服从平稳泊松点过程。利用以上分析方法可以快速地获得微弱点目标事件的期望发生率,以及在下一段时间内目标至少再出现一次的概率,从而为后续的目标探测、跟踪以及位置预测奠定了基础。     

光子计数成像技术及其应用

介绍光子计数实时图像采集实验系统，其中的高亮度增益的光子成像头通过超强光力中继透与高帧频电荷耦合器摄像机耦合；分析和介绍了单光子成像模式下系统工作的受限条件和多光子工作模式下系统的主要综合性能指标－读出噪声的测定方法。文中给出在自适应光学弱光波前传感中的应用，光子噪声分布规律以及光的波粒二象性实验验证等例子。     

紫外单光子成像系统的研究

搭建了紫外单光子成像系统,详细介绍了该系统的组成、工作原理和分辨率性能测试.由汞灯发出的紫外光经过大气散射、多块减光片得到了紫外单光子流.单光子直接打在微通道板上,微通道板产生的倍增电子由楔条形阳极收集,电荷灵敏前置放大器将阳极输出的电荷信号转变为电压信号,主放大器对前放信号进行滤波整形.利用高速数据采集卡连续采集主放大器的输出波形,通过软件对采集波形进行处理,采用图像处理技术得到了紫外单光子10min的计数图像,并对图像进行了畸变校正.此外,通过自己设计的分辨率板,测得该系统的分辨率可达150μm.该系统在极微弱光探测成像,生物发光,空间环境探测等方面具有广泛应用. 关键词： 单光子计数成像 阳极探测器 楔条形阳极 分辨率     

显微光子计数成像系统及其应用

光子计数成像系统可以探测生物超微弱发光,但是只能探测生物的宏观图像,若要深入到细胞、分子水平,必须有显微光子计数成像系统。二者的区别类于显微光子计数成像系统是噪声受限系统。本文报道的显微光子计数成像系统,采用＾１４Ｃ同位素光源来监测系统的状态,保证实现极限探测。该系统可以用来研究痕量生物分子的分布和功能,显示钙离子在细胞内外的分布,活性氧、基因表达的监测等。由单光子到单分子、组织学图像到功能图像的     

超高灵敏度荧光显微镜及其在生物学中的应用

介绍了在原有数字化高灵敏度荧光显微镜的基础上研制的超高灵敏度荧光显微镜,对荧光实现１０＾６数量级的增益,可获得细胞的光子灵敏显微图像,并结合图像融合技术,实现极微弱荧光图像的定位显示,采用具有视频速率的图像采集系统,可用于研究某区域荧光强度随时间变化的动力学过程。将该显微镜应用在生物医学领域的细胞凋亡的研究,观察到Ａｓ２Ｏ３诱导ＭＧＣ－８０３细胞调亡中ＣａＴ＾２＋浓度升高,预示着Ｃａ６２＋可能是由     

利用帧积分法去除微光图像噪声研究

在微光成像中，迭加在图像上的时空域噪声，不仅限制了系统可工作的最低照度，而且使显示图像具有随机蠕动颗粒闪烁的外观。图像处理技术能够提高图像质量，增强微光成像系统作用距离。实验证明，帧积分法对光子噪声以及系统内部信息载流子产生与复合所引起的散粒噪声的抑制有十分有效的作用。     

THz激光主动图像预处理方法研究

鉴于THz激光主动成像以其较低的光子能量和较高的穿透能力在危险品检测、医疗和食品检验等领域有着广泛的应用前景,将对比度拉伸变换、中值滤波和均值滤波常规图像预处理方法引入到THz激光主动图像处理中,对五元人民币纸币的水印THz面阵图像进行了预处理。处理结果表明,对原始图像进行对比度拉伸变换可以较大地提高图像对比度,在此基础上进行的中值滤波和均值滤波可进一步提高图像的辨识能力,中值滤波可以保护目标边缘细节并使图像平滑。在对比中发现,当窗口大小为9×9像元时滤波后的视觉效果最佳。     

图象处理技术用于发光火焰温度分布测量的研究

一、前言 火焰温度的测量是一个难题,发光火焰温度分布的测量则更加困难。现有的各种测温方法都难以直接用来测量发光火焰的温度分布,故本文提出采用图象处理法测定发光火焰,特别是煤粉火焰的温度分布。火焰图象是工业燃烧宏观、整体过程的充分反映,也是控制燃烧的直接观察对象。通过对发光火焰图象信息的分析、处理和计算可获取其温度和温度分布,进而可求得反映燃烧状态的其他特征。     

激光靶测量图象的在线处理与应用

介绍了图象在线处理系统及其被用于激光靶测量的工作。自行建立了图象处理的自动测量分析系统，研制了适应该系统的图象测量分析的专用软件ＹＡＮＧ．ＥＸＥ。实际测量结果表明，与以前方法比较，本系统测量数据重复性好，实测精度好于以前手工方法，并且可以对靶表面缺陷进行定量测量。已经逐步用于ＩＣＦ靶与ＸＲＬ靶的实际测量。