用瞳函数控制减小离散成像系统中的频谱混淆

离散控制器由于欠抽样产生频谱混淆,介绍分析了减少混淆的一种光学预滤波法：设计光学成像系统的瞳函数以产生期的光学传递函数,使期 对抽样数据进行有效的预滤法,从而完全抑制混淆。     

空间滤波的实验研究

运用空间域和频率域方法讨论了阿贝-波特实验和空间滤波实验中光波分别经过单透镜2f系统和4f系统时透镜的傅里叶变换和物体的频谱,探究了物体成像过程中的分频和合频过程,分析了空间滤波实验中透镜孔径对实验的影响.应用Matlab仿真模拟了低通滤波、方向滤波、显色滤波等图像处理技术,验证了夫琅禾费衍射下的巴比涅原理.     

测量三阶非线性折射率的4f相位相干成像技术中正负相位物体的优化

4f相位相干成像技术是测量三阶光学非线性的一种新方法.在4f相位相干成像系统中的相位光阑一直都足用具有一致相位延迟的相位物体,这种相位光阑只能产生单一的相衬信号.应用正负相位物体可以提高4f相位相干成像系统测量灵敏度.为了使含正负相位物体的4f相位相干成像系统的灵敏度进一步得到提高,理论分析了正负相位物体的半径和相移的大小对4f相位相干成像系统灵敏度的影响.结果表明系统的灵敏度随着相位物体半径与小孔半径的比值的减小而增大.当相位物体的大小一定时,在相移为0.43π的地方系统的灵敏度达到最大值.     

扫描热成像系统NETD数学模型的研究

讨论了最近几十年发展起来的最具代表性的10种NETD模型的优缺点．在对它们进行综合分析的基础上建立起了新的适用于扫描热成像系统的NETD数学模型，得到的模型消除了光学系统大的f／#影响，增加了两个可供选择的光谱滤波函数，并考虑了占空比在模型中的影响．建立起的模型能客观全面地用于热成像系统温度灵敏度的性能评价。     

CCD相机调制传递函数增强滤波器设计

通过CCD相机成像模型讨论了成像链路各个环节对系统传递函数的影响,分析了滤波器品质因数的增强效果、品质因数对信噪比的影响,品质因数对多个像元影响,分析表明:当相机光学部件及传感器确定之后,可以通过设置合理的后端滤波电路品质因数来增强系统传递函数;当滤波器的最佳品质因数设置值为1时,成像系统在Nyquist空间频率处的传递函数能够提高32%.利用黑白条纹靶进行相机传递函数测试及信噪比测试,试验结果表明,调制传递函数增强滤波器在品质因数为1时可提高CCD成像相机的成像性能,提高传递函数30%;电路噪声抑制能力与通带内最平坦滤波器相当.     

空间滤波实验中光路和傅里叶变换透镜孔径对实验的影响

运用空间域和频率域方法讨论了阿贝-波特实验和空间滤波实验中光波分别经过"4f系统"、双透镜系统(两种)和单透镜系统时透镜的傅里叶变换和物体的频谱,分析了空间滤波实验中光路和傅氏透镜孔径对实验的影响.     

中子半影成像图像反演方法研究

 给出了中子半影成像技术的原理；分析了系统分辨率的影响因子；利用MCNP软件对中子半影成像过程进行模拟；用改进的逆滤波和维纳滤波两种方法对成像主轴上一点源和偏轴两点源的编码图像进行重建，并对编码像在降低噪声和去除本底前后的反演结果进行了比较。模拟结果表明维纳滤波法能够更好地抑制统计噪声。     

一种提高共聚焦显微镜信噪比算法的研究

基于共焦显微镜的成像特点,建立了Kalman滤波算法的理论模型,把Kalman滤波方法引入到系统中,提出一种基于图像像素的Kalman滤波算法,并实现了实时化的Kalman滤波器。实验结果表明:该算法能够有效地提高共焦显微镜信噪比,但是以牺牲时间为代价,提高系统分辨率的根本方法还是要着重考虑优化成像系统光路和探测电路。     

光电成像系统混淆效应的定量分析

光电成像系统由于抽样产生频谱混淆。用矢量分析方法,给出了正弦图像基元的混淆表达式。具体分析了以短形光栅为例的周期目标莫尔条纹式的混淆效应,以及非周期性目标噪 声形式的混淆效应。并分别作了计算机仿真实验。     

矩阵空域预滤波目标方位估计

提出了基于矩阵空域预滤波处理的目标方位估计新方法。通过设计一个空域的矩阵滤波器对传感器阵列数据进行矩阵处理,抑制阻带扇面的干扰与噪声,且尽量保证让通带扇面的信号无失真通过。由于该空域滤波器的输出仍为阵元域数据,因此可以很方便地在很多阵列信号处理算法之前通过增加空域预滤波处理来达到抑制空间干扰、提高系统处理能力的目的。文章通过目标方位估计的具体实例来说明矩阵空域预滤波处理对系统性能的改善作用。计算机仿真和实测数据处理结果表明,矩阵空域预滤波处理有效地抑制了空间干扰与噪声,提高了方位估计算法对感兴趣扇面目标的方位分辨与估计性能。此外,仿真结果表明采用分扇面空域预滤波处理方法,使基阵具有了分辨多于阵元数目信号源的能力。     

微扫描对空间分辨率的影响

在详细分析使用微扫描技术减少混淆效应的基础上，给出一种利用微扫描技术进行空间分辨率影响分析的像素传递函数（PTF）方法，并基于2×2和4×4两种微扫描形式对该函数进行分析计算和讨论。计算结果表明，在焦平面阵列给定的情况下，微扫描技术能适当提高焦平面空间的分辨率，有效减小图像混淆，明显改善成像质量。指出在没有高空间分辨率成像器件的情况下，利用微扫描技术和低分辨率成像器件来获得较高空间分辨率的图像是完全可能的。     

实现超分辨率的微变焦法

光电成象系统对目标欠抽样成象时,高频细节不但无法分辨,还将混淆低频成分.介绍一种新的实现光电成象系统超分辨率的方法——微变焦法,即利用放大率可变光学系统,获得多帧不同抽样频率下的混淆图象,然后重建成一帧混淆减少、分辨率提高的图象.计算机模拟和实验结果都表明了微变焦方法能够简便、有效地提高光电成象系统的分辨率 关键词： 超分辨率 微变焦法 混淆 光电成象系统 焦平面阵列     

基于信息失真的光电成像系统优化方法

提出了一种利用信息失真参数研究光电成像系统优化匹配的新方法。分析了光电成像系统频谱混叠问题,将物光强函数分解为一系列非负谐波函数,并对谐波的成像结果进行了求解。在此基础上,建立了物、像与光电系统的信息模型,进而对不同光学系统截止频率下的信息失真度进行了数值计算,阐述了基于信息失真的光学系统与探测器的匹配关系。结果表明,当探测器像元边长为10 μm时,高斯物频谱应选择截止频率为100 mm-1的衍射受限光学系统才能获得最小失真度0.144 1。     

微扫描减少光电成像系统频谱混淆的数学原理及实现

光电成像系统由于欠抽样引起谱混淆,推导分析了包括均匀微扫描在内的非均匀微扫描在减少混淆贩数学原理以及与亚像素位移之间的关系,同时用计算机模拟实现了微扫描的一维和二维过程。     

Assessment of the Performance of Staring Infrared Imaging Array Based on Microscanning Modes

Staring infrared detector arrays, which sample a scene with pixels of finite size, generate images that are affected by aliasing and blurring caused by the sampling process. One potential method to reduce the effects of sampling is microscanning. In this paper, the sampling-averaging modulation transfer function at half the detector spatial cutoff frequency is introduced to be as a figure of merit to quantitatively assess microscanning image quality for selected cases of fill factor. Analytical results show that microscanning process can significantly reduce aliasing in the reconstructed image, and that the improvement of different modes of microscanning process to the reconstructed image quality is different, which is closely associated with fill factor. The microscan sampling and restoration imagery are also simulated with pixel interpolation method to qualitatively verify the reduction in aliasing with respect to typical microscanning mode (2×2, 3×3, 4×4 microscan) for the detector array of 100% and 50% fill factor respectively. And, the determining method of the optimum step number of microscanning needed is discussed for the staring imaging array with certain fill factor.     

基于非均匀螺旋线数据和布雷格曼迭代的快速磁共振成像方法

数据采集时间长是制约磁共振成像技术发展的重要瓶颈.为了解决这一问题, 本文基于压缩感知成像理论, 提出了一种结合非均匀螺旋线磁共振数据采集序列和布雷格曼迭代重建的快速磁共振成像方法, 通过欠采样缩短数据采集时间.欠采样引起混迭伪影则通过非均匀螺旋线欠采样特性和布雷格曼迭代重建去除.水模磁共振成像实验和在体磁共振成像实验结果表明: 欠采样情况下, 所提出的方法能有效去除欠采样导致的混迭伪影, 获得的图像结构信息完整的成像结果, 在缩短采样时间的同时, 具有较高的准确度. 关键词： 磁共振成像 非均匀螺旋线 全变分 布雷格曼迭代     

Reduced aliasing artifacts using shaking projection k-space sampling trajectory

Radial imaging techniques, such as projection-reconstruction （PR）, are used in magnetic resonance imaging （MRI） for dynamic imaging, angiography, and short-T2 imaging. They are less sensitive to flow and motion artifacts, and support fast imaging with short echo times. However, aliasing and streaking artifacts are two main sources which degrade radial imaging quality. For a given fixed number of k-space projections, data distributions along radial and angular directions will influence the level of aliasing and streaking artifacts. Conventional radial k-space sampling trajectory introduces an aliasing artifact at the first principal ring of point spread function （PSF）. In this paper, a shaking projection （SP） k-space sampling trajectory was proposed to reduce aliasing artifacts in MR images. SP sampling trajectory shifts the projection alternately along the k-space center, which separates k-space data in the azimuthal direction. Simulations based on conventional and SP sampling trajectories were compared with the same number projections. A significant reduction of aliasing artifacts was observed using the SP sampling trajectory. These two trajectories were also compared with different sampling frequencies. ASP trajectory has the same aliasing character when using half sampling frequency （or half data） for reconstruction. SNR comparisons with different white noise levels show that these two trajectories have the same SNR character. In conclusion, the SP trajectory can reduce the aliasing artifact without decreasing SNR and also provide a way for undersampling recon- struction. Furthermore, this method can be applied to three-dimensional （3D） hybrid or spherical radial k-space sampling for a more efficient reduction of aliasing artifacts.     

Position sensor based on slit imaging

A position sensor based on slit imaging is proposed and its measurement principle is described.An imaging slit is illuminated by a collimated laser beam with square-wave modulation and imaged on a detection double slit through a 4f system.A magnified image of the detection double slit is formed on a bi-cell detector.The position of the imaging slit is obtained by detecting light intensity on two parts of the bi-cell detector.In experiments,the feasibility of the sensor was verified.The repeatability was less than 40 nm.