连续照明时成像对比度与气象条件的关系

通过同轴激光连续照明成像模型分析了大气后向散射对成像对比度的影响,得出了考虑散射因素时成像对比度的计算公式。基于不同气象条件下大气粒子散射特点,讨论了霾和雾两种不同天气时成像对比度随照明距离的变化规律,并与实验结果进行了对比,计算结果与实验吻合较好。     

浑浊介质中图像对比度与成像方式的关系

浑浊介质中图像对比度的物理增强方法一直是研究热点, 目前学者们提出的距离选通成像、偏振差分成像和偏振距离选通成像均能提高图像的对比度, 但提高效果与成像距离的关系尚不明确. 本文分别利用以上三种成像方式及普通强度成像对处于不同浓度浑浊介质中的目标进行成像, 研究了图像强度和对比度随成像距离的变化情况. 结果表明: 从滤除的散射光强来看, 偏振距离选通成像最优, 而偏振差分成像在成像距离较远时优于距离选通成像; 三种成像方式滤除的散射光强值趋于稳定的阈值距离各不相同; 对比度改变相同量时, 偏振距离选通成像对应成像距离的变化量最大, 偏振差分成像次之, 强度成像最小, 且均与散射系数成反比. 本文对浑浊介质成像效果及机理的分析, 对进一步提高浑浊介质中目标的分辨及识别具有重要意义.     

不同波长光源照明的水下成像及光学图像实时处理

水下成像环境复杂,为改进水下成像质量,在清水中掺入一定量的蓝绿墨水和牛奶来模拟不同的水质环境,采用不同波长的照明光源进行水下图像采集实验。考虑到水下的吸收和散射的影响,将不同光源采集到的图像特点进行对比分析,设计了一种新的光学方法来进行图像处理。结合长波长的红光抗散射和较短波长的蓝绿光抗吸收两方面的光传输特性,通过红光和绿光照明采集图像的灰度线性差值去除散射噪声信息,获取目标图像信息,在Windows和Android系统中进行图像采集和清晰化。实验结果表明该方法能有效增强图像清晰度,与虚光蒙板(USM)锐化算法相比计算量小,实时性高。     

基于光电成像系统最小可分辨对比度的扩展源目标作用距离模型

可见光/近红外光电成像系统的作用距离预测是实际系统总体设计的重要环节.为了使系统的预测及性能评价更准确.研究了光电成像系统对扩展源日标的作用距离预测方法,给出了最小可分辨对比度(MRC)的定义及其测量方法,提出了基于MRC的作用距离模型;通过结合实际系统分析,讨论了模型的计算过程及其特点.由于综合考虑了,日标与背景特性、环境路径和大气特性、光电成像系统特性以及人眼视觉特性等因索,提出的作用距离预测方法较传统基于瞬时视场(IFOV)的极限分辨角方法更为合理科学,可有效地进行陆上、海上以及航空航人遥感等可见光/近红外光电成像系统的性能评价.     

强散射体产生的像面散斑对比度与随机表面及成像系统关系的研究

在对4f光学成像系统中强散射体形成的像面散斑的统计特性的研究中, 首先通过散斑场光波复振幅的一般形式和双重指数函数近似求出散斑光强的系综平均, 然后利用散斑场光波复振幅的实部和虚部的旋转变换法求出散斑光强的方差, 最后得出了散斑对比度与随机表面统计参量和系统参量的直接表达式. 本结果与现有文献中包含随机表面相关面积或散射粒子数目的隐含表达式相比具有明显的改进, 并对标定随机表面的散斑对比度法具有重要意义. 关键词： 随机表面 像面散斑 对比度     

对比度阈值函数修正对于NVThermIP模型的影响

NVThermIP模型作为经典的性能模型,在指导红外系统参数的设计优化方面略有不足,因此需要构建更科学合理的综合评估模型.在经典模型基础上,结合人眼噪声的理论和实验研究,利用噪声等效温差修正了系统的对比度阈值函数.并利用现有的红外系统实验数据,对修正后的模型进行图像模糊和不同距离下辨识两方面验证,结果证明该模型具有很高的预测精确度,可为新型系统设计分析提供可靠的依据和理论指导.     

低照度成像组件的最小可分辨率对比度测量及其作用距离模拟

搭建了一套光电成像系统的最小可分辨对比度测试实验系统,并对MTV-1881-EX型低照度CCD和NOCTURN XL型超低照度CMOS成像系统的最小可分辨对比度进行了测量,分析了对应两款低照度成像组件在相同焦距、相同瞬时视场、相同视场条件下的作用距离,结果表明:1)超低照度CMOS成像组件具有更好的低照度成像质量;2)基于最小可分辨对比度的作用距离模型由于考虑了系统信噪比、调制传递函数和景物对比度等因素,可更有效地预测光电成像系统的作用距离;3)在相同瞬时视场或成像视场条件下,超低照度CMOS成像系统具有更佳的作用距离.本文方法对于拓展基于最小可分辨对比度的光电成像系统作用距离模型的应用具有重要的作用.     

转换屏背底散射对图像对比度的影响研究

分析了高能X光照相中转换屏的背底散射（对可见光的散射）对图像对比度的影响,建立了相应散射影响的计算模型;同时还通过计算模拟给出了相应的结果,理论和实验研究表明对转换屏背底的处理是极为重要的。     

转换屏背底散射对图像对比度的影响研究

 分析了高能X光照相中转换屏的背底散射（对可见光的散射）对图像对比度的影响，建立了相应散射影响的计算模型；同时还通过计算模拟给出了相应的结果，理论和实验研究表明对转换屏背底的处理是极为重要的。     

水下探测光电成像技术及其进展

阐述了激光主动照明选通成像的原理。针对水下成像系统对光电接收器件和照明光源性能的要求,介绍了当前主要成像器件的特性和在选通成像系统中的优缺点。重点分析了ICCD光电接收器件的选通性能和特点,列举了几种先进的ICCD系统的性能参数。对其它几种水下成像系统的性能参数进行了简单的介绍和对比,分析了今后成像器件的发展方向。     

Global brightness and local contrast adaptive enhancement for low illumination color image

An adaptive enhancement algorithm is proposed in the paper for low illumination color image which is low brightness and low contrast. The algorithm is realized through three steps: the global brightness adaptive adjustment, locally adaptive contrast enhancement and color restore. Experiments show that the brightness and local contrast of low illumination color image can be effectively enhanced. The details, especially in the dark region of enhanced image are more prominent and the enhanced image is more vivid than some other methods for low illumination color image enhancement.     

照明系统对图像检测精度影响的研究

 光源是影响摄像质量十分关键的因素,采用不同的照明方法和光源分别进行实验。用CCD摄像机拍摄标准块规,然后利用递推平均滤波算法对采集到的图像进行滤波处理,减少噪声对边缘检测的干扰,利用一维灰度矩亚像素算法搜索标准块规上下两边缘,用求平均值法算出每幅图片中标准块规的厚度。实验结果表明,随着光源选择的变化,照明系统对图像检测精度的影响不同,采用背光照明并使用医用观察灯照明误差最小。     

基于近场均匀照明的LED阵列的优化设计

基于几何光学与辐射照度理论,对菱形、环形和蜂窝状等3种典型LED阵列光源在近场上的照度分布进行研究,推导了不同阵列光源照射到目标面上的总辐射照度表达式,并依据斯派罗法则确定了LED间的最优化距离。进而根据照度公式,对LED阵列进行了仿真和对比分析,得出了不同阵列的光照度分布特点。菱形阵列可以得到较大范围的平坦度,环形阵列的平坦范围较小,能量集中分布在一个圆形范围内,有良好的集光效果,蜂窝状阵列的照度比较集中且占用的面板空间较小,可在一定程度上降低设计成本。     

基于近场均匀照明的LED阵列的优化设计

基于几何光学与辐射照度理论,对菱形、环形和蜂窝状等3种典型LED阵列光源在近场上的照度分布进行研究,推导了不同阵列光源照射到目标面上的总辐射照度表达式,并依据斯派罗法则确定了LED间的最优化距离。进而根据照度公式,对LED阵列进行了仿真和对比分析,得出了不同阵列的光照度分布特点。菱形阵列可以得到较大范围的平坦度,环形阵列的平坦范围较小,能量集中分布在一个圆形范围内,有良好的集光效果,蜂窝状阵列的照度比较集中且占用的面板空间较小,可在一定程度上降低设计成本。     

不均匀光照和重影的仪表图像二值化方法

高压计量仪表识别过程中需要对图像进行二值化操作,然而拍摄的仪表图像多出现光照不均和数字重影现象,导致传统方法对仪表图像的二值化困难。为此,提出一种基于卷积神经网络的二值化方法,用于对复杂光照下含数字重影的仪表图像二值化。该网络使用的数据集为真实环境下的仪表图像,首先对输入的图像进行降维提取特征,然后反卷积重建图像前景,最后输出二值图。将设计的网络与传统的二值化方法进行对比,实验结果表明,经该网络训练得到的二值图数字清晰且无重影,且测得的交并比（IoU）平均值为95.12,与样本标签图像的相似度最高,能够有效解决复杂环境下有重影的仪表图像二值化问题。     

Negative gastrointestinal contrast enhancement and image distortion induced by superparamagnetic particles at 0.02 Tesla

Gastrointestinal contrast enhancement and image distortion induced by superparamagnetic particles were evaluated in vitro and in rabbits at 0.02 Tesla. Test tubes containing 0.01–1.0 mg particles/ml were imaged in an oil or water bath in order to demonstrate the concentration-dependent signal void and image distortion in vitro at several pulse sequences. The lowest concentration of particles tested clearly decreased the signal intensity. Image distortion was observed when the concentration exceeded 0.07 mg/ml and was more pronounced on the T₂-weighted images. The in vitro T₂ relaxation time decreased from 122 ms to 56 ms with an increase in the particle concentration from 0.01 to 0.06 mg/ml. A loss of the GI-tract signal was observed in rabbits after the administration of 1 mg particles/kg, given as a 0.03 mg/ml suspension. At a dose of 20 mg/kg (0.6 mg/ml suspension) significant image distortion was observed.     

激光主动照明光学系统设计

为提高跟踪测量系统对暗弱目标的探测能力,设计一套自动化激光主动照明光学系统,对跟踪测量视场范围进行主动辅助照明。该系统在0.2~5 km距离处的照明直径均为10 m,计算出其在-20℃及+45℃的温度调焦量,照明仿真结果表明系统照明不均匀性15%。通过研究系统像差对照明均匀性的影响,以及对设计的调光组进行分析,得到调光组移动量与照明距离之间的理论关系,表明自动调节调光组位置即可实现不同照明距离处的均匀照明。设计和分析结果表明,该主动照明系统能够自动调节调光组位置,实现跟踪测量视场内的均匀照明,有利于跟踪测量系统对于暗弱目标的探测。     

Programmable Colored Illumination Microscopy (PCIM): A practical and flexible optical staining approach for microscopic contrast enhancement

Programmable colored illumination microscopy (PCIM) has been proposed as a flexible optical staining technique for microscopic contrast enhancement. In this method, we replace the condenser diaphragm of a conventional microscope with a programmable thin film transistor-liquid crystal display (TFT-LCD). By displaying different patterns on the LCD, numerous established imaging modalities can be realized, such as bright field, dark field, phase contrast, oblique illumination, and Rheinberg illuminations, which conventionally rely on intricate alterations in the respective microscope setups. Furthermore, the ease of modulating both the color and the intensity distribution at the aperture of the condenser opens the possibility to combine multiple microscopic techniques, or even realize completely new methods for optical color contrast staining, such as iridescent dark-field and iridescent phase-contrast imaging. The versatility and effectiveness of PCIM is demonstrated by imaging of several transparent colorless specimens, such as unstained lung cancer cells, diatom, textile fibers, and a cryosection of mouse kidney. Finally, the potentialities of PCIM for RGB-splitting imaging with stained samples are also explored by imaging stained red blood cells and a histological section.     

光束整形在激光照明中的应用

提出利用光束整形技术提高激光照明均匀性、调节照明远场光斑尺寸的方法,用Easylaser激光仿真软件分析光束截断比对照明均匀性的影响,分析大气湍流条件下光束整形对照明均匀性的影响,并比较调节光束质量与光束整形对照明均匀性的影响。结果表明：光束整形具有调节照明激光远场光斑尺度及均匀性的能力,相位调节因子越大,整形后远场光斑半径越大、均匀性越好;光束截断比越大照明均匀性越好;弱湍流条件下,光束整形比调节光束质量的照明激光远场光斑均匀性更好。