人体组织相位畸变模型仿真研究

为研究医学超声成像中的相位畸变模型,通过Westervelt方程的时域有限差分方法,仿真比较了近场相位屏模型、全局声速误差模型以及分层介质模型在聚焦发射过程和回波信号接收过程的特点,并参考理想均匀介质与人体非均匀介质的结果,发现几种相位畸变模型都难以准确模拟人体腹壁对发射声场的影响,同时近场相位屏模型相对其他两种模型虽然能够较好地描述出非均匀组织的相位畸变特点,但无法表现出全局声速误差模型及分层介质模型中相位误差跟随目标方位变化的关系。     

部分相干X射线衍射相位成像与相位复原的模拟研究

借助于光学传递函数(OTF)概念，分析了微分相位成像过程和直接相位成像过程，讨论了通过图像处理进行相位复原的方法，得到了具有较高成像对比度和分辨率的实验参量区间，并利用数字方法模拟研究了相位成像的过程，对多种相位复原方法进行了比较。     

部分相干X射线相位成像研究

研究了基于同轴伽柏（Ｇａｂｏｒ）Ｘ射线全息方法的Ｘ射线相位成像。应用部分相干光的轴ＧａｂｏｒＸ射线全息理论,分析了射光的部分相干性对直接Ｘ射线相位成像的影响,指出相干性直接成像的影响不是很大,并研究了Ｘ射线相位全息。讨论了入射光的部分相干性、记录介质的有限分辨、物体与记录介质的准直程度和腹复原的位置等因素对成像质量的影响。证明了物体与记录介质的不准直是影响相位成像质量的最重要因素,给出了纵向记录长     

利用回波相干性的医学超声成像相位畸变校正方法

为了提高相位畸变条件下的医学超声成像的横向分辨率和对比度,提出了一种利用回波信号相干性的校正方法。首先给出平均相干系数的概念,并将其作为相位误差校正的度量,然后通过最大化平均相干系数逐步校正各个通道的延时误差,最后再利用经过校正的数据计算出一组新的相干系数并对回波信号进行加权优化,从而得到最终用于成像的数据。对点散射目标及斑散射目标的仿真结果分别显示,利用所提出的方法横向分辨率提高了约0.24 mm,对比度提高了约18 dB,且要优于邻近阵元互相关方法和相干系数直接加权的处理方法。利用回波相干性的相位畸变校正方法结合了相位误差校正和加权处理的优点,可以有效地改善医学超声成像的质量。      

基于相位标靶的投影仪畸变测量与校正

针对传统的投影仪畸变标定方法系统结构和理论推导复杂等问题,提出一种基于相位标靶的投影仪畸变测量和校正方法.该方法以附有全息投影膜的液晶显示屏作为相位标靶,液晶显示屏依次显示水平和垂直方向的正弦条纹图像,投影仪向相位标靶依次投射水平和垂直方向的正弦条纹图像,并分别计算显示条纹和反射条纹的绝对相位.利用两组相位在相机像素上...     

基于载频条纹相位分析的畸变测量和校正

为了对图像畸变进行测量和校正,利用纵向朗奇(Ronchi)载频条纹作为测量模板,通过成像系统获取畸变光栅条纹.运用傅里叶变换对畸变条纹图像进行频谱分析、滤波提取基频信息,直接从畸变图像的中心无畸变区域提取理想条纹像信息.通过相位分析提取包裹相位并解包,获得畸变光栅条纹的径向畸变相位分布规律.将该分布规律转化为径向位置畸变分布规律,并结合双线性插值灰度重建对畸变图像进行校正.实验结果证明该方法是有效的.     

提高广角成像系统几何畸变数字校正精度的方法

光学成像系统非线性几何畸变的高精度数字校正仍然是一个未能很好解决的问题。其中 ,衡量畸变程度的参数难以精确测量是最重要的原因之一。在以径向几何畸变为主的非线性几何畸变模型中 ,通过对影响畸变参数测量精度的各种因素的分析 ,提出了提高畸变参数测量精度的方法。详细介绍了通过计算机自动测量畸变参数的算法 ,并给出了实现数字校正的算法。实验表明 ,能够比较精确地测出实现畸变校正所需的各参数。应用到不规则平面物体面积的测量中 ,获得了很好的效果     

特征平行直线的成像畸变现场校正

针对畸变对成像测量的影响,通过对摄像机畸变模型的分析,提出了一种基于特征平行直线的畸变现场校正方法.该方法分两步,非线性径向畸变的校正和透视畸变的校正.首先,提取图像中包含的多条特征直线,然后通过迭代法将成像后的弯曲直线拉直的方法获得系统非线性径向畸变参量,再用这些参量对非线性径向畸变进行校正,得到去非线性径向畸变的图像.通过对图像中的特征平行直线进行拟合,获得系统的透视畸变参量,并以这些参量反演迭代实现对透视畸变的校正,进而得到去透视畸变的图像.实验和仿真结果表明:该方法通过两步法利用图像中的特征平行直线先验知识能够有效实现对成像中多种畸变的一靶现场校正;对像机径向畸变和透视畸变的校正后相对误差均达到5%以内,适合于工程中基于图像的测量和目标识别中目标无固定位置的复合畸变的现场校正.     

超声平面波经颅成像相位校正方法

超声平面波经颅成像时,由于颅骨对超声传播的影响引起图像质量下降,需要对颅骨造成的超声相位畸变进行校正.为此,该文研究了两种相位补偿方法:基于近似射线声学的理论方法和基于时间反转的数值计算方法,并利用数值仿真对比了两种方法的补偿和成像效果.结果表明:无论使用近似射线法还是时间反转法,都能够有效地校正因颅骨造成的相位畸变;...     

光纤干涉成像阵列全息相位校正研究

针对光纤传输和干涉成像阵列中的相位误差, 提出了一种基于特殊光子晶体的全息相位校正方法。首先分析了光纤干涉阵列成像的基本原理和相位信息的传输过程, 以一维线性阵列建立成像系统相位误差模型, 通过对参考光束和探测器前的快门交替打开和闭合, 来分别实现在晶体上写入由光纤阵列的出射光束与参考光束干涉形成的含有相位误差的光栅函数, 和光纤中出射光束被该光栅衍射和相位偏移以消除相位误差, 从理论上分析了上述基于光子晶体的全息法相位校正原理。最后采用所建立的含有相位误差的干涉阵列进行成像仿真, 对未加校正、采用本文方法和采用冗余基线校正的结果进行了对比分析。     

低频位相误差新校正方法模拟研究

 就多程放大系统中产生的低频位相噪声，提出用位相补偿反射镜来进行补偿的静态校正方法。用随机位相屏模拟光学元件产生的低频位相噪声，建立光传输模拟模型，引入等效位相片的概念，将数个光学元件对位相的影响简化为等效位相片，在此基础上对位相补偿反射镜的校正原理进行阐述。进而对双程光路校正过程进行了模拟研究，得到了很好的校正效果。     

Raman phase conjugate resonator for intracavity aero-optic turbulence aberration correction

A cw degenerate phase conjugate resonator (PCR) with intracavity aero-optic turbulent flow is demonstrated using sodium vapor pumped with a low intensity cw laser. A turbulent helium jet at a high flow velocity of 250 m/s and forcing frequency of 18 kHz generated the spatio-temporal aberrations. The intracavity normalized peak-to-peak intensity fluctuations at 18 kHz measured with a pinhole-detector are ten times smaller in the corrected beam than in the aberrated beam. The threshold pump intensity for the resonator is 4.5 W/cm² in the absence of the turbulent flow. The pump frequency is tuned well within the Doppler width of the Na D₁ transition. Evidence of a degenerate (laboratory frame) double-Λ mechanism involving Zeeman sublevels is also shown.     

一种用于超声成像的零相位滤波后处理方法*

针对超声成像中基于有限脉冲响应滤波器的零相位滤波处理效率低难以满足实时性要求高的系统需求的问题,提出采用无限冲激响应滤波器实现零相位滤波后处理的方法。首先,分别设计幅频特性相似的有限脉冲响应滤波器和无限冲激响应滤波器作为零相位滤波器的基础滤波器;然后,针对超声相控阵系统采集的超声波回波射频信号,采用两种不同的零相位滤波方法进行处理,对比分析二者的性能、成像效果和效率。结果表明,实现幅频特性近似的零相位滤波,无限冲激响应滤波器具有更低的阶数,可以达到前者的1/4,算法的运算量更低,仅约为前者的1/2。当无限冲激响应滤波器采用直接形式实现时,效率更高,系统的实时性更好。     

双波长视网膜成像自适应光学系统的轴向色差补偿方法

双波长视网膜成像自适应光学系统非常适用于视网膜微血管的高对比度和高分辨率成像。本文重点研究了双波长自适应系统的轴向色差补偿问题。首先对轴向色差进行了测量,对实测波前进行了分析,并给出任意波前轴向色差补偿法。自适应校正实验结果显示,色差补偿后,波前均方根误差减小到0.16λ(λ=589 nm),视网膜微血管分辨率提高到6μm。这项工作可用于视网膜成像的临床应用。     

数字式超声成象的相干处理

本文介绍一种新的医学超声成象处理方法－相干处理。这种方法保留和利用了不同通道中信号的相干性，因此能增强图象分辩率，改进图象的质量。     

A spatial domain constraint iterative phase retrieval method for the propagation based X ray phase contrast imaging

Based on the propagation X ray phase contrast imaging theory, a spatial domain constraint iterative phase retrieval method is described in detail. This algorithm limits the object spatial domain according to the actual sample size firstly, and modify the image plane data with the actual test data, then the iteration can be terminated until iteration precision or the number of iterations meet the preset requirements. Finally the numerical simulation is made to evaluate the rapid phase retrieval algorithm performance, and a real column fiber material experiment is carried out using a micro focus X ray phase contrast imaging experiment platform, the phase distribution image of the column fiber is calculated out by this algorithm. The results show that this phase retrieval algorithm is effective, and the method has a potential stability and accuracy for X ray phase contrast imaging technology.     

自聚焦透镜列阵的色差测量

本文分析了色差的产生和表示，计算和测量了锂玻璃自聚焦透镜成像系统中的轴向色差与横向色差，讨论了色差对自聚焦透镜列阵成像的影响。     

Simulation study on the quantitative phase retrieval method under two-step phase-shifting technique

Based on two-step phase-shifting technique, we present a new derivative method for phase information extraction in quantitative phase imaging (QPI). By acquiring two phase-shifted interferograms and numerically calculating their 1st order derivatives, one can directly obtain the quantitative phase information. We demonstrate the proposed method by comparing our simulated results with the experimental results of the red blood cell and the HeLa cell, respectively. It shows that our method can be generally applied to any QPI, such as on-axis and off-axis interferometry, especially for slightly off-axis interferometry, and it has the feature of efficient utility of camera spatial bandwidth and the ability of fast data processing.     

Recursive wavefront aberration correction method for LCoS spatial light modulators

We present two accurate and relatively simple interferometric methods for the correction of wavefront aberrations of about 3 wavelengths (3λ) in spatial light modulators (SLMs) of the liquid crystal on silicon (LCoS) type. The first is based on a recursive use of a wavefront fitting algorithm in a Wyko™ interferometer, in which Zernike polynomials are employed as the basis functions. We show here that the successive use of only three measurements is required to obtain a peak-to-valley (PV) error as low as λ/10, with an uncertainty of λ/30, in the compensated wavefront. The second method makes use of the actual optical path difference (OPD) computed by the interferometer at each pixel of the image of the interferogram of the LCoS modulator (LCoS-M). From numerical interpolation of these OPD values we were able to assign the required OPD compensation at each pixel of the LCoS-M. With this method, PV errors of the compensated wavefront as low as λ/16, with an uncertainty of λ/30, were obtained for the entire LCoS-M, or of λ/33 for the disk that we used as the domain of the Zernike polynomials in the first method.