利用维纳滤波改善声透镜光声成像系统的分辨率

为了克服衍射效应对光声成像系统分辨率的限制,需要采用逆卷积方法进行图像反演.从理论上分析了声透镜成像原理,模拟仿真了声透镜的点扩展函数对声透镜成像系统分辨率的影响和维纳滤波解卷积方法复原光声成像的过程,并利用自搭建的声透镜光声成像系统进行了深入的实验研究,得到了物平面上相距4 mm和3 mm的两个黑胶带点的直接成像光声...     

高分辨率扇形阵列超声激发振动声成像研究

对扇阵换能器的振动声成像进行了研究.在相关振动声成像和扇阵换能器的理论基础上,经过推导修正并得到了精确的速度势函数.进一步计算并仿真了系统点扩散函数（point spread function, PSF）,构造了组织模型,进行了成像仿真.最后分析了影响扇阵换能器系统分辨率的因素.研究结果表明：用扇阵换能器进行振动声成像可以获得很高的图像分辨率及对比度,在高强度聚焦超声（HIFU）治疗的热损伤检测等方面有重要的应用价值.分析指出通过提高换能器工作频率,减小几何焦距,增大口径可以提高系统的分辨率. 关键词： 振动声成像 扇形阵 点扩散函数     

用阶跃法测量光声成像系统的点扩展函数

从理论上证明了光声成像系统的点扩展函数是边缘响应函数的一阶导数,提出了用阶跃法测量光声成像系统的点扩展函数,用染色琼脂对本方法进行了实验验证,理论计算结果和实验测量数据有很好的一致性,为复杂光声成像系统提供了一种简单实用的点扩展函数测量方法。     

对光声成像系统中声透镜的二元声学研究

基于二元声学的方法提出了一种折射／衍射混合声透镜设计方案,该声透镜在对光声信号进行二维成像时体现出了极大的优越性,与单声透镜相比,除了有实时成像、成像焦深较大且可以利用时间分辨技术实现层析成像的优点外,还可以利用二元声学透镜独特的色散特性校正单声透镜的轴向色差,可以极大提高成像的分辨力。通过计算机模拟了有一定带宽的点声源通过该声透镜像面上的点扩展函数,与经单声透镜的结果比较,可以看出点扩展函数弥散斑得到明显改善,极大地消除色差对成像质量的影响。     

有限方位扫描的光声断层成像分辨率研究

通过有限元仿真实验,定量地研究了有限方位扫描对反投影光声断层成像分辨率的影响,并且给出了有限方位扫描角与分辨率之间关系的经验公式.本文的研究结果对光声成像扫描轨迹设计、成像效果评估等具有参考价值. 关键词： 光声成像 有限方位扫描 分辨率 断层成像     

体全息成像系统的深度分辨率特性分析

通过分析探测点光源在x、y、z轴偏移时的衍射光场分布,研究了以球面参考光和平面物光波记录的体全息透镜系统的成像特性.结果表明:探测点光源在z轴偏移,引起衍射场的显著变化,并且衍射成像光场分布不再为理想成像点,而是在成像面上呈现扩展分布,成像质量明显下降; 探测点光源在x、y轴偏移,衍射场变化不明显,成像质量无显著变化.     

探测器频带对光声成像分辨率的影响研究

 为了研究探测器频带对光声成像分辨率的影响,采用有限元仿真实验,得出不同探测器频带与分辨率之间的经验公式,即对于mm量级的吸收体,探测器的截止频率大于2 MHz时,重建图像分辨率变化不明显,当探测器的截止频率小于2 MHz时,分辨率降低非常明显。该研究结果对光声成像探测器的选择、成像效果评估具有参考价值。     

共聚焦成像系统中探测器对分辨率的影响

基于点扩展函数,推导出共焦系统的成像公式,模拟了探测器尺寸对分辨率的影响,并提出最佳针孔半径.为验证理论分析,设计并建立了一套共焦系统,测量了不同针孔时的轴向响应,并得到了鉴别率板的共焦和离焦像.     

大张角共焦换能器对振动声成像的影响*

振动声成像是超声成像的一种重要形式,它可以得到包含共焦区组织的弹性信息和声衰减信息的信号,将接收到的信号用于成像即可获得反映组织特性的图像。该文对大张角共焦换能器作用下振动声成像中声辐射力和切变位移进行了理论计算和数值模拟,并通过改变张角变化及频率大小研究其对声辐射力和切变位移的影响。这项工作为大张角共焦换能器在振动声成像中的应用提供了理论支持。     

共焦扫描显微成象系统的点扩散函数再商讨

针对共焦扫描显微成象中物体相对于被扫描点的位置矢量是反向移动的特性,探讨了物体移动后的物函数在此基础上,根据成象的理论进行了计算,得到新的系统点扩散函数表达式,最后根据计算结果分析成象的性质,得出了系统成象的相干性.     

海洋与大气光学传递函数与自然光辐射场的关系

本文根据海洋辐射传递的变换模型确定海水光学传递函数与海中自然光场辐亮度分布的关系,分析了海中辐射场角频率谱变化。提出一种新的估算海中辐射场分布和测定海水光学传递函数的方法。这种方法完全适用于大气。     

中子针孔成像点扩展函数模拟研究

应用Geant4系统对中子针孔成像的点扩展函数进行了模拟研究.建立了点扩展函数的数学模型,并将其分布图像与能量沉积数据的分布图像作了比较,可看出点扩展函数与能量沉积数据吻合得较好.研究结果表明,在一定偏移量范围内,拟合得到的点扩展函数更好,能得到较好的图像分辨率.通过对不同入射能量在一定偏移量入射下的点扩展函数讨论认为,入射能量增大虽然会增强图像的对比度,但会降低分辨率.     

内窥式共聚焦成像系统分析

基于点扩展函数和傅立叶光学理论,推导出系统的相干传递函数,并详细研究了光纤对轴向分辨率的影响.研究结果表明：该系统为相干成像系统,系统的轴向分辨率随光纤半径A的增加而降低.最后,搭建了一套内窥式共聚焦成像系统,并测得光栅样品的共聚焦图像.实验结果表明,该系统具有良好的分辨率.     

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。     

Optimizing thermography depth probing with a dynamic thermal point spread function

Derivation of two point spread functions PSFs suitable for infrared thermograms analysis is illustrated, based on two unique approaches, one based on depth decaying limit and one on diffusion limit. Experimental work using PMMA sample with back drilled holes and pulsed thermographic routine is utilized to show the effectiveness of deconvoluting pixel temperature transient history with suggested PSF’s. Synthetic second time derivative thermograms are utilized for comparison and the signal to noise ratio is used as a figure of merit for quantification.     

基于MTF识别的大气模糊图象复原

大气传递函数(MTF),H,所引起的图象畸变可看作两个成分的贡献之和:一个确定成分<H>和一个随机成分△H.而<H>又是大气扰动的平均MTF和尘埃雾气微粒MTF的和.实际大气的H是完全未知的,要通过实验测量确定.D.Sadot等人提出了一种改进的滤波器,其中以确定成分<H>作为滤波器的传函,而把△H作为噪音成分对待,但传函<H>的获取要依赖于实时实验测量.显然,伴随PSF实验测量的方法将难以履行某些应用场合(如卫星摄影测绘)的图象复原.此外,经由该方法的复原结果已被表面噪音过重.由于<H>的精确解析式已被Fried等人在总结前人研究的基础上给出,并被实验所证实,但解析式中的Fried参数r₀(表征能见度)仍然是未知的,依然要通过实验测量给出.如果能从模糊图象本身中识别出参数r₀,则可解析求得平均扰动传函<H>.所以关键是如何从识别r₀.本文提出一种大气畸变图象复原的新方法.该技术的先进性在于避开昂贵且费时的实验测量,而直接从模糊图象中识别<H>.我们开发的这种识别是基于以下物理事实:1)<H>包含尘雾微粒MTF和扰动MTF的平均效果,它在秒级照相曝光时间内是确定不变的;2)模糊图象可由具有Gaus传函H_g的Wiener滤波器作近似复原;3)大气传函<H>与H_g和它们所退化的图象都具有相同的一维曲线零截点于是根据同截距理论和事实,首先依据频谱分析理论可由模糊图象求得Gauss传函H_g;再根据本文所导出的近似公式,由H_g求得Fried参数r₀;最后,传函<H>可以按照Fried理论由参数r₀解析确定一个正确的r₀可以产生一个好的复原结果这是由于对模糊主要贡献是<H>,而随机MTF,H,能够通过Wiener滤波器作为噪音加以去除文中给出了由近似Gauss传函H_g和由所识别的大气传函<H>的复原结果通过比较可见,后者比前者有较大的图象质量改善     

倒谱在混合模糊图像分析中的应用

降晰参数识别在模糊图像恢复过程中具有很重要的作用。在各种图像捕获系统中,有两种形式的图像模糊比较常见:一种是由光学系统散焦造成的散焦模糊;另一种是物体与照相机之间的相对运动造成的运动模糊。相对单个模糊模型的参数识别来说,混合了散焦和运动模糊的图像,其模糊参数的识别要复杂得多。许多识别方法一般都是用来分析某一特定的模糊模型的,而对两种模糊混合在一起的情况来说是很难区分的。提出了一种倒谱分析方法,在倒谱域同时对这两种模型参数进行识别。在分析过程中,仍需要利用这两种模糊模型在频域的特征,首先应用一些调整性的变换,然后再转换到倒谱域,以便更准确地评估模糊参数。