基于最优费米函数的点扩散函数求取与图像复原

数字图像在成像过程中,会受到电子噪音、大气湍流、成像设备限制及图像变换等诸多不利因素的影响,从而造成一定程度的图像降质,这对后期的图像理解造成不可忽略的障碍.本文提出在应用费米函数对边缘扩散函数进行拟合时,不是采用固定次数的费米拟合函数,而是利用图像质量的评价结果决定最优费米拟合次数的方案.基于该拟合结果的点扩散函数将被应用到Lucy-Richardson算法中实现图像复原.基于实际图像的实验结果表明,通过最优费米函数拟合数据并获取的点扩散函数,在图像复原时可以有效地提升图像质量,并明显优于同类方法.     

基于光谱响应函数的遥感图像融合对比研究

遥感图像融合是一个十分重要的问题,目前已出现了很多融合方法.一些现有方法可以从高空间分辨率全色数据中提取细节特征,并注入到低空间分辨牢多光谱数据中,同时尽可能保持多光谱数据的光谱特性.现有方法一般都不能利用遥感成像系统的物理信息,因此可能导致融合结果发生严重的光谱扭曲.该文采用适当的遥感图像融合模型对图像融合问题进行分解,将融合问题归结为空间细节调制参数构建与空间细节信息提取两个子问题,在对传感器光谱响应函数(SRF)的分析基础上,构建合理的空间细节调制参数.依据对现有方法的分类,文章将三种基于SRF的空间细节调制参数构建方法,与高斯高通滤波提取的空间细节信息结合,产生三种基于SRF的遥感图像融合方法.这些方法在Ikonos数据上进行了试验和分析,并与GS和HPM方法进行对比.     

基于双螺旋点扩散函数工程的多焦点图像扫描显微

在传统共聚焦显微技术的基础上,图像扫描显微技术使用面阵探测器来代替单点探测器,结合虚拟数字针孔并利用像素重定位和解卷积图像重构算法将传统宽场显微镜的分辨率提高一倍,实现了高信噪比的超分辨共焦成像.但是,由于采用逐点扫描的方式,三维成像速度相对较慢,限制了其在活体样品成像中的应用.为了进一步提高图像扫描显微术的成像速度,...     

基于图像频谱全局均值标准差分割的点扩散函数估计

实现运动模糊图像恢复的关键是获得准确的点扩散函数(point spread function,PSF)。针对PSF的模糊尺度和模糊方向这两个重要参数,提出了一种基于图像频谱全局均值标准差的估计方法。通过研究运动模糊图像的产生机理,分析了二次傅里叶变换的频谱特性,利用全局均值标准差法对频谱图进行阈值分割,结合中心点和端点的坐标距离来估计模糊尺度,运用Radon变换鉴别模糊方向,实现了PSF参数的确定。进行了标准图像阈值分割准确度的验证,利用仿真模糊图像估计算法进行了验证,并进行了实际复原实验。结果表明,该方法具有误差小、稳定性高和不受运动方向限制的特点,为图像恢复提供了一种准确、简便的参数估计方法。     

基于螺旋相位调制的非相干全息点扩散函数研究

分析了菲涅耳非相干相关全息(Fresnel incoherent correlation holography,FINCH)系统中纯相位空间光调制器(spatial light modulator,SLM)加载螺旋相位掩模时的点扩散函数.以氙灯为照明光源搭建了FINCH系统,电荷耦合器记录的点源全息图与点扩散函数模拟结果一致.采用该系统分别在SLM上加载双透镜掩模和螺旋相位调制双透镜掩模两种情况下对分辨率板和非染色洋葱细胞成像,给出了成像对比结果.结果表明:采用螺旋相位调制的FINCH系统可以在几乎不牺牲分辨率的情况下提高图像的边缘对比度;同样,对相位物体也可以实现图像的边缘提取和识别.该方法在实时监测活细胞的分裂、形变等方面具有重要应用前景.     

编码孔径成像系统中的点扩散函数

在X光编码孔径成像系统中，系统的点扩散函数决定成像系统的成像质量。由于系统的点扩散函数可用来求解系统的传递函数，并可由此制作实现图像重构的滤波器，因此点扩散函数的精确程度直接影响重构过程中图像的质量。本文以标量衍射理论为基础，从理论上推导出了衍射效应条件下编码孔径中圆环的点扩散函数，并将它用于制作光学系统的滤波器。最后利用Wiener滤波函数对编码重叠像的频谱分布进行滤波处理，再经过逆傅里叶变换得到了重构图像。     

三维显微图像复原及点扩散函数的研究

三维显微图像去卷积计算量巨大,运算时间长。评价和分析了三维点扩散函数、散焦像、光学切片以及不同三维点扩散函数去卷积的复原图像,进一步证明了散焦光信息对焦面像的干扰,主要来自于焦面像两侧附近的散焦像。提出了折中选择三维PSF的空间大小,可以获得良好的复原效果,并且减少运行时间。提出了频谱图均值的新概念,作为评价图像清晰及模糊程度的标准,并运用于散焦像、光学切片以及复原结果图的评价。     

表面粗糙度对点扩散函数影响的研究

建立了粗糙波面点扩散函数。所建立的点扩散函数，包括“核”和“晕圈”两部份，前者随粗糙度的增加而减少，后者随粗糙度的增加而增加。     

基于扩散映射的太赫兹光谱识别

特征提取对于太赫兹光谱识别来说至关重要。传统方法是通过人工选取太赫兹光谱中差异性较大的吸收峰作为特征进行光谱识别,但当部分物质在太赫兹波段没有明显波峰、波谷等光谱图形特征时,这种方式便不再适用。为此,研究人员利用统计学习与机器学习方法对高维太赫兹光谱数据进行降维和特征提取。由于物质的太赫兹光谱数据各维度呈现非线性,尤其是当不同物质的太赫兹光谱曲线整体非常相似时,线性处理方法易产生较大误差。针对这一问题,提出了一种基于扩散映射(DM)的太赫兹光谱识别方法。扩散映射能在保持数据内在几何结构的同时对其进行非线性降维,提取的流形特征区分度较高,对数据还有聚类效果。首先用S-G滤波器对Alloxazine等10种物质的太赫兹光谱样本进行滤波,并用三次样条插值法对截取相同频段后的光谱样本进行统一分辨率处理;然后利用DM将高维太赫兹光谱数据映射到低维特征空间并提取太赫兹光谱的流形特征;最后用多分类支持向量机(M-SVM)对十种物质的太赫兹透射光谱进行分类。实验结果表明,相比于主成分分析(PCA)和等距映射(ISOMAP),使用DM提取的太赫兹光谱流形特征具有更高的区分度,而且DM可以直接得到太赫兹光谱数据本征维数的估计值,这为相似太赫兹光谱的快速精准识别提供了一条新的途径。     

高斯光学型扫描全息系统的点扩散函数

根据激光束的空间分布为高斯型分布，文中推导了理想和实际光学扫描系统的点扩散函数，理想系统的点扩散函数为δ函数，实际系统的点扩散函数为高斯函数。     

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.     

Optimization of Axial Intensity Point Spread Function

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｉｎｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｖｅｒｙｌａｒｇｅｓｃａｌｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ (ＶＬＳＩ) ,ｗｈｅｎａＣＭＯＳｃｈｉｐｉｓｃｕｔｉｎｔｏｂｉｔｓｌｅｓｓｔｈａｎｏｎｅｍｉｃｒｏｎ ,ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｂｉｔｓａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｒｇｅｄｂｅａｍ .Ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｉｓ,ｔｈｅｌａｒｇｅｒｔｈｅｎｕｍｂｅｒｗｉｌｌｂｅ,ｔｈｕｓｔｈｅｃｏｓｔｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｓｒｅｄｕｃｅｄ .…     

Optimization of Axial Intensity Point Spread Function

It is known that for the converged laser beam, the axial intensity distribution corresponds to a Gaussian curve, that is, the intensity on the focal plane is the peak intensity. When it defocuses, the intensity would decrease rapidly. In optical data storage, for instance, we expect the intensity within a certain distance to be almost equal. In this paper, we propose to use a pure phase superresolution apodizer to optimize the axial intensity distribution of the converged laser beam and at the same time improve the resolution. The intensity point spread function remains almost identical in a wide range within the focal depth.     

X射线成像的一种点扩展函数模型

X射线成像系统可以通过其点扩展函数来表行,其点扩展函数分为一次射线点扩展函数和散射点扩展函数两部分。在分析点扩展函数各个影响因素的基础上,建立了以物体厚度、物体到探测器距离以及成像几何设置为参量的解析模型。利用该模型推导出了特定入射射线能谱和射线源到探测器距离情况下散射比的计算公式。它是以物体厚度和物体到探测器距离为变量的函数。在利用实验数据对模型参量进行最优估计的基础上,利用散射比实验验证了模型的正确性。为散射和几何不清晰度的消除提供了一种实用的模型依据。     

基于光子图海水点扩展函数的估计

海水中粒子对光的散射是水下图像模糊的主要原因。点扩展函数能够反映海水中光的空间扩散程度,使用点扩展函数,水下图像能被恢复或增强。提出了一种基于光子图海水点扩展函数的估计方法,该方法通过用光子图求解辐射传输方程,对光场内任意点的辐射强度进行估计。通过与蒙特卡洛仿真点扩展函数的方法相比较,结果表明两者具有较好的一致性。     

基于目标和点扩展函数联合估计的点源目标图像近视解卷积

在传统的基于波前探测的解卷积方法中,由波前探测得到的点扩展函数被认为是精确的,并用维纳滤波进行复原,但是点扩展函数不可避免地存在误差,所以最终的复原目标图像质量不佳.为了解决该难题,提出了基于目标和点扩展函数联合估计的图像近视解卷积算法.它运用了点扩展函数和目标的先验信息,对点扩展函数和目标进行了规整和进一步约束,从而得到更优的恢复图像质量.对该方法的原理和实现过程进行了阐述,并将其运用于室内点源目标数据中.实验结果证明,与维纳滤波方法相比,该方法使图像恢复的效果得到明显改善.     

粒状磷光增感屏点扩展函数的蒙特卡罗研究

磷光增感屏的内禀性质对磷光增感屏的成像性能影响很大.基于米氏(Mie)散射理论,计算得到磷光增感屏在不同颗粒尺寸和不同颗粒堆积密度情况下的散射系数和吸收系数.然后利用Monte Carlo(MC)方法模拟了可见光光子在磷光增感屏Gd₂O₂S:Tb(GOS)内的散射和吸收事件,得到磷光增感屏内不同位置处的可见光收集效率.利用MCNP程序模拟X射线束在磷光增感屏内的能量沉积分布,得到了金属-磷光增感屏总的点扩展函数(PSF).结果表明,在兆伏X射线成像系统中,使用小颗粒尺寸和高堆积密度的GOS磷光屏,可以改善增感屏系统的空间分辨率.