一种水下对空成像失真的校正方法

水下光电对空成像失真现象,主要包括位置畸变和灰度衰减两部分,在分析成像过程的基础上,分别推导出了畸变校正数学模型和灰度校正数学模型.采用双线性插值法来处理空间变换后的灰度插值问题,最终实现了灰度校正和畸变校正的同步.设计了以标准网格为目标靶面的实验来采集匹配点的信息以获取校正模型的相关参数.实验表明本方法能较好地还原出图像的真实信息,对图像失真校正具有较好的实用性.     

基于亮度校正模型的多参量权衡与灰度权值算法研究

针对嵌入亮度校正模型的全彩LED显示屏低灰度均匀性差甚至会出现缺少灰度等级的问题,研究了校正算法实施过程中的多维参量,分析了红绿蓝三基色校正参量偏差和扫描图像数据偏差产生的原因及其对各灰度级亮度差值的影响。最后基于LED显示屏驱动控制系统提出参量的权衡公式,根据权衡公式选取各参量最优值,并针对图像数据的最小进位精度这一参量提出一种高精度灰度权值算法,不仅可提高显示屏各灰度下的均匀性指标,而且还可增加LED显示屏上的显示灰度等级。实测结果表明:当选取校正参量的校正精度为8 bit、图像数据的最小进位精度为0.5时,8扫显示屏不能达到均匀性指标的灰度级区间为[42,1];按照权衡公式选取校正参量的校正精度为10 bit、图像数据的最小进位精度为0.25时,均匀性不能达到指标的灰度级区间减小到[20,1],同时相比前者,LED显示屏的起辉级数减小,显示灰度等级增加两级。     

基于局部位移校正的磁共振图像相干平均

多次扫描相干平均是提高磁共振图像信噪比的常用方法,但如果在多次扫描过程中病人发生自主或不自主的运动,使得图像中的组织发生位移,简单相干平均图像会导致图像模糊.本文受非局域均值算法的启发,提出了一种基于局部位移校正的相干平均方法.该算法通过比较多次采集的图像中组织结构的局部相似性,找出图像间的局部位移,利用该信息修正位移后进行加权平均,从而达到提高图像信噪比的目的.我们用模型及真实的肝脏弥散数据进行了实验.实验结果表明,对于不同次采样间存在运动的磁共振图像,该算法可有效地提高信噪比并保持结构边缘;其结果优于简单的相干平均,去噪效果也优于经典的非局域均值算法.     

改进灰度世界颜色校正算法

讨论了灰度世界算法,提出了两种改进的灰度世界算法——基于标准差加权的算法和基于图像熵约束的算法,从而避免了当给定图像仅有少量几种颜色或大块单一颜色时的冥法失效问题.通过对算法颜色校正结果进行主观(视觉上)评价,并对算法性能通过使用色差数据进行了客观评价.实验结果表明:改进算法对实际采集的图像和下载的图像都有较好的校正效果.     

一种基因芯片光学扫描图像倾斜校正方法研究

针对在基因芯片光学扫描时产生的图像倾斜问题,提出了一种基于像素灰度的芯片图像倾斜校正方法。结合基因芯片图像的结构特点,基于行、列方向像素灰度定义芯片图像的校正指标。在角度检测范围内,利用折半搜索方法,基于校正指标来检测芯片图像的校正角度和芯片图像的校正位置。实验结果表明,该方法能有效地检测多类基因芯片图像的倾斜角度,具有较强的鲁棒性和实用性。     

一种基于粒子群优化的高斯混合灰度图像增强算法

提出一种采用粒子群优化(PSO)的高斯混合灰度图像增强算法。该算法首先采用高斯混合模型(GMM)对输入图像的灰度直方图建模,并采用模型中高斯成分的有效交点来分割直方图。随后,该算法将每个直方图区间的灰度值转换到合适的输出区间,生成增强后的灰度图像,其中转换函数由输入直方图区间的高斯成分和累积分布经过粒子群优化后的参数决定。实验结果显示,该方法生成的图像视觉效果较好,对原图像和纹理细节丰富图像分别进行图像增强,增强后的图像信息熵分别是4.746 6和7.952 6,灰度平均梯度为6.970 6和37.386 1。     

递变能量X射线高动态融合图像的灰度表征算法研究

递变能量X射线成像,通过获取并融合图像序列实现动态范围扩展,完整再现了检测对象的结构信息.但是在融合过程中往往是以质量优化为目的,忽略了与实际高动态成像的灰度映射正确性,从而不能保证图像信息与实际物体信息的物理匹配性.因此,本文提出了递变能量X射线高动态融合图像的灰度表征算法.该算法首先以标钢质准楔形试块为对象,将不同电压下的融合图像作为输入数据,直接采集高动态成像图像作为输出数据,利用神经网络方法构建递变能量成像的灰度表征模型.同时针对不同于训练对象的材料,对灰度表征模型进行修正,实现了不同材质的灰度正确表征,进而实现了低动态图像序列融合图像的正确表征.以12和16 bit成像系统进行实验,结果表明,利用12 bit探测器通过变电压采集图像序列,经图像融合、灰度映射及灰度校正,达到了16 bit探测器的成像效果,且满足灰度对应关系,有效拓展了成像器件的动态范围.     

基于Dense-UNet++的关节滑膜磁共振图像分割

为解决以往基于深度学习的滑膜磁共振图像分割模型存在的分割精度较低、鲁棒性较差、训练耗时等问题,本文提出了一种基于Dense-UNet++网络的新模型,将DenseNet模块插入UNet++网络中,并使用Swish激活函数进行训练．利用1 036张滑膜磁共振图像数据增广后的14 512张滑膜图像对模型进行训练,并利用68张图像进行测试．结果显示,模型的平均DSC系数为0.819 9,交叉联合度量（IOU）为0.927 9．相较于UNet、ResUNet和VGG-UNet++网络结构,DSC系数和IOU均有提升,DSC振荡系数降低．另外在应用于相同滑膜图像数据集和使用相同的网络结构时,Swish函数相比ReLu函数有助于提升分割精度．实验结果表明,本文提出的算法对于滑膜磁共振图像的病灶区域的分割有较好的效果,能够辅助医生对病情做出判断．     

基于灰度直方图的MR脑组织的提取方法

根据脑磁共振图像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)的灰度直方图中不同峰值对应不同的脑组织灰度分布的特点,提出了一种基于灰度直方图提取MR图像中脑组织的方法。首先,为了克服传统方法主观选择门限阈值等方面的不足,利用多项式曲线拟合灰度直方图获取区域生长门限阈值确定最优种子点,并结合形态学重构方法进行颅骨分离,对脑MR图像进行了预处理。然后,结合K均值聚类算法通过对灰度直方图多峰值的选取确定初始聚类中心,将颅骨剥离后的脑组织图像高效、精确地细化分割出脑脊液、灰质、白质。文中分别使用了模拟脑MRI数据以及真实脑部MRI数据进行测试,对分类结果进行定性、定量的分析,并与模糊C均值算法进行比较。结果表明,该方法提高了提取脑组织的工作效率和准确度。     

一种结合并行成像和压缩感知的快速磁共振成像新方法

压缩感知（CS）技术和并行成像技术（主要是SENSE技术、GRAPPA技术等）都能通过减少k空间数据的采集量来加快磁共振成像速度,目前已有一些将两种方法相结合进一步加速磁共振成像速度的方法（例如CS-GRAPPA）.本文针对数据采集和重建这两方面对现有CS-GRAPPA方法进行了改进,采集方式上采用了局部等间隔采集模板以满足GRAPPA重建的要求,并对采集模板进行随机放置以满足CS重建的要求;数据重建时,根据自动校正数据估算GRAPPA算法中欠采行的重建误差,并利用误差的大小确定在CS算法中保真的程度.不同磁共振图像重建实验的结果表明：与现有方法相比,本文方法能够更好地保留原有图像细节并有效减少伪影.     

Optimization of Axial Intensity Point Spread Function

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

基于灰度和空间联合信息最小化的磁共振图像偏差场纠正

在磁共振图像（MR）的偏差场纠正中,针对灰度信息最小化方法没有考虑空间信息问题,提出联合信息最小化方法,该方法把图像的灰度信息和空间信息结合起来.空间信息采用灰度导数信息.被偏差场破坏的图像灰度及其导数值的联合信息（联合熵）大于对应的没被偏差场破坏的图像联合熵.联合熵是通过计算灰度及其导数值的联合概率分布得到.仿真脑部MR数据和临床脑部MR数据的试验结果都表明,灰度及其二阶导数联合信息最小化方法纠正效果良好,大大减少了脑白质和脑灰质的灰度交叠.     

空间光强自动测试装置的研究

通过对灯具空间光强测试方法的研究，提出了一种空间光强测试新方法。建立了灯具空间光强自动对中的数据模型，介绍了空间光强自动测试装置的组成和测试原理。借助二维扫描系统和专用测试软件绘制出空间光强的三维图形，从而可快速求出灯具x和y轴的光强分布曲线以及发散角，故而可获得所需的测试信息，并可通过全过程测试得到更加丰富的测试信息及测试报告。最后给出将一投影灯置于离探测器5m处的测试结果，按文中所述测试原理测得的峰值光强为2634.4cd，发散角为15.25°。     

激光等离子体软X射线光源光谱强度测量方法

提出了一种新的探测和测量激光等离子体软X射线源光谱强度的方法。该方法使用通道电子倍增器和定标过的硅光电二极管为探测器 ,前者是非标准探测器 ,后者为标准探测器。应用电荷灵敏前置放大器测量探测器产生的电量 ,并以高分辨率的光谱仪为分光元件 ,在已知光栅效率、通道电子倍增器增益、硅光电二极管能量响应的条件下 ,给出了计算激光等离子体软X射线源在某一波长光谱强度的公式     

Intensity analysis methods for transient signals

Conventionally, the Fourier transform is applied for sound intensity analysis of stationary signals, but this method can be applied for analyzing non-stationary transient signals. Instead of the Fourier transform analysis, instantaneous spectrum analysis methods such as the Wigner-Ville distribution and the wavelet transform are proposed. By using the mathematical example as a transient signal, advantages and disadvantages of these methods including the short-time Fourier transform are compared. From calculation results, it is considered that the STFT method is the most suitable for the accurate measurement of sound intensity levels, but the WT method is also recommended from its higher resolution of transient signals.     

横截面上光强的精确表述

在考虑了时间平均能流密度的矢量特性的情况下，对光强的概念进行了推广－定义为单位时间单位面积内所流过的能量的时间平均值，从而使其中适用于任何一个连续的曲面，也能与光强子的实际测量值取得一致，这个推广的定义式表明，曲面上任一点处的光强值都不仅与该处理振幅有关，而且还和该处的时间平均能流密度与面元方向的夹角有关，作为一个重要的特例情况，文中还给横截面（垂直于光束传输方向）上的光强公式，这个结果可用来对非     

旋转不变的非局域均值算法在磁共振图像去噪中的应用

磁共振成像（MRI）实验时常采用多次扫描累加平均提高图像信噪比（SNR）,但当扫描过程中运动引起图像变形时,简单地累加平均就无法奏效.为此,本研究组曾提出一种匹配加权平均方法（MWA）提高图像的信噪比.在此基础上,该文提出一种旋转不变的非局域均值算法（RINLM）,即选取圆形邻域区域并将其划分为一系列以中心像素为圆心的等面积圆环,再计算模式的相似性.RINLM算法可以更好地利用图像中旋转的冗余信息、找到更多的相似结构,提高算法的去噪性能.我们把该方法应用于低信噪比图像序列的平均和去噪中,可以更好地处理旋转的局部运动.与非局域均值算法（NLM）相比,RINLM算法可以进一步提高图像的信噪比;与MWA方法相比,其与RINLM算法的结合可以进一步提高磁共振图像序列信噪比,更好的保持图像边缘信息.     

圆柱坐标系下任意方向辐射强度的源项六流法模拟

基于传统热流法,提出一种圆柱坐标系下的源项六流模型(Source Six Flux,SSF),可快速准确地计算参与性介质内任意方向的出射辐射强度.详细介绍SSF模型的基本原理和求解步骤,以圆柱形吸收、散射、发射性介质为例,模拟其沿任意方向的出射辐射强度,并与反向蒙特卡罗法(Backward Monte Carlo,BMC)和二流法(Two Flux Method,TFM)的计算结果进行比较.结果表明,SSF法与BMC法的计算结果吻合较好,计算精度均高于TFM法,但SSF法的计算效率明显优于BMC法.因此,SSF模型是一种适用于计算任意方向辐射强度问题的高效数值模型.     

利用后向散射光空间谱强度分布探测尾流气泡的实验研究

利用自行设计制作的尾流模拟系统产生气泡,应用散射光空间频谱测量分析系统,对水中气泡群的后向散射光空间谱强度分布进行测量和分析,研究了不同探测距离的散射光衰减对其强度分布的影响.结果表明,在气泡密度、大小分布不变的情况下,扩束光照明时,由于参与光散射的气泡数目增加对散射光在水中传播衰减的补偿,散射空间谱强度分布的峰值和半宽值均不随探测距离变化;而细光束照明时,散射谱强度分布峰值随探测距离的增加而减小,半宽值则逐渐增大.所以在远距离探测时,细光束的探测效果好.     

光子扫描隧道显微镜球形样品二维近场强度分析

采用时域有限差分方法计算全内反射和光子扫描隧道显微镜系统。光子扫描隧道显微镜的基本工作原理是隐失波的产生和探测，当入射光在两种介质的分界面上发生全内反射，并在界面处产生非辐射的电磁波——隐失波时，采取对两界面入射光进行分别设置的方法即“三波法”设置入射激励元。分别计算一个球和两个球形样品的近场分布，并计算散射小球为探针，一个球为样品的扫描图像。结果表明：采用二维时域有限差分方法计算能较直观地显示样品表面的近场分布。表明时域有限差分方法在光子扫描隧道显微镜理论研究中具有很大潜力。