BP-ANN在光学相干层析图像分类中的应用

为了研究反向传播人工神经网络(BP-ANN,back-propagation artificial neural network)对光学相干层析(OCT)图像的分类能力以及用不同算法训练的网络之间的性能差异,设计了基于纹理特征分析的BP-ANN图像分类实验系统。针对不同图像集,系统可根据类内和类间分散度的比值自适应地筛选最具区分性的纹理特征组成特征向量,再利用以不同算法训练的BP-ANN进行分类。实验表明,BP-ANN在经过快速训练后可以有效分辨不同组织图像,而Levenberg-Mar-quardt(LM)算法则被认为是最为有效的训练算法。以LM算法训练的BP-ANN可以在1 s内以平均8次的迭代计算完成训练,对测试集的分类准确率可以达到93.0%。     

光学相干层析成像在指尖生物特征识别中的应用

指尖作为人体最方便采集的部位之一一直是生物特征识别研究的重点。随着指纹等外部指尖生物特征抵抗环境干扰能力差和容易被伪造等问题的出现,人们开始关注指尖内部的生物特征。光学相干层析成像技术能够非侵入地对指尖的内部结构进行三维成像,并从中获取内部指纹、汗孔和汗腺等更加安全稳定的指尖内部生物特征。在过去的近二十年中,众多的研究者针对这一方向开展了研究。对光学相干层析成像技术、光学相干层析成像技术对指尖生物特征的采集、该技术在生物特征识别和防伪方面的应用等进行了总结,最后分析了当前的技术限制和发展前景,旨在为该方向的持续发展提供理论支持。     

光学相干层析术及其应用

光学相干层析术是一种新型的对活体组织进行非侵入的光学诊断成像技术。它将低相干干涉仪与共焦扫描显微术结合在一起，去掉物镜焦点之外的散射光，利用高灵敏度的探测技术，实现在光散射介质如生物组织中获得清晰的分层图像。     

OCT技术在生物组织中的应用

基于光学低相干反射测量而发展起来的光学相干层析技术（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ,简称ＯＣＴ）是一种新型的成像技术,它能对高散射介质如生物组织实施非侵入性的快速成像,因而在在体生物组织的微结构分析和疾病诊断等方面有重要应用。本文概述了ＯＣＴ技术在生物组织的成像、特性参数测量、双折射特性测量及流体测速等方面的应用情况。     

基于纹理特征的汽车车型识别

提出了一种基于纹理特征的汽车车脸车型识别方法。首先对车辆图像进行预处理,再通过基于灰度共生矩阵的纹理分析,得到纹理特征值,即待识别车型的纹理特征,最后利用最小距离分类器进行车型识别。实验结果表明,文中提出的车型识别方法简便、快捷、有效。     

对数域的光学相干层析图像噪声模型分析

为了分析光学相干层析成像技术(OCT)的图像对数变换前后的斑点噪声分布模型,为图像去噪及其它图像处理过程提供参考,采用了先推导斑点噪声理论分布模型,再通过实验数据验证的方法。首先分析了对数变换前斑点噪声的统计特性,利用数学理论推导得到斑点噪声对数变换后的理论分布模型,然后用OCT心血管图像的平滑区域作为噪声的试验数据,得到变换前后斑点噪声的直方图分布数据,最后用理论分布模型对试验数据进行曲线拟合,取得了确定系数、均方根差和卡方检测的评价数据。结果表明,对数变换后斑点噪声分布符合Fisher-Tippett分布。这一结果对OCT图像去噪等处理过程是有帮助的。     

全场光学相干层析在细胞成像中的应用研究

研制了一套基于Linnik干涉仪的全场光学相干层析（full-field optical coherence tomography, FF-OCT）系统,以对细胞进行层析成像。不同于其它全场OCT系统的成像方法,该系统采用了基于希尔伯特（Hilbert）变换的图像恢复算法,只需要两幅移相干涉图就可以恢复出样品的结构信息,即使移相出现误差,仍然能够得到样品层析图。系统的实测纵向分辨率达到了1.1 μm,实测横向分辨率达到了2.5 μm。通过对洋葱表皮细胞的初步成像实验,验证了该FF-OCT系统的可行性,为进一步实现高分辨率细胞成像奠定了基础。     

自适应光学相干层析在视网膜高分辨成像中的应用

视网膜光学相干层析（OCT）技术利用外部低相干光源照射人眼眼底,并将人眼眼底散射信号进行干涉成像,获得人眼视网膜的断层图像信息,以实现人眼视网膜无创、实时、在体的光学活检。传统光学相干层析在视网膜成像时的轴向分辨率可达3 μm以上,但由于人眼个体差异和不可避免的像差限制了视网膜OCT的横向分辨率,只能达到约15~20 μm。而自适应光学作为一项波前校正的先进技术,可以校正OCT色差以及人眼有限视场和眼球运动导致的像差,将OCT横向分辨率提高到低于2 μm,以实现视网膜细胞及微细血管近衍射极限成像,及时发现患者眼底存在的早期病变。在介绍自适应光学和视网膜光学相干层析的技术特点基础上,对自适应光学在视网膜光学相干层析成像应用的国内外发展现状进行了论述,总结了自适应光学OCT视网膜高分辨成像在宽带光源色差校正、眼球运动伪影减少、自适应光学视场扩大和波前传感与校正系统简化的关键技术和未来发展趋势,以实现大视场、高效率、高灵敏度、高分辨率的高速人眼视网膜成像,为未来自适应光学OCT视网膜成像技术的研究和应用提供参考和借鉴。     

统计学全局特征提取在纹理图像光学字体识别中的应用

针对纹理图像光学字体识别中大部分现有方法容易出现噪声干扰和高度细分依赖的问题,提出了一种基于统计学分析的全局特征提取方法。首先,使用二值化、倾斜校正和文本归一化预处理图像,得到完整的文本块图像;然后,使用拉普拉斯过滤器降低图像的椒盐噪声,并利用反相过滤器得到白色背景和黑色边缘的图像;最后,基于模式边界边缘像素之间关系进行统计学分析以提取出22个有用特征,借助分类器完成识别。在阿拉伯文书法脚本图像数据集上的实验结果表明,本文方法使用决策树分类器可获得最好的分类精度,高达98.26%,相比其他的较为新颖的特征提取方法,本文方法获得更好的识别性能。     

应用于珍珠检测的光学相干层析技术

珍珠质的内部微观分辨和测量是珍珠产业发展和学术研究的核心难题.光学相干层析(OCT)高清晰深度分辨技术通过探测珍珠质的光学反射散射特性,提供了研究其结构形态和分布规律的新途径.阐述了对珍珠质进行成像扫描的原理和实验装置,以光纤迈克尔逊干涉仪为主体,利用中心波长1310 nm的宽带光源和傅里叶域光学延迟线实现了扫描速度1 frame/s,纵向分辨率15μm,成像深度3 mm的光学相干层析成像系统.实验结果验证了光学相干层析检测方法适用于珍珠质的定量检测和定性分辨的可行性,初步的报道包括珍珠质层和珠核贝壳层的分辨鉴别,珍珠质层平均测量误差在20μm以内,珍珠质内部各种反常生长分布信息也清晰可见.     

基于灰度共生矩的SAR图像纹理特征提取方法

为更有效地提取合成孔径雷达（SAR）图像中的有效信息,提出了一种基于灰度共生矩阵的纹理特征提取方法。该方法在分析图像灰度共生矩常用特征描述量基础上,研究了窗口尺寸和位移向量对纹理特征的影响,通过比较不同目标各种纹理特征的分布及平均值的相差程度,计算了灰度共生矩阵的最佳窗口尺寸和位移向量,确定参与分类的可用纹理特征组合,...     

光纤型光学相干层析技术系统的眼科成像

建立了一套单模光纤型光学相干层析(OCT)成像系统,开展了动物眼睛的成像实验,实现了高信噪比、高分辨率、大成像深度的层析图像的获取.系统纵向分辨率达到9μm,横向分辨率为10μm,最大层析成像深度可达3.4 mm.实验图像和商业蔡氏三代光学相干层析技术成像的对比结果表明,研制的OCT系统已经能展示视网膜的基本分层结构,而且能分辨脉络膜的分层结构和脉络膜血管,后者是蔡氏三代OCT系统所无法实现的.     

光学相干层析成像中散斑噪声减小算法

干涉测量中的散斑噪声极大地限制了光学相干层析(OCT)成像中特征信息的提取,因此,如何减小散斑噪声成为OCT成像领域的一个重要问题.利用最小化Csiszar Ⅰ-散度的测量方法推出一种散斑最小化算法,不仅可以生成与测量数据一致的图像数据,而且可以推出图像的附加信息,展示了采用散斑最小化算法对人手指正常皮肤的OCT图像散斑噪声最小化处理结果,结果表明,此算法不仅可以极大地减小散斑噪声、提高信噪比,而且能保持清晰的边缘效果.     

光学相干层析成像技术确定组织光学特性

光学相干层析成像(OCT)是近年来发展较快的一种新型成像技术,能对生物组织内部的微观结构进行高分辨率的横断面层析成像,具有快速、非侵入及高分辨率等特点,在体生物组织微观结构分析和疾病诊断等方面具有重要的应用价值.综述了采用光学相干层析成像技术确定生物组织光学特性的研究.     

一种无信息丢失的光学相干层析图像校正方法

文章提出一种无信息丢失的图像处理方法,用以校正受到生物组织随机蠕动影响的光学相干层析(OCT)图像.文中首先利用相干增强各向异性扩散算法对原始OCT图像预处理增强层状结构,再利用顺序查找峰值的方法找出某层状结构及其周围层状结构的位置,进而利用异常点去除的方法对该层状结构进行校正,并以校正后得到的该层状结构位置作为基准校正图像.对眼底OCT图像去抖动的实验说明该方法能很好的去除OCT图像中的抖动,从而很好地辅助诊断.     

OCT图像散斑的形成机理和清除方法

根据光相干层析成像（OCT）的光学和光电检测系统特点，结合现有的理论模型，分析了OCT成像和散斑形成机理。指出失去相干性的多次散射光部分会被滤波电路排除，散斑是由高散射组织相干长度之内的不同散射截面上的若干具有nπ光程差的相干散射光彼此叠加形成的。最后讨论了消除散斑的方法。     

基于谱分析的高分辨率白光OCT的研究

提出了一种基于谱分析的白光光学相干层析术(OCT)的方法.使用卤素灯光源作为白光源,建立了迈克尔逊干涉仪系统.当从物体反射回来的光和从参考平面镜反射回来的光在相干长度以内,将发生干涉,干涉信号通过光谱仪进行分析,实际测得了系统的低相干波形,得到了相干长度为1.5 μm的低相干信号,纵向分辨率精度高,有利于测量细胞级的生物体.     

Hierarchical Feature Extraction for Image Recognition

This paper applies a hierarchical classifier to two image recognition tasks. At the heart of this classifier, like many other classifiers, is a distance metric for determining the similarity of pairs of images. As the generalisation performance is often strongly related to the effectiveness of this measure, this paper develops a measure that is statistically more reliable than some metrics, but does not discard discriminating information, often regarded as noise. In addition, it may be computed quickly. This paper also experimentally shows that the metric may be used in the hierarchical classifier to yield error rates far lower to those based on the Euclidean distance metric on the two image recognition tasks. Furthermore, it gives the lowest reported error rate (2.63%) as well as the best training and classification times for a face recognition task.     

基于光学相干层析散斑的流速测量方法

发展了一种基于光学相干层析(OCT)散斑的流速测量方法。与传统激光散斑信号相似,样品中某一点处OCT信号随时间的波动与该处散射颗粒的平均速度有一定的依赖关系。通过对OCT信号的滤波和解调,得到OCT散斑波动信号,再对该信号进行傅里叶变换,得到散斑信号的频谱分布,然后依据频谱分布中高低频分量比值(HLR)与流速间的定量关系,就能确定样品中的流速分布。基于OCT散斑强度信号而非相位信息的流速测量方法,实验研究了HLR与流速间的关系,并给出了毛细玻璃管模型的流速分布图像。