基于高光谱成像的生鲜猪肉细菌总数预测建模方法研究

生鲜猪肉中细菌总数(TVC)超标会直接危害大众,为此研究验证高光谱成像技术结合相应的建模方法预测生鲜猪肉中TVC的可行性。针对非线性、小样本问题, 以及光谱维和空间维的大数据量问题,在综合比较偏最小二乘回归(PLSR)、人工神经网络(ANNs)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)3种建模方法的基础上,最终选取了LS-SVM方法组建模型。3种建模方法综合比较的结果表明,LS-SVM同时兼顾了训练精度和泛化能力两方面的性能,使其都能做到最优,与标准平板菌落计数法所检测TVC的决定系数分别为0.987 2和0.942 6,校正均方根误差和预测标准均方根误差分别为0.207 1和0.217 6,其建模性能优于其他方法。研究结果表明,高光谱成像技术结合LS-SVM预测建模方法可作为快速、非破坏预测生鲜猪肉TVC的有效手段。     

正交偏振多光谱成像术应用于活体微循环观察研究

构建一种小型、简洁的活体微循环多光谱成像系统,将正交偏振光谱成像术OPS Imaging及液晶可调谐滤光片LCTF应用于活体微循环多光谱成像。LCTF具有较高的成像质量、较低的功耗、且没有移动部件和图像移动,能够连续、随机地在可见-近红外波段上快速实现波长的任意调谐。利用该系统,对活体裸鼠的耳廓采用检偏角为90°(正交偏振方式)与0°两种方式进行了试验,获取了裸鼠耳廓微血管的多光谱图,得出采用正交偏振成像方式的图像的对比度及图像细节均优于检偏角为0°时的图像。试验验证了正交偏振多光谱成像技术能增强活体微循环观察效果。     

超高斯相位型光瞳滤波器轴向超分辨性能

研究了超高斯相位型光瞳滤波器的轴向超分辨性能。通过数值模拟,使用新的参数T,w讨论确定了三区二元相位型光瞳滤波器的超分辨区域。将超高斯相位型与二元相位型滤波器对比,分析相同参数下两种光瞳滤波器的轴向超分辨能力,进而讨论超高斯相位型滤波器的轴向超分辨性能随其阶数的变化关系。超高斯型滤波器与相位型相比,超分辨能力略有降低,但其旁瓣能量也有所降低,因此能量利用率有所提高。     

利用X射线K边减影成像研究铜离子在聚合物材料上的吸附

研究和开发新型有机功能材料来吸附重金属离子,是解决水体重金属污染的重要途径之一。采用传统技术,很难直接观察到吸附材料中重金属离子的分布。利用同步辐射X射线能量可调谐及其较强的穿透性,采用K边减影(KES)成像技术对此问题进行了研究。通过优化实验条件和图像配准、中值滤波等图像处理,成功地将这一技术运用到有机材料吸附金属离子过程的研究中,得到了非常清晰的铜离子在聚偏氟乙烯改性高分子材料上的分布图像。研究结果表明,铜离子被吸附后进入到吸附材料的内部。通过研究还发现,样品颗粒的尺度对铜离子进入颗粒内部的深度影响不明显,单位时间铜离子吸附的质量主要受到吸附材料表面积的影响。     

大视场时间延迟积分电荷耦合器件相机静态传递函数自动测试系统

为了解决大视场时间延迟积分(TDI)电荷耦合器件(CCD)相机静态传递函数(TF)测试过程中视场覆盖率不高、测试精度和效率较低等问题,设计了一种全视场静态TF自动测试系统。首先,将整个相机视场以TDI CCD为单元进行划分,移动转台调整TDI CCD对应视场与平行光管的位置关系,计算机接收相机采集的靶标图像,分析靶标图像特征并绘制TF变化曲线,根据TF变化曲线确定每片TDI CCD对应视场的最佳TF测试点,建立位置信息库。然后,计算机根据位置信息自动控制转台,分别移动到每片TDI CCD对应视场的最佳TF测试点,从每片TDI CCD第一个像元开始,以固定步长逐渐向最后一个像元移动,一边移动一边测试TF。最后,绘制大视场TDI CCD相机整个视场的静态TF曲线。实验结果表明:静态TF测试系统覆盖了相机整个视场,测试的静态TF平均值为0.2965,和以前测试方法比较,整个视场的静态TF平均值提高了0.02,同时提高了静态TF测试的精度和效率。     

热光场无分束器非局域成像研究

非局域成像(又称为鬼成像)是近年来兴起的一种新的、利用光场二阶关联进行成像的方法。在这个领域里,已经取得了很多有重大意义的成果。在传统的非局域成像系统中,分束器是一个不可缺少的光学元件。但是,分束器的使用却限制了非局域成像在很多领域的进一步运用,特别是利用自然光源进行非局域成像。介绍了一种新的实验装置,利用对光源面上的强度调制,在赝热光作为光源的条件下,实现无分束器的非局域成像。并从理论上研究了这个装置,给出了实验结果。最后,将该实验装置进行改进,使之能够应用于更广泛的场合。无分束器非局域成像实验的成功,对于非局域成像的实际应用有重大价值。     

Instrumentation of coherent X-ray imaging and the primary experimental results

Coherent X-ray microscopy has advanced towards higher-energy, more brilliant sources over the past decade since its demonstrations, and many advancements have been made towards optimizing this imaging technique. Here we present both the experimental instrument for obtaining diffraction patterns and the primary reconstruction of yeast cell 2D projection. In addition, the characteristics of the existing optics at BL29XUL of SPring-8 Facility and the method of image reconstruction are discussed.     

EAST装置离子回旋加热天线电流带热结构分析

介绍了EAST装置新型离子回旋加热(ICRH)天线电流带的设计结构。通过对电流带实际工况的计算得出电流带的工作温度分布,以此来模拟实际工作条件下电流带的热载荷承受能力以及对电流带结构的影响。论证了在实际工况热载荷条件(0.2MW)下,电流带辐射面温度及电流带整体结构强度满足设计要求。     

组织热凝固程度无损监控的光学断层成像研究

提出了利用光学断层成像技术对组织热凝固程度进行无损在位监控的方法。在重建算法上采用不需要计算雅可比(Jacobian)矩阵的非线性多参数优化方法,采用了基于N进制分部编码的遗传算法作为优化策略,可以有效提高成像速度,克服计算雅克比矩阵带来的误差。采用简化的感兴趣区热疗模型,该模型最大程度的减小了对精度的影响。通过蛋白质凝固的实时监控实验,对监控方法进行了验证,给出了相应的监测结果,并从曲线、重建图像的临床意义等方面进行了分析。结果证明论文实现了通过约化散射系数对生物组织局部热凝固治疗过程无损实时监测的目的。