White and narrow band image compressor based on a new color space for capsule endoscopy

In this paper, we present the design of a low power and hardware efficient image compressor integrated circuit for wireless capsule endoscopy application. The proposed compression algorithm supports dual-band imaging, that is, works on both white-band imaging (WBI) and narrow-band imaging (NBI). The scheme uses a novel color-space and simple predictive coding for optimized performance. Based on the nature of the narrow- and white-band endoscopic images and video sequences, several sub-sampling schemes are introduced. The proposed dual-band compressor is designed in such as way that it can easily be interfaced with any commercial low power image sensor that outputs RGB image pixels in a raster scan fashion, eliminating the need of large buffer memory and temporary storage. Both NBI and WBI reconstructed images have been verified by medical doctors for acceptability. Compared to other designs targeted to video capsule endoscopy, the proposed algorithm performs strongly with a compression ratio of 80.4% (for WBI) and 79.2% (for NBI), and a high reconstruction peak-signal-to-noise-ratio (over 43.7 dB for both bands). The results of the fabricated chip are also presented.     

连续波THz-CT在医学成像中的应用研究

太赫兹已经被用于对三维物体进行计算机辅助层析成像,但具有很高的折射损耗。设计了基于耿氏二极管和返波振荡器的连续波断层成像实验装置,对聚四氟乙烯模型进行扫描获得投影数据,然后利用滤波反投影算法对投影数据进行重建得到断面图像,用于研究折射对投影及图像的影响。最后对人体牙齿样本进行扫描和重建,探讨THz-CT在医学成像特别是牙齿等骨骼成像中应用的可行性和前景。     

航天三线阵光学遥感成像运动模糊建模与分析

为了提高立体摄影测量的精度,对航天三线阵光学遥感成像的运动模糊模型进行推导和分析。根据引起运动模糊的方式,将三线阵光学遥感成像运动模糊分为前向运动模糊和姿态运动模糊。利用坐标系旋转来研究三线阵相机曝光瞬间前向飞行和姿态变化对运动模糊的影响,对俯仰、滚转和偏航姿态运动引起的模糊分别进行建模。仿真实验表明:(1)曝光瞬间航天三线阵遥感成像运动模糊是空间变化的,俯仰和滚转比偏航运动对三线阵相机的影响更严重;(2)对于直视线阵CCD而言,偏航引起的运动模糊可以忽略不计,但是对前视和后视线阵CCD的影响不能忽略;(3)航天三线阵相机的前视和后视线阵CCD比直视线阵CCD更容易受到航天器姿态运动的影响。     

逆合成孔径激光雷达空间目标成像研究

空间目标的运动模式综合了直线飞行和绕轴旋转两种运动,逆合成孔径激光雷达对其成像时要进行直线运动补偿。补偿过程中使用的目标飞行速度,可以由外差接收模式测得。这种方法不仅准确、快速,而且比过去使用的速度估计法精度更高。阐述了对空间目标外差测速、运动补偿、重构成像的原理,并使用MATLAB分别对外差测速法和速度估计法的成像效果进行了仿真和对比,证实了外差测速法具有成像分辨率高、信息处理量小、运算速度快等优势。     

一种小型水下连续光成像系统设计

设计了一种小型水下连续光成像系统,主要用于小型水下载具或潜水员提高水下视觉能力。该系统以多片大功率LED为光源,以CCD为接收器。为改善图像质量,在分析连续光照明条件下水下图像特点的基础上,使用了一种基于模型法的图像处理算法,并在以DM642为核心的嵌入式图像处理平台上实现。系统进行了室内水池和外场实验,结果表明:针对黑白条纹靶板,系统的极限探测距离达到2.3倍衰减长度以上;图像处理算法能较好适应多种背景和系统结构变化,有效提高图像对比度、突出目标细节。     

基于FPGA的科学级CCD成像系统设计

针对天文、医学等领域科学成像需要,设计了一套基于FPGA的科学级CCD成像系统,并给出了设计中关键技术的解决方法。首先,FPGA提供CCD正常工作所需要的时序信号,驱动CCD输出模拟图像;再将模拟信号预放大、相关双采样、AD转化后输出给FPGA进行处理;最后,将图像信号在FPGA内部进行格式重组、添加图像信息等操作后输出给存储与显示单元。实验结果表明,获取的图像质量较好,不制冷时读出噪声仅6个电子,满足了科学成像的需要。整个系统性能稳定可靠、实时性强,具有较好的通用性。     

单元探测器的短波红外多通道成像技术

为了克服目前利用短波红外焦平面器件获取图像时难以消除器件自身的非均匀性、难以获得较高信噪比及成本昂贵的问题,提出了利用单元探测器和DMD(Digital Micro-mirror Device)空间光调制器件,基于Hadamard变换进行凝视光学画幅式成像的方法.通过实验验证了该方法用于短波红外成像的可行性.对实现低成本、高信噪比的短波红外成像具有借鉴意义.     

激光水下成像系统中SD存储卡应用研究

介绍了在激光水下成像系统中,应用SD卡存储图像数据的具体方案及实施细节。包括SD卡与DSP处理器的电路连接,SPI总线的配置方法,系统软件层次结构的分析,SD卡的操作以及文件系统的移植及应用。该方案在水下成像系统的设计实现中具有应用价值。     

环绕声前方三声道全指向传声器阵列定位畸变

以环绕声前方三声道全指向阵列系统为对象,研究声源入射角度与重放声像定位之间的关系。在对理想状态下的阵列系统做出分析的基础上,阐述声道间的串音、声源到传声器之间强度差、频率等因素如何使声像发生畸变。进而讨论为避免声像畸变,如何在实际录音过程中对传声器阵列系统进行调整。     

微光学系统矢量衍射成像的分析与模拟

本文利用瑞利—索末菲矢量衍射公式经适当推理导出微光学系统矢量衍射像点光强度分布的解析计算式,探讨了矢量衍射成像的原理与技术。模拟实验表明,微光学系统的矢量衍射成像,不但要考虑横向场通常还要考虑纵向场,并讨论了波长和偏振态对成像的影响,有助于促进微光学衍射理论与成像技术的发展。