Measurements of Optical Signals and Their Spectra in the Femtosecond Range with Additional Phase Modulation

A solution to the phase problem in optics is considered within the context of the analysis of signals changing in time and of the effect of an object under investigation on the probing radiation. The solution is based on the use of a twin-wave interferometer with phase modulation in one of the channels and a spectrometer. The analysis is concerned, in particular, with signals and processes of ultrashort duration. To shift the frequency in the interferometer channel, an electrooptical crystal of ferroelectric perovskite is used as the modulator. Errors of amplitude and phase structures determined are analyzed.     

一种非刚性医学图像点匹配方法

提出了一种非刚性点匹配的算法并把其运用于医学图像配准．该算法采用信号滤波的方法来获得点集间的匹配信息，并运用松弛标记法将各点邻域关系对模糊的匹配信息进行迭代获得明确的匹配关系．在此基础上，利用高斯径向基函数来描述点模式间的弹性形变，在基本的迭代框架下实现问题的求解．实验结果显示在形变程度为5％、出格点比率50％和噪声标准差为5％的情况下该算法的匹配误差能控制在0．13以下，表明了该算法的鲁棒性和有效性，较好地解决了医学非刚性形变的点匹配问题．     

Two methods for semi-automated quantification of changes in ventricular volume and their use in schizophrenia

Two semi-automated methods for quantification of ventricular volume change from baseline and follow-up magnetic resonance imaging scans have been developed. Technique 1 employs direct segmentation of the ventricles from both the scans using thresholding and contour extraction. Technique 2 operates on difference images produced by voxel based intensity subtraction of the baseline from the registered follow-up images. Here, all voxels with intensities above a noise threshold and in a restricted area are monitored to compute volumetric changes. In phantom measurements the first technique was accurate to 0.0046%, the second to 0.167% of the phantom volume. Results from normal volunteers was that the average ventricular volume changed by 1.52% and 1.54% for images acquired within 9 months using techniques 1 and 2, respectively. With schizophrenic patients mean change of 10.78% and 9.43% were found employing the first and second procedures, respectively. All measurements agreed with a radiologist’s visual grading of the changes. Robust, objective, fast, easy-to-use, and fairly accurate procedures have been developed and validated to quantify volumetric changes.     

一种不同地面分辨率图像的拼接算法

航空遥感监测中变焦镜头的广泛应用以及飞行高度的变化会获得不同地面分辨率的航空影像,因此为了实时监控到飞行区域的整体情况,需要对不同地面分辨率的图像进行拼接。提出了针对不同地面分辨率图像进行拼接的方法。首先用四分法对图像进行分割,检测变化倍率,选择配准策略;然后用基于加速鲁棒性特征(Speeded-Up Robust Features,SURF)的算法对相邻图像进行拼接。获得了焦距变化从高倍过渡到低倍,或从低倍过渡到高倍的拼接图像。通过航空变焦模拟影像的拼接实验和地面变焦影像的拼接实验表明,该方法能够对不同地面分辨率的图像进行拼接,且拼接结果均以高分辨率为基准。     

基于Demons算法改进的图像去噪模型研究

在Demons算法的基础上, 将扩散过程看作图像配准, 建立一种新的基于图像配准的Demons 去噪模型. 实验表明, 该模型去噪效果优于经典的Perona-Malik模型, 排除了模型的病态性. 考虑到新模型在图像去噪过程中仅靠梯度信息表示图像的局部特征还不完善, 故将水平集曲率作为控制图像结构的驱动力因素引入到此模型中, 提出了一种新的梯度和曲率双重驱动力的图像去噪模型. 分析和仿真结果表明, 两种新模型都可有效抑制噪声, 清晰度也有明显的提高, 其中双重驱动力的图像去噪模型去噪效果更具优越性.     

多探测器拼接成像系统实时图像配准

依据已设计完成的基于同心球透镜的四镜头多探测器阵列拼接成像系统,对该系统图像拼接配准过程所采用的特征检测提取、特征向量匹配与筛选、空间变换模型参数估计等算法进行了研究。首先,采用Fast-Hessian检测子提取参考图像和待配准图像的特征点,并生成加速鲁棒特征(SURF)描述向量。接着,采用快速近似最近邻(FANN)逼近搜索算法获得初始的匹配点对,并对匹配点对特征向量的欧式距离进行排序。然后,参照成像系统光学设计参数设定合理的阈值,筛选并保留下较好的匹配点对。最后,提出了一种改进的渐进式抽样一致性(IPROSAC)算法对空间变换矩阵模型进行参数估计,从而得到参考图像与待配准图像的空间几何变换关系。实验结果表明:该算法对图像尺寸、旋转和光照变化都具有一定的不变性,特征匹配时间为0.542 s,配准变换时间0.031 s,配准误差精度小于0.1 pixel,可以满足成像系统关于图像配准实时性和准确性的要求,具有一定的工程应用价值。     

主被动光学图像融合技术研究

本文应用扫描式激光成像雷达获取试验数据并实现对激光数据的三维成像处理,给出了基于目标特征的激光雷达图像与被动光学图像的数据融合方法,实现了激光图像和光学图像间的三维融合。试验结果表明,本文所提出的基于目标特征的两种不同质图像间的融合方法是可行的,融合后的图像具有丰富的光谱信息和三维立体信息。     

远距离多源图像融合系统实时配准设计

为了实现全天候多波段远距离实时图像监控,设计了具有微光、红外和可见光融合的光学前端,对多源图像进行实时配准研究。在平行光轴的基础上,通过计算不同视场图像的成像视差,计算仿射变换需要的参数,采用双线性内插算法弥补红外在成像方面与可见光图像的差别,将红外图像的变换制作成查找表存储在图像处理器DM642中,系统通过硬件查找表可以快速实现不同图像的配准变换,实现同步视频的实时配准与融合。实验表明:该设计能够准确地实现多源图像的实时配准,系统经过图像配准、图像融合和伪彩变换处理后的时间约为24.3 ms,系统探测距离大于3 km。     

物理实验管理系统的构建与实现

介绍了通过运用网络平台构建物理实验中心的管理系统,以实现学生选课、成绩管理、教学信息管理和发布、教学资料的上网及仪器管理等一系列的功能,使物理实验中心的各项工作有序而高效.     

近自然彩色图像融合算法及其实时处理系统的发展

在军事和生产领域,特别是在极其恶劣的可视条件下,图像融合技术越来越强调融合效果显示的"近自然"感觉,以及人类视觉感知的要求。从彩色图像融合算法的发展概况出发,着重介绍了两种具有代表性的基于视觉特性的近自然彩色图像融合方法,并特别阐述了课题组近期开展的相关算法研究成果。总结了国内外实时彩色图像融合系统的发展现状,概括了课题组已具备的硬件实验基础,综合分析了实时彩色图像融合技术的若干关键技术,如多源图像特征分析、实时图像配准、融合图像后处理等。针对实时图像融合技术的应用状况,提出图像融合系统未来的发展趋势。