检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2025年第3期45卷 114-124页

作者：鲁宏王超刘嘉楠王祺刘壮史浩东孙洪宇长春理工大学空间光电技术研究所吉林长春130022 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

提出一种基于光学-数字联合优化的超分辨成像系统简化设计方法,联合光学设计、图像复原、超分辨率重建算法,利用深度学习的梯度回传机制共同优化光学参数以及网络参数,实现成像系统与重建算法的最佳匹配。此外,为了保证神经网络同时具... 详细信息

提出一种基于光学-数字联合优化的超分辨成像系统简化设计方法,联合光学设计、图像复原、超分辨率重建算法,利用深度学习的梯度回传机制共同优化光学参数以及网络参数,实现成像系统与重建算法的最佳匹配。此外,为了保证神经网络同时具有复原光学像差以及超分辨率重建的能力,提出了一种改进的双支路生成对抗网络,以有针对性地提取光学模糊特征和超分辨率重建特征。该方法实现了卡式望远成像系统与复原重建网络的端到端联合优化,在保证成像质量的前提下简化了望远系统的结构,最终得到细节丰富的超分辨率图像,并通过对比相关算法的重建图像与清晰图像间的峰值信噪比(PSNR)及结构相似度(SSIM),验证了本文算法的性能与有效性。

关键词：计算成像联合优化系统简化设计超分辨率成像

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基于深度学习的兰姆波SCF-TFM超分辨率成像

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仪器仪表学报 2024年第6期45卷 101-110页

作者：孙刘家韩庆邦靳琪琳葛考河海大学信息科学与工程学院常州213200

腐蚀和裂纹是结构板常见的缺陷形式,兰姆波在非贯穿型损伤处发生模式转换是制约兰姆波成像质量的主要因素。此外,声波衍射遵循瑞利准则,超声成像存在分辨率极限。本文设计了一个全卷积神经网络对接收信号进行分割与重构,实现目标模态的... 详细信息

腐蚀和裂纹是结构板常见的缺陷形式,兰姆波在非贯穿型损伤处发生模式转换是制约兰姆波成像质量的主要因素。此外,声波衍射遵循瑞利准则,超声成像存在分辨率极限。本文设计了一个全卷积神经网络对接收信号进行分割与重构,实现目标模态的自动拾取,抹除杂波和模式转换的干扰。提出符号相干因子全聚焦成像法(SCF-TFM),在全矩阵聚焦成像过程中施加符号相干因子,抑制非目标区域散射波对成像结果的干扰,同时考虑散射信号的幅值及相位信息,可以一定程度上突破瑞利准则的限制,实现超分辨率成像。实验结果表明:对于单个盲孔缺陷,该方法成像结果的横向分辨率比全聚焦提高62.41%,信噪比提升58.23%;而对于多个非对称盲孔缺陷,当缺陷间距大于瑞利准则分辨率极限时,该方法的信噪比提高了92.89%;缺陷间距小于瑞利准则分辨率极限时,该方法可以实现超分辨率成像。

关键词：兰姆波非对称盲孔缺陷全卷积神经网络 SCF-TFM 超分辨率成像

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分孔径离轴同时偏振超分辨率成像光学系统像差校正

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物理学报 2022年第21期71卷 118-129页

作者：孙昇王超史浩东付强李英超长春理工大学空间光电技术国家与地方联合工程研究中心长春130022 中国科学院长春精密光学机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033

针对宽波段同时偏振高分辨率成像需求,提出一种基于反射式自由曲面光学系统和数字微镜器件的分孔径同时偏振超分辨率成像系统,其具有可用于任意光学波段、多个偏振态同时成像、单探测器、高分辨率、易轻量化等优势.给出了这种成像系统... 详细信息

针对宽波段同时偏振高分辨率成像需求,提出一种基于反射式自由曲面光学系统和数字微镜器件的分孔径同时偏振超分辨率成像系统,其具有可用于任意光学波段、多个偏振态同时成像、单探测器、高分辨率、易轻量化等优势.给出了这种成像系统光学结构的像差校正原理及设计优化方法,将Wassermann-Wolf理论进一步发展,推导了可消除多种像差的反射式Wassermann-Wolf微分方程;同时结合赛德尔像差理论,在求解Wassermann-Wolf方程时加入消畸变的边界条件,通过迭代方式,得到同时消除球差、彗差、像散、畸变的光学初始结构.对该初始结构进行离轴处理并进一步优化,编写自定义优化评价函数,严格控制各子孔径和各视场在中间像面和最终像面上主光线落点位置,从而有效地抑制最终系统中的畸变,避免超分辨重建过程中的镜元和像元失配误差,提高重建质量.最终完成了四子孔径自由曲面离轴反射式超分辨成像光学系统的设计,其相对孔径大(F#=2.5),结构紧凑,各个偏振通道成像质量接近衍射极限.以上像差校正原理及像质优化方法可有效指导超宽波段同时偏振超分辨率成像光学系统的设计.

关键词：像差校正离轴光学系统偏振成像超分辨率成像

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超声超分辨率成像评估前列腺结节微血管特征的可行性研究

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中国超声医学杂志 2025年第2期41卷 206-209页

作者：黄鑫邓倾雷雨蒙田怡胡玉刚张瑶周青武汉大学人民医院超声影像科华润武钢总医院超声医学科

目的分析超声超分辨率成像(SRI)技术评估前列腺结节微血管特征的临床应用可行性。方法纳入36例前列腺良性结节患者和29例前列腺恶性结节患者，获取所有患者的临床资料及前列腺结节图像。经肘静脉快速推注SonoVue造影剂0.5 mL进行高帧... 详细信息

目的分析超声超分辨率成像(SRI)技术评估前列腺结节微血管特征的临床应用可行性。方法纳入36例前列腺良性结节患者和29例前列腺恶性结节患者，获取所有患者的临床资料及前列腺结节图像。经肘静脉快速推注SonoVue造影剂0.5 mL进行高帧率超声造影，连续采集造影动态图像2 min。通过软件分析造影图像，获取前列腺结节SRI图像及微血管参数：微血管密度(MVD)、微血管平均直径(MMD)、微血管平均流速(MMV)、微血管平均迂曲度(MMT),分析上述各项数据统计学意义。结果恶性组前列腺酸性磷酸酶(PAP)、总前列腺特异度抗原(tPSA)、游离前列腺特异度抗原(fPSA)、fPSA/tPSA比值均大于良性组，差异有统计学意义(P<0.001)。SRI能清楚显示前列腺结节微血管分布情况，同时将微血管显示提升至微米级别。恶性组参数MVD、MMD、MMV及MMT均大于良性组，差异有统计学意义(P<0.001)。结论超声SRI技术能评估前列腺结节微血管特征，为无创诊断前列腺结节提供了新方法。

关键词：超声超分辨率成像前列腺结节微血管

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利用液晶光楔实现超分辨率成像

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光学学报 2024年第19期44卷 160-167页

作者：曹凡周波刘志强叶茂电子科技大学光电科学与工程学院四川成都611731

探究液晶光楔器件在超分辨率成像中的应用,利用液晶材料制备得到可电控调制光束偏转方向的液晶光楔器件,通过改变施加电压的幅值采集多帧亚像素位移的图像序列,结合插值方法合成得到高分辨率的图像,相对初始图像的极限分辨率提升约55.0... 详细信息

探究液晶光楔器件在超分辨率成像中的应用,利用液晶材料制备得到可电控调制光束偏转方向的液晶光楔器件,通过改变施加电压的幅值采集多帧亚像素位移的图像序列,结合插值方法合成得到高分辨率的图像,相对初始图像的极限分辨率提升约55.0%。相比于利用双光楔旋转、液晶透镜光轴移动获得多帧图像序列的方法,该设计具有图像畸变小、响应速度快、对系统光焦度无影响的优点。

关键词：成像系统液晶光楔光束偏转亚像素位移超分辨率成像

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深度学习下板结构缺陷的超声导波超分辨率成像

深度学习下板结构缺陷的超声导波超分辨率成像

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作者：邱彤彤江苏大学

学位级别：硕士

板状结构是大型工程设施设备的最基础结构，其损伤情况直接决定了该装备能否继续安全地服役，因而就需要对板结构的健康情况做好定期的监测，以便于精确地排查出板结构中的微小损伤并采取一定的应对措施来保障使用过程的安全性，这也就... 详细信息

板状结构是大型工程设施设备的最基础结构，其损伤情况直接决定了该装备能否继续安全地服役，因而就需要对板结构的健康情况做好定期的监测，以便于精确地排查出板结构中的微小损伤并采取一定的应对措施来保障使用过程的安全性，这也就是结构健康监测和无损检测的探究意义和工程应用上的价值。基于超声导波的时间反转多信号分类成像方法能够克服声学成像的衍射极限，较好的无接触式的评估板结构的健康状况，但受噪声影响较大，难以切实普遍地运用于日常工程设施设备的实际检测中。而近年来，基于机器学习的智能化监测方法不断快速发展，结合好深度学习网络的自主特征提取性能，可以实现含损伤信息的低分辨率图像与真实损伤图像之间的映射关系的建立，进而实现结构健康监测和无损检测领域内板结构微小损伤的高分辨率成像。本文将深度学习算法与多信号分类的时间反转成像方法相结合，可以克服衍射极限，实现板结构损伤的超分辨率成像。论文主要研究内容如下：　　首先，结合Lamb波理论方程研究了超声导波的传播特性，并根据频散方程绘制了导波在各向同性介质板内传播的频散曲线，根据绘制出的频散曲线可推导确定本文使用的执行器激发频率。同时分析了时间反转迭代原理和多信号分类技术，并深入推导了二者结合后的时间反转多信号分类成像技术的运行原理与其实现超分辨率成像的机制。　　其次，为了实现深度学习算法下的板结构损伤缺陷的超声导波超分辨率成像，通过仿真模拟和实验设置的方式获得了初始的成像数据集，同时通过数据增强方法完善了训练和测试数据库，以满足深度学习网络模型的训练所需要的大量级数据。此外，还对于已获取的图像数据进行了瞬态导波场与成像结果的分析，帮助更好地了解时间反转多信号分类成像技术的精度表现。　　接着，详细阐述介绍了搭建好的深度学习网络模型，具体网络结构分为两个模块，先是全局检测网络用来监测图像中是否存在损伤，再是超分辨率网络来帮助提高成像的分辨率。网络结构主要基于卷积神经模块，加入批量归一化、正则化、修正线性单元和跳连等操作来避免过度拟合，保证网络模型的泛化能力。同时还介绍了网络的具体参数设置，包含预训练权重、学习率、优化器、损失函数等等，详细展示所架构的网络模型。此外还验证了网络模型的训练效果，精度结果和性能评价指标表明当前建立的深度学习网络模型具有较好的优异性和适定性。　　最后，对于本文提出的深度学习下板结构损伤缺陷的超声导波超分辨率成像方法进行了验证。将训练好的网络运用于铝单层板结构和复合板结构的损伤检测中，设置单通孔和双通孔两种损伤模式，可以发现本文提出的方法可以较好地完成亚波长损伤的超分辨率成像。此外，还通过添加噪声的方式验证了方法的鲁棒性，结果表明该方法具有极大的可行性。　　本文提出的深度学习下板结构损伤的超分辨率成像方法可以实现对于复合板状结构中亚波长损伤信息的提取与表征，检测速度快，分辨率高，能较好地适用于复杂环境下的大型设施设备的结构健康监测，在智能化结构健康监测和无损检测领域内具有较好的应用前景与较高的使用价值。

关键词：工程装备板状结构缺陷检测超分辨率成像深度学习

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超声超分辨率成像评估急性肾损伤患者肾脏微循环的临床价值

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微循环学杂志 2024年第2期34卷 48-52,58页

作者：桂斌周燕翔刘乾辉余芬刘娜张瑶黄星月邓倾武汉大学人民医院超声影像科武汉430060

目的:探讨超声超分辨率成像(SRI)技术评估急性肾损伤(AKI)患者肾脏微循环的可行性及临床价值。方法:52例脓毒症患者,依据是否发生AKI分为AKI组(n=32)和无AKI组(对照组,n=20),获取所有对象的肾脏超声及临床资料。经肘静脉推注SonoVue造影... 详细信息

目的:探讨超声超分辨率成像(SRI)技术评估急性肾损伤(AKI)患者肾脏微循环的可行性及临床价值。方法:52例脓毒症患者,依据是否发生AKI分为AKI组(n=32)和无AKI组(对照组,n=20),获取所有对象的肾脏超声及临床资料。经肘静脉推注SonoVue造影剂1.5ml,应用迈瑞Resona A20超声诊断仪采集肾脏造影动态图像2min,分析肾脏灌注的时间-强度曲线(TIC);15min后再次造影,获取肾脏显微血流图,计算包膜下肾皮质微血管密度,分析其与血肌酐的相关性。结果:AKI组与对照组的肾脏形态学无明显差异(P>0.05);AKI组肾皮质的达峰时间及平均渡越时间均较对照组延长(均P<0.01),峰值强度和时间强度曲线下面积均较对照组降低(均P<0.01);AKI组肾皮质微血管密度低于对照组(18.09±6.20%vs 45.56±11.88%,P<0.01),AKI组肾皮质微血管密度与血肌酐呈负相关(r=-0.86,P<0.01)。结论:超声SRI能有效评估AKI患者肾脏微循环,为无创量化评估肾脏微循环提供了新方法。

关键词：超声超分辨率成像急性肾损伤微循环

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有机荧光染料用于大肠杆菌的超分辨率成像实验

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中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第7期 0098-0100页

作者：冯涛彭盼娣聂超凡王俊如郭雨新西北工业大学柔性电子研究院陕西西安710129

一个综合性的生物化学实验,即有机荧光染料用于大肠杆菌的超分辨率成像实验,已面向本科生开设。实验内容包括通过分光光度计测定大肠杆菌的生长曲线,以及通过将大肠杆菌与有机荧光染料尼罗红共孵育,在超分辨率显微镜下实现了大肠杆菌细... 详细信息

一个综合性的生物化学实验,即有机荧光染料用于大肠杆菌的超分辨率成像实验,已面向本科生开设。实验内容包括通过分光光度计测定大肠杆菌的生长曲线,以及通过将大肠杆菌与有机荧光染料尼罗红共孵育,在超分辨率显微镜下实现了大肠杆菌细胞壁的荧光标记。本实验适合于高年级化学和生命科学相关专业本科生,既结合了生物化学和分析化学相关实验及仪器的原理和操作,也有利于学生深入了解新型的细菌荧光标记技术,最终将对学生综合创新能力的培养和科技前沿知识的掌握具有重要的意义。

关键词：有机染料荧光标记大肠杆菌超分辨率成像生物化学综合实验

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基于亚波长结构超分辨率成像的PIM源定位研究

基于亚波长结构超分辨率成像的PIM源定位研究

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作者：李欣婕电子科技大学

学位级别：硕士

超高速率、超大容量、超低时延是当今5G移动通信时代特点,基站天线作为发射以及接收电磁波的设备在移动通信系统中发挥关键作用,该部分是通信系统具有优异性能的重要保障。但是多路大功率信号经过基站天线系统的非线性射频组件后,极易... 详细信息

超高速率、超大容量、超低时延是当今5G移动通信时代特点,基站天线作为发射以及接收电磁波的设备在移动通信系统中发挥关键作用,该部分是通信系统具有优异性能的重要保障。但是多路大功率信号经过基站天线系统的非线性射频组件后,极易产生不同频率的干扰信号,该信号通过天线以电磁波形式向外辐射,即辐射式无源互调(Radiated Passive Intermodulation,R-PIM)。R-PIM落入接收机工作频段导致频谱资源浪费、信道容量降低,是制约移动通信技术发展的重要因素。因此对基站天线中的R-PIM源进行精准定位是亟待解决的难题。电磁成像定位能够根据待测件中的电磁场对检测区域进行成像并同时对多个R-PIM源定位,极大提高定位效率。然而,受限于衍射极限,传统电磁成像定位无法对亚波长间距的多个R-PIM源进行有效区分以及精准定位。为此,本文从电荷粒子运动角度出发,提出了一种基于感应电荷的亚波长结构超分辨率成像定位方法,实现了基站天线中亚波长间距的多个R-PIM源超分辨率成像并精准定位。具体研究内容如下:首先,提出了基于感应电荷的亚波长结构超分辨率成像定位方法,解决了亚波长间距多个R-PIM源同时精准定位问题。根据正负电荷粒子之间相互作用对亚波长结构超分辨率成像定位的基本原理进行说明。在R-PIM源辐射的电场作用下,亚波长结构中的自由电子发生受迫运动,导致在结构端面积累感应电荷。感应电荷量随R-PIM源与亚波长结构单元端面之间的距离迅速衰减,最终在成像面上RPIM源所在位置处电场强度最强且源周围场强快速减弱,进而实现对R-PIM源的超分辨率成像及精准定位。然后,建立了基于亚波长结构超分辨率成像的R-PIM源定位模型。分析了RPIM源与亚波长结构端面距离、成像面与亚波长结构端面距离、亚波长结构自身参数对成像分辨率和定位精度的影响。结果表明,R-PIM源以及成像面两者与亚波长结构端面之间处于亚波长距离时可实现对R-PIM源的超分辨率成像,并在R-PIM源正对亚波长结构单元时可实现精准定位。亚波长结构周期过大会出现定位偏差问题,需根据实际定位精度需求确定结构参数。最后,搭建了基于亚波长结构的超分辨成像定位实验平台。通过实验结果验证了基于感应电荷的亚波长结构超分辨率成像定位原理的正确性及有效性,最终实现多个R-PIM源的超分辨率成像定位,分辨率可达到0.11λ,定位精度可达到1mm。

关键词：辐射式无源互调亚波长结构感应电荷超分辨率成像定位

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基于压缩感知的圆扫ISAR船只超分辨率成像技术研究

基于压缩感知的圆扫ISAR船只超分辨率成像技术研究

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作者：朱燕丽中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

机载海洋雷达可搭载于飞机、无人机、直升机等平台,具有全天时、全天候、大范围发现船只目标能力,现已成为海上船只目标监测的重要手段之一。根据模式设置的不同,机载海洋雷达可实现对船只目标的检测、跟踪、成像、分类和识别等功能。... 详细信息

机载海洋雷达可搭载于飞机、无人机、直升机等平台,具有全天时、全天候、大范围发现船只目标能力,现已成为海上船只目标监测的重要手段之一。根据模式设置的不同,机载海洋雷达可实现对船只目标的检测、跟踪、成像、分类和识别等功能。针对传统逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)模式只针对单目标进行成像的不足,本文提出了一种新型的圆扫ISAR模式,它通过天线的快速圆周扫描保证了系统具有较大的覆盖区域,可在天线扫描的过程中对覆盖区域内的多个目标依次成像。但由于雷达所面临的海面观测环境复杂,同时由于天线进行快速圆周扫描,会产生回波缺失或积累时间偏短的问题,造成系统的方位分辨率低。为此,针对机载海洋雷达工作于圆扫ISAR模式时方位分辨率低的不足,本文将压缩感知技术应用于圆扫ISAR的船只目标成像处理,研究适合于圆扫ISAR的超分辨率成像方法。主要研究内容包括三个部分: 第一部分研究基于压缩感知的圆扫ISAR船只目标超分辨率成像模型。首先,在建立了天线转速优化模型、几何模型的基础上构建了船只目标回波信号模型。然后,为使所模拟的回波接近真实情况,对噪声及海杂波进行了建模。接下来,构建了基于压缩感知的超分辨率成像模型。最后,开展了超分辨率成像实验,验证了所建立模型的正确性。为解决低信噪比条件下的圆扫ISAR船只目标超分辨率成像处理问题,第二部分提出了一种基于分裂布雷格曼迭代的快速ISAR超分辨率成像方法(Fast Split Bregman Iteration,FSBI)。首先,在正则化框架下,将低信噪比下方位分辨率的提高问题转化为一个正则化问题。接下来,利用托普利兹矩阵的低位移秩特征和Gohberg-Semencul表示提高收敛速度。通过处理仿真和实测数据,与LBI(Linearized Bregman Iteration,线性Bregman迭代)、OMP(Orthogonal Matching Pursuit,正交匹配追踪)等现有方法的处理结果进行了比较,所提出的方法取得了更佳的成像性能且运行时间相对较短。为进一步提高低信噪比条件下的超分辨率成像性能,第三部分提出了一种基于低秩与稀疏联合约束的ISAR超分辨率成像方法。该方法充分利用ISAR目标的稀疏性和低秩性,将二者结合后同时引入噪声项构造超分辨率成像优化模型中目标函数的正则化项。利用带自适应惩罚函数的线性化交替方向乘子法求解所构造的目标函数,较好地实现了低信噪比情况下的ISAR超分辨率成像。通过处理仿真和实测数据,与OMP、FSBI方法的结果进行了对比,在相同的低信噪比条件下,综合比较图像熵值、峰值信噪比等指标,所提出的基于低秩稀疏联合约束的方法取得了更优的超分辨率成像质量。综合而言,论文的贡献主要体现在:(1)提出一种新型的圆扫ISAR工作模式,可在短时间内对覆盖区内的多个目标依次成像。(2)提出了两种低信噪比条件下的圆扫ISAR船只目标超分辨率成像方法,二者分别具有成像效率较高、成像指标较佳的优点。

关键词：压缩感知圆扫ISAR 船只目标超分辨率成像快速分裂布雷格曼迭代方法低秩与稀疏联合约束方法

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