基于光学相干断层血管造影的眼动跟踪系统设计

光学相干断层血管造影技术是一种基于运动对比的血管造影方法,尽管采集速度有所提高,但是眼球运动仍然是造成伪影的主要原因。文章描述了一个基于硬件的主动眼底跟踪扫描激光检眼镜系统集成到OCTA系统的方法,在OCTA采集过程中SLO系统也同步启动,同时成像并对SLO图像引用GPU并行处理Frangi滤波和四象限角点匹配的偏移计算方法来进行实时的眼动矫正,可达到消除眼动伪影,视网膜眼底血流结构高精度成像的效果。

基于卷积神经网络的超声影像肝癌自动分类

目的针对从原发性肝癌中检测肝细胞癌(HCC)的灵敏度不高和诊断结果高度依赖放射科医生的专业性和临床经验,本文利用深度卷积神经网络(CNN)的方法自动学习B超和超声造影(CEUS)图像中的特征信息,并实现对肝癌的分类。方法建立并验证基于CNN的多个二维(2D)和三维(3D)分类模型,分别对116例患者(其中100例HCC和16例非HCC)的B超和CEUS影像进行定量分析,并对比分析各个模型的分类性能。结果实验结果表明,3D-CNN模型的各方面性能指标都优于2D-CNN模型,验证了3D-CNN模型能同时提取肿瘤区域的2D影像特征及血流时间动态变化特征,比2D-CNN模型更适用于HCC与非HCC分类。其中3D-CNN模型的AUC、准确率和敏感度值最高,分别达到了85%、85%和80%。此外,由于HCC和非HCC样本不均衡,通过扩充非HCC样本的数量可以提升网络的分类性能。结论本文提出的3D-CNN模型能够实现快速、准确的肝癌分类,有望应用于辅助临床医师诊断与治疗肝癌。

基于光学反射层析成像技术的全场前房角测量

目的闭角型青光眼(ACG)是主要的致盲性眼病之一,研究前房角对闭角型青光眼的诊断具有重要价值。目前,前房角的检查方法包括裂隙灯前房角镜检查、水前房角镜检查、超声生物显微镜(UBM)和眼前节光学相干层析成像(AS-OCT)等。裂隙灯前房角镜检查和水前房角镜检查便于观察前房角结构,但存在侵入性操作和眼部感染的风险;UBM能精确测量前房角的细微结构,但操作复杂且不适用于经历过外伤或接受过眼科手术的患者;而AS-OCT虽能提供详细的前房角图像,但设备成本较高。本研究旨在探索一种能够低成本实现全场前房角测量的非侵入、无损伤的光学反射层析成像技术(ORT),实现对猪眼三维结构成像和前房角的全场测量。方法搭建了由CMOS相机、远心系统、电机和白光光源组成的光学反射层析成像系统,其空间分辨率为~8.5μm。采集0~2π范围内的反射投影信息,经滤波反射层析算法处理得到三维结构图像,并测量出全场前房角度数。结果本研究使用ORT技术成功采集了猪眼的反射投影数据,重建出其三维结构图像,并测量了前房角度数。重建的三维图像清晰展示了巩膜和虹膜等重要结构,并与实物图的结构一一对应。将ORT与光学相干层析成像系统对猪眼前房角度数的测量结果进行对比,显示两种方法的平均差值为0.51°,均方误差MSE为0.317。结论ORT是一种非侵入、无损伤、成本低和成像分辨率高的技术,能够实现猪眼的三维结构成像和全场前房角测量。该技术为闭角型青光眼的诊断提供了新的视角,对眼科疾病的筛查、诊断和监测具有重要的临床价值。

基于SKA-Unet的眼底图像视网膜血管自动分割

针对视网膜血管结构复杂,对比度较低及边界模糊等问题,构建了一种改进的Unet模型来自动分割视网膜血管。该算法在Unet基础上引入了选择性内核和注意力机制,通过增加多重感受野得到目标多维度的特征信息,并将注意力集中在最有效的特征中,从而提升网络分割血管的性能。利用网上公开的DRIVE和STARE两个常用眼底图像数据集训练和评估该模型,得到骰子系数、精确度、特异性、灵敏度和准确率分别为86.49%、88.65%、98.82%、84.5%和97.46%。实验结果表明,该算法能有效地分割视网膜血管,获得血管的形态和结构信息,对于诊断和治疗眼底相关疾病具有重要意义。

基于Labview平台的重力加速度测量系统

应用光电探测装置和数据采集卡,提出通过基于虚拟仪器labVIEW平台进行数据处理来实现重力加速度的测量。文中的系统弥补了实验中人工动手测量以及用机械表测量带来的误差等不足的地方,减少了人的主观因素引起的误差。同时该实验与计算机技术的良好结合,为大学物理实验发展提供了新的参考方向。

基于LabVIEW机器视觉的微小位移动态测量

本文采用LabVIEW机器视觉平台开发设计基于USB摄像头的微小位移测量系统。使用LabVIEW软件平台编程控制USB摄像头,采集显微镜中放大物体前后移动的图像,通过计算物体图像移动像素点数来测量物体移动的微小位移。本测量系统摄像帧速为30帧/秒,可以实现微小位移的动态测量。

基于LabVIEW和USB摄像头的莫尔条纹测量微小位移

通过LabVIEW软件平台编程实现了计算机采集莫尔条纹的图像移动来测量物体的微小位移。通过编程控制USB摄像头可采集到莫尔条纹的图像。当物体发生微小位移时,通过计算莫尔条纹移动像素点的个数,计算出物体移动的距离。本实验在测量过程中的图像采集和图像处理都是由LabVIEW软件编程来实现实时的动态自动测量。

基于LabVIEW的热敏电阻自动测试系统

基于Lab VIEW的热敏电阻自动测试系统是由热敏电阻和555定时器构成的多谐振荡电路,其关键是将热敏电阻阻值变化转换为频率变化,结合Lab VIEW采集电路实现电阻对频率的测量,使其自动完成电阻值测量。该系统在仿真、软件控制、跨平台操作等方面有广泛的应用。

四能级Λ-型原子系统中自发诱导相干对无反转激光的效应

讨论了四能级Λ-型原子系统自发诱导相干(SGC)对原子系统产生无反转激光的影响。原子系统在与一个弱探测光场及强泵浦光场共振相互作用情况下,不论是否双光子共振,原子系统都有无反转激光(LWI)产生。在双光子共振条件下,SGC效应可强化LWI的产生;在非双光子共振时,改变SGC参量和上能级之间能级差可有效控制LWI的产生及其产生的强度。文中给出了产生LWI的相应条件。

阶梯型三能级原子中自发诱导相干对无反转激光的效应

主要对阶梯型三能级原子系统中无反转激光的产生作系统的理论分析。从光场与原子介质相互作用哈密顿量的表达式出发,得到存在自发诱导相干的阶梯型三能级原子系统在与探测、驱动光场近共振的相互作用,及与非相干泵浦场作用下的密度矩阵方程。由无反转激光产生的条件,判断自发辐射诱导相干以及非相干泵浦对其产生的影响。在稳态条件下,通过数值模拟对所得的图形进行理论的分析和讨论得出SGC会削弱LWI产生,而非相干泵浦能增强LWI效应的结论。

V-型原子系统中慢光孤子研究

研究有自发辐射诱导相干效应的寿命拓宽的V-型原子与一个弱探测光场共振相互作用的情况。研究表明在激光与原子介质高度共振情况下,选择合适的参量,该系统中有暗孤子产生。同时孤子的群速度是慢光速。

三能级Λ-型原子系统探测、泵浦光场频率调制效应研究

从量子角度出发,应用B esse l函数将频率调制项展开,研究探测光和泵浦光频率调制对三能级系统的影响。适当地调节调制频率以及调制系数,可得到粒子数捕获随时间周期性变化的结论,并得到系统稳态的极化率解析式。

基于LabVIEW平台的重力加速度测量系统

应用光电探测装置和数据采集卡,提出通过LabVIEW平台进行数据处理来实现重力加速度测量的系统。文中所采用的系统弥补了实验中人工动手测量周期,以及用机械表测量带来的误差等不足的地方,藏少了人的主观因素引起的误差。同时该实验实现了与计算机技术的良好结合,为物理实验发展提供了新的参考方向。

基于激光散斑的多普勒效应实验装置设计

本系统基于散斑干涉技术,通过LabVIEW和Matlab混合编程,设计了处理数字散斑的系统。通过Matlab实现图像处理程序调用,在LabVIEW下进行散斑图像采集和图像处理参数的设定,完成散斑图的处理。本系统设计理念新颖,采用了基于CCD的非接触测量,能够实现实时测量。该系统的原理可以应用于生物医学光学成像、微小粒子测量等领域。

倒Y-型原子系统中增益辅助的慢光研究

通过外加驱动场并使其与四能级原子系统能级共振,能够改变四能级原子系统中的色散和吸收特性。研究表明,选择适当的参数,探测光场可被放大,即有增益产生。同时,探测光场增益-吸收系数表现为增益。这种现象正好和探测光场的慢光现象对应起来,即增益辅助的慢光。这样,在该种原子系统中,可以达到对探测光场有效观测的目的。而这种慢光传输的现象在高保真光纤延迟线和现代光学信息处理方面有潜在的应用价值。

减少光子奇(偶)对相干态的非经典特性

构造了减少光子奇对相干态与减少光子偶对相干态,并用数值模拟方法研究了它们的非经典特性。结果表明,从奇对相干态与偶对相干态的第一个场模取走光子,可以显著地增强第二个场模的光子统计亚泊松分布特性;从奇对相干态的第一个场模取走光子后,在双模光子消灭算符本征值的模较小时可以增强第一个场模的光子反聚束性质。从偶对相干态的第一个场模取走光子,在双模光子消灭算符本征值的模较小时第二个场模的光子反聚束效应得到明显增强。

基于LabVIEW的光敏电阻自动测试系统

基于LabVIEW的光敏电阻自动测试系统是由555定时器和光敏电阻构成的多谐振荡电路,把对光敏电阻阻值的测量归结为频率的测量,结合LabVIEW采集电路实现电阻对频率的测量,并自动完成测量值转换成电阻值以及显示而制作的一套完整的自动测试系统。系统通过外置LED灯作为光源,控制其电压的变化使输出光强发生改变,从而使电路中光敏电阻阻值发生变化,继而引起输出信号频率发生改变,通过LabVIEW采集卡采集,自动测试、记录并处理分析得出某个频率下对应的光敏电阻阻值,并对这些器件的性能进行研究并以曲线显示出来。

光信息科学与技术专业应用型人才培养探索与实践——以佛山科学技术学院为例

本文在深入分析"订单式"人才培养模式、"工学结合、校企产学合作"人才培养模式、"创新创业型"人才培养模式特点及具体运行方式的基础上,提出了强化课堂实践教学,构建开放式四层次实验教学体系;完善专业人才培养计划,提高实践学分比重等实践教学改革措施,以加强应用型人才的培养。

基于LabVIEW的远程水质检测

本文设计了一个基于LabVIEW的实现远程水质硬度状况检测的实时在线酸度计系统。该系统利用酸度电极、前置放大器、数据采集卡,将由电极传来的电信号采集进入计算机。在计算机里对信号进行滤波等处理后将电信号按能史特公式换算成为酸度值,并通过LabVIEW中的Datasocket技术实现远程网络传输。

基于LabVIEW控制的泰克TDS-200示波器信号采集

本文设计了以PC机和PCI-6221数据采集卡为主要硬件,以LabVIEW为软件开发平台设计虚拟仪器系统。该系统能够实现对采集数字信号的时域分析和频域分析,并能够对采集信号进行各种滤波处理。