光系统Ⅱ荧光特性快速扫描成象光谱技术研究

本文以菠菜 (Spinica oleracea L.)叶绿体中的 PS 颗粒复合物、CP47、CP43和 LHC 为材料 ,对其结构和功能关系进行了分析 ,用扫描成象光谱技术对这四种样品的光谱特性进行了研究 ,并通过对其荧光发射光谱图象的处理 ,得到它们的荧光发射光谱曲线 .分析结果表明 ,PS 颗粒复合物的荧光发射光谱中心波长在 680 .1 nm,波段的范围较宽 ;CP43荧光光谱的中心波长位于 680 nm,并在近红外区观察到振动小峰 ;CP47荧光光谱的中心波长在 691 .3nm处 ;CP47和 CP43在短波长区 640 nm和长波长区 72 0 nm附近分别出现肩峰 ,推测可能是样品中游离的叶绿素 a和叶绿素 b分子引起 ;LCH 荧光发射光谱的峰值位于 678nm,光谱范围为576nm～ 780 nm.

梯度自旋回波容积扫描与快速自旋回波容积扫描两种磁共振胰胆管成像技术的对比

目的 对比梯度、快速自旋回波容积扫描两种磁共振胰胆管成像技术的效果。方法 选取2017年8月至2019年4月在本院接受治疗的102例胰胆管疾病患者,行梯度自旋回波容积扫描为A组,行快速自旋回波容积扫描为B组。所有患者均接受两种磁共振胰胆管成像技术检查,分析两组成像、诊断效果。结果 两组图像质量、CNR相近,对胆管癌、胆总管囊肿、胰头癌和肝段胆管结石的诊断正确率相近,P>0.05。两组伪影均少见,但A组少于B组,P<0.05;A组对胆囊管、胆囊、胆总管结石诊断明显好于B组,A组准确率高于B组,P<0.05。结论 梯度、快速自旋回波容积扫描的成像效果均较好,在呼吸运动好的情况下,快速自旋回波容积扫描可取得更好图像,梯度自旋回波容积扫描可减少呼吸运动伪影,且对胆囊、胆总管结石的诊断准确率更高,需合理选择。

线扫描式拉曼高光谱成像技术无损检测奶粉三聚氰胺

为了实现颗粒状样本的大面积无损快速检测,该研究结合拉曼光谱和高光谱技术搭建了一套线扫描式拉曼高光谱检测系统,对奶粉和三聚氰胺颗粒混合样本进行了检测研究。研究通过高斯窗平滑法和air PLS基线校正方法分别消除了拉曼光谱中的噪声信号和荧光背景,选取三聚氰胺主要特征峰(671.71 cm-1)处的单波段图像作为是否含有三聚氰胺颗粒的判断依据。研究首先对三聚氰胺产生的拉曼信号在奶粉颗粒中的穿透深度进行了检测,随后完成了10种不同浓度的三聚氰胺奶粉混合样本的拉曼高光谱采集,对特征单波段图像中各像素点的拉曼强度平均值进行一元线性分析,并对单波段图像进行二值化处理。结果显示,在三聚氰胺特征单波段图像中,感兴趣区域内所有像素点的拉曼强度平均值与三聚氰胺浓度之间线性度较高,其决定系数R2达到了0.995 4。在二值图像中,三聚氰胺颗粒的位置信息能够直观的展现。研究结果表明,拉曼高光谱成像技术具有快速、无损和大面积检测的特点,在实际应用中具有巨大潜力。

针对船舶排放污染物分布监测的地基快速IDOAS技术研究

针对我国船舶排放污染物防治的迫切需求,2021年中国出台了《船舶大气污染物排放监测通用要求》,对船舶大气污染物排放的监测精度提出了更高的要求。现阶段,我国内河中的多数船只都以低端柴油发动机作为主要动力来源,并在未来的很长一段时间内,柴油机都将继续作为船舶的主要动力装置使用。船舶使用的油品通常杂质多、品质差,加上柴油发动机大多较为老旧,老化的柴油发动机工作时会排放大量硫氧化合物、氮氧化合物等大气污染物,对大气环境造成严重危害,因此对于船舶大气污染物排放的监测研究尤为重要。基于成像差分吸收光谱技术研制了一套地基快速成像差分吸收光谱系统,能够实现对污染物空间分布的“拍照”式探测。系统时间分辨率可达秒级,系统视场角为6°×6°。选择无云条件下的正午天顶太阳散射光光谱作为参考光谱并使用QDOAS软件对获得的数据进行反演。根据系统中摄像头采集到的观测区域图像信息,将污染气体浓度信息与空间信息进行匹配,能够获得船舶大气污染物的空间二维分布情况。为验证系统的可靠性,2022年9月,在铜陵以发电厂烟羽中的SO_(2)为目标进行了比对验证实验,并与推扫地基成像差分吸收光谱仪器的结果进行了相关性分析,SO_(2)斜柱浓度的相关性为0.935。2022年12月,采用地基快速成像差分吸收光谱系统对长江船舶污染物排放进行了观测,获取了时间分辨率为5 s的SO_(2)连续空间二维分布信息,通过与摄像头获取的图像信息匹配,能够将高浓度排放追溯到具体船只。该研究为船舶等快速移动污染源的监测提供了有效的实时监测手段,为船舶排放的治理提供了可靠的数据支撑。

基于高光谱成像技术快速检测鸡蛋中二十二碳六烯酸与虾青素含量

目的利用高光谱成像技术结合机器学习,建立一种快速检测鸡蛋中二十二碳六烯酸(docosa hexaenoic acid,DHA)与虾青素(astaxanthin, AST)含量的技术。方法利用高光谱成像仪采集全蛋、去壳鸡蛋和蛋黄在400~1100nm波长下的光谱数据,并使用高效液相色谱及气相色谱测定鸡蛋的DHA与AST含量。将样本集划分为训练集和预测集,分别采用Savitzky-Golay求导法、傅里叶变换法及小波变换法对原始光谱进行降噪处理。通过遗传算法对原始光谱及降噪后的光谱提取特征波长,分别建立基于全蛋、去壳鸡蛋和蛋黄特征波长的鸡蛋中DHA、虾青素的偏最小二乘法、支持向量机、误差反向传播(backpropagation,BP)人工神经网络预测模型。结果在预测鸡蛋中DHA含量模型中,基于蛋黄特征光谱的模型预测能力最强。其中,一阶导数的差分步长为5的偏最小二乘法模型预测效果最好,其训练集、预测集的决定系数分别为0.999与0.985。在预测鸡蛋中虾青素含量的模型中,基于蛋黄特征光谱的预测能力最强。其中,二阶导数的差分步长为8的支持向量机模型预测效果最好,其中训练集、预测集的决定系数分别为0.942与0.960。结论利用高光谱成像技术,可以实现蛋黄中DHA和AST的快速检测。

高光谱成像技术快速鉴定弯曲杆菌

最近，美国农业部农业研究署农业工程师Yoon Seung—Chul带领的科研团从发明了一种成像技术，此技术可在24h内检测出固体培养基上的弯曲杆菌菌落。这种高光谱成像技术将数码成像与光谱结合起来，对每个像素提供数百个单个波长测量。

用快速光谱成像技术测定葡萄的成熟度

在很长的葡萄酒酿酒史上,确定什么时侯收摘葡萄,有的是靠估计,有的则是凭经验.判断葡萄成熟度的一种普通方法是选择一些葡萄抽样,并用一个糖折射计测试它们的糖浓度.由于色素对酒的质量有很大的影响,通过目测来评估葡萄皮的颜色也很重要.但这种方法容易产生人为的误差.

基于FPGA的高分辨超声快速扫描成像系统研制

针对超声C扫描成像系统步进式扫描方式速度慢的缺点,研制了一套基于FPGA技术的超声快速扫描成像系统,实现超声换能器在扫描平台连续运动过程中回波信号的快速采集与传输。系统将高精度点聚焦超声显微测试平台和FPGA硬件化信号采集和处理技术相结合,采用FPGA技术进行数位信号的高速采集和处理,利用幅值法和时间法进行回波信号特征值提取,实现了超声快速扫描成像。利用该系统分别对特制试件幅值法和时间法的成像分辨率进行分析;并对硬币和电子封装芯片进行扫描成像测试。结果表明,系统扫描速度快,检测结果直观,成像分辨率高,横纵向分辨力可达50μm,不仅可实现快速清晰成像,而且可进行微小结构的检测,为材料内部缺陷快速检测成像奠定了基础。

运用光谱成像技术区分同色棉纤维

目的研究同色棉纤维的检验方法。方法运用成像光谱法对红、蓝、黑3个颜色组的棉纤维进行区分。结果红色棉纤维的鉴别率为62.2%,蓝色棉纤维的鉴别率为77.8%,黑色棉纤维的鉴别率为69.6%。结论实验结果表明,光谱成像技术可以区分大部分同色棉纤维。拓宽了纤维检验的方法,解决了同色棉纤维的区分问题,该方法能够用于对微量同色棉纤维的快速鉴别。

MRI快速扫描技术在妊娠晚期植入性前置胎盘诊断中的应用

目的探讨MRI快速扫描技术在诊断妊娠晚期植入性前置胎盘中的应用价值。方法对87例可疑植入性前置胎盘的妊娠晚期孕妇进行MRI检查,采用3个快速扫描序列及3种方位成像。观察最佳成像方位、序列,并评价图像质量;以手术、病理检查结果为诊断"金标准",评价MRI快速扫描技术诊断孕晚期植入性前置胎盘的效能。结果 MRI图像质量优良80例(92.0%),一般5例(5.7%),差2例(2.3%)。根据手术、病理检查结果,术前MRI诊断植入性前置胎盘的准确性、敏感度和特异度分别为70.1%(61/87)、63.2%(36/57)和83.3%(25/30)。半傅里叶采集单次激发快速自旋回波序列对植入性胎盘及周围结构关系显示最佳,为82.8%(72/87),半傅里叶采集单次激发快速自旋回波脂肪抑制序列对胎盘信号变化显示较好,为73.6%(64/87),容积内插值法屏气检查序列对胎盘及宫颈内出血最敏感,为80.5%(70/87)。结论 MRI快速扫描技术能提供胎盘状态的丰富信息,诊断妊娠晚期植入性前置胎盘的敏感度及特异度较高,检查中应注意采用合理的扫描方位及序列组合,以获取最佳的显示效果。

MRI快速成像技术在前置胎盘诊断中的应用价值

目的探讨MRI快速成像技术在前置胎盘诊断中的应用价值。方法采用单激发快速自旋回波(SSFSE)序列和快速稳态进动采集(FIESTA)序列,对25例前置胎盘孕妇行MRI扫描,观察和分析前置胎盘的MRI表现。结果 25例前置胎盘中,边缘型前置胎盘1例,部分型前置胎盘6例,完全型前置胎盘18例;前置胎盘合并胎盘植入9例,其中胎盘粘连3例,胎盘植入5例,胎盘穿透1例。MRI可直观地显示前置胎盘与子宫颈内口之间的关系,合并有胎盘植入的病例,可见子宫肌层的低信号线影局部中断,相对高信号的胎盘组织由此侵入到肌层。结论 MRI快速成像技术在前置胎盘及胎盘植入的诊断中有较高的临床应用价值。

几种快速T_2W1扫描技术在腹部的应用

目的评价三种不同快速T_2WI技术图像质量及对腹腔解剖的显示情况及对疾病诊断的准确性。方法复习经手术或临床证实的93例腹腔内病变患者在TSE T_2WI、True FISP T_2WI、HASTE T_2WI上表现,比较不同成像技术图像质量(包括病灶与正常组织的对比信噪比、解剖结构显示)及病变检出率。结果TSE序列有较多伪影,病变检出率略低,但三者间没有显著性差异(P>0.05),True FISP及HASTE序列对含水病灶高度敏感,但对小的实质性病变的分辨率低于TSE,True FISP解剖结构显示良好,各脏器边界、腹腔内间隙及血管显示清楚,图像没有明显的呼吸运动伪影,但腹腔两侧、靠近肠道及隔肌下肝脏区域常可见圆形低信号或混杂信号伪影,HASTE图像呈毛玻璃状,无伪影,图像对比度及分辨率稍低。结论True FISP对于解剖结构显示、病变定位及观察病变对邻近组织的侵犯较为优越,TSE具有较高的分辨率,但常有明显的伪影影响病变检出率,根据患者不同情况应用TSE或HASTE可获得较高的定性及定位诊断率。

成像空间分辨率均衡化与目标快速检测技术

分析了红外玫瑰线扫描亚成像制导的成像空间分布函数 ,提出一种基于神经网络模型的成像空间分辨率均衡化目标快速检测技术 .该技术针对亚图像成像空间分辨率的非线性特性 ,有效利用每个像素所携带的信息 ,实现亚图像目标的均衡识别 ,从而提高系统的全域检测概率 .实验结果表明该技术方案是可行的 。

基于高光谱技术的金银花硫含量快速检测模型建立（英文）

为实现金银花硫含量的快速无损检测,利用高光谱成像技术结合化学计量学方法,建立不同浓度硫磺熏蒸金银花快速检测模型。采用硫磺使用量为鲜质量的0%、0.5%、1%、1.5%四种硫熏梯度的金银花干燥样品,首先利用高光谱成像技术采集各组金银花光谱图像数据,并采用S_G(Savitzky-Golay)卷积平滑、多元散射校正(multiple scatter correct,MSC)和标准正态变量变换(standard normal variate transformation,SNV)3种方法对原始光谱进行预处理,得到S_G卷积平滑为最佳预处理方法。随后,对经S_G预处理后的光谱信息分别进行Fisher判别分析(Fisher discriminate analysis,FDA)与核Fisher建模分析(kernel Fisher discriminate analysis,KFDA),得到KFDA具有更好的判别正确率(98.2%)。最后,全光谱数据具有量大、冗余信息的问题,采用了相关系数法(regression coefficients,RC)、Wilks和RC-Wilks三种方法对预处理后的数据进行特征提取,最终建立了RC-KFDA、WilksKFDA、RC-Wilks-KFDA三种判别模型。结果表明,经S_G卷积平滑预处理后的光谱信息,3种方法的判别正确率均为100%,使用RC-Wilks相结合提取特征波长的方法建立KFDA模型能够实现较短的计算时间(0.69 s)和较好的类间分布。因此,所建立的S_G-RC-Wilks-KFDA模型可以实现金银花不同硫含量的快速、有效、无损检测。

基于NIR高光谱成像技术的番茄叶片叶绿素含量检测

利用近红外高光谱成像技术对番茄叶片叶绿素含量的无损检测进行初步探讨。通过高光谱成像系统(900~1700 nm)采集了192个番茄叶片图像,基于偏最小二乘回归模型(PLSR)对光谱进行样本集划分,对原始光谱与Kubelka-Munk函数曲线及多种光谱预处理的偏最小二乘回归模型进行对比分析,优选出多元散射校正(MSC)为预处理方法。采用5种方法提取特征波长,并根据特征波长建立偏最小二乘回归、多元线性回归(MLR)、主成分回归(PCR)3种模型的叶片叶绿素含量预测模型。结果表明,建立无信息变量消除法(UVE)挑选特征波长的偏最小二乘回归模型最优,其预测集的相关系数(R)为0.8495,均方根误差(RMSEP)为4.3375。因此,利用近红外高光谱成像技术提取特征波长进行叶绿素含量检测是可行的,同时也为今后番茄品质在线检测提供了理论依据。

超维景:国产首款在体双光子显微成像系统

双光子显微成像技术作为生物学领域非常重要的成像技术之一,不仅能够提供形态学信息,还能提供光谱信息,这对于临床辅助诊断、医美早中期疗效评价、护肤品功效检测评估等,具有重大的潜在应用价值。超维景研发的在体双光子显微成像系统是对体表皮肤上皮细胞及组织进行高分辨率的三维层切扫描成像的一种创新型医疗成像仪器。

用于离轴积分腔输出光谱的非对称拟合算法设计

目的:研究离轴积分腔光谱技术(OA-ICOS)在实际应用中快速的激光扫描造成吸收谱线非对称,而传统的线型拟合函数无法满足,导致拟合误差大,测量精度低的问题。方法:介绍了一种基于OA-ICOS的非对称拟合算法用于拟合非对称吸收谱线,提升测量精度。该算法从OA-ICOS的原理出发分析导致谱线非对称的原因,并结合Voigt线型函数引入非对称特征,获得含非对称因子的谱线拟合函数。结果:在实验中,分别设置激光扫描频率为50 Hz、150 Hz、300 Hz时,利用Voigt拟合算法得到的吸收峰中心位置偏移量分别为4×10^(-3) cm^(-1)、4.8×10^(-3) cm^(-1)、6.2×10^(-3) cm^(-1),使用非对称拟合算法得到的吸收峰位置偏移仅分别为2.4×10^(-3) cm^(-1)、2.4×10^(-3) cm^(-1)、1.5×10^(-3) cm^(-1)左右。结论:在快速激光扫描频率下,该算法能够更准确地拟合非对称吸收光谱信号,从而提高了拟合精度。

遥感、光谱和成像的快速测量

牛津大学的研究人员开发出一种克服了传统光学仪器的速度限制的测量技术，可在光学传感、光谱和成像方面实施快速连续单发测量。这项发明将光脉冲的频谱映射到强度模拟频谱的时域波形上，从而允许单像素光电探测器以大大超过使用传统空间域光谱仪所产生的扫描速度捕获光谱。

多光谱探测与激光多光谱探测技术的进展

主要介绍了多光谱探测及激光多光谱探测技术的发展及现状,并着重探讨了激光多光谱扫描成像系统的关键技术与发展趋势。鉴于激光多光谱主动探测技术的优势,这项技术将在制导、目标识别、地形匹配及其它激光主动探测领域具有广泛的应用前景。

光学快速分析技术在食品掺假检测中的应用

光学快速分析技术作为一种快速无损的检测技术已在食品行业中得到应用。文章综述近红外光谱、拉曼光谱、高光谱成像等光学快速分析技术在食品掺假检测中的应用,包括乳制品掺假、食用油掺假、肉制品掺假和其他食品掺假等方面,同时提出现阶段光学快速分析技术所存在的问题,并简要展望该技术在食品掺假检测领域的前景。