计算机控制时间分辨发光成像系统的研究

在激光光致发光检验工作中，时间分辨发光成像技术是解决强烈背景荧光对痕迹物证发光干扰问题的行之有效的方法。本文详细地讨论了计算机控制时间分钟发光成像系统的原理和操作方法，实验表明，该系统对经稀土混合物处理的指纹的提取，效果明显。

纳秒级时间选通成像系统动态空间分辨率

成像系统动态空间分辨率的下降与静态相比主要发生在光阴极与微通道板输入面之间。本文采用时空传递函数理论,分析了动态下空间分辨率的下降因子,计算得到的结果与实验结果相比基本一致,提出了进一步提高系统性能的方法。

时间分辨型ICCD成像系统研制

ICCD成像系统是将像增强器耦合到CCD上,以获得更高的信号增益、更高的信噪比和更大的动态范围。通过电子快门控制像增强器开启时间实现时间分辨。介绍了时间分辨型ICCD成像系统的组成和研制,给出了系统的性能参数。系统在放大倍数为1的情况下,物面空间分辨率优于5 lp/mm,相机的动态范围为38.7倍,同步精度<2 ns,时间分辨为5 ns。

发光寿命响应型探针在时间分辨生物检测与成像中的应用研究

近年来,发光寿命响应型探针在生物检测与成像领域的应用取得了显著进展。文中系统介绍了不同寿命响应型探针的设计及应用,包括有机染料、金属配合物、纳米粒子等。其中,长寿命探针可通过时间门控发光成像技术区别生物组织短寿命荧光信号,降低背景荧光干扰,提高检测信噪比。而不同衰减速率的发光信号则可以通过发光寿命成像技术在时域上区分,分析每一个像素的衰减信息,提高成像对比度和灵敏度。

高时间分辨sCMOS成像系统

为使科学级CMOS图像传感器适用于高速瞬态过程成像,研制了基于像增强器的高时间分辨科学级成像系统。首先,对不同模式下科学级CMOS图像传感器曝光时间与像增强器选通时间的关系进行了分析,得到全局快门模式和全局复位卷帘快门模式下曝光时间与选通时间的相对关系;其次,根据曝光时间和选通时间的相对关系设计了相应的时序控制方法,给出了像增强器选通信号的生成方法;再次,设计了基于像增强器的高时间分辨科学级成像系统总体框架,将成像系统分为相机端、传输端和PC端3个部分,分别用于图像采集、数据传输和图像处理与显示;最后,基于硬件实现了该成像系统,并在脉冲氙灯下进行了成像实验。实验结果表明,该成像系统的时间分辨率为25 ns,像素量化位数为16 bit,帧频率为43 fps(1 fps为1帧/s)。该成像系统在保持科学级图像传感器特性的基础上具备了高时间分辨率,可用于高速瞬态过程成像。

高分辨率血流成像联合时间-空间关联成像评估胎儿静脉系统异常研究进展

胎儿静脉系统变异种类较多,且易伴发复杂心血管畸形;产前超声针对胎儿静脉系统进行检查具有重要意义。高分辨率血流成像(HD-Flow)联合时间-空间关联成像(STIC)不仅能显示胎儿静脉系统微细血流,还可实时显示其空间走行和血流方向。本文就HD-Flow联合STIC评估胎儿静脉系统异常的研究进展进行综述。

时间-空间关联成像联合高分辨力血流显像对胎儿动静脉循环整体显示的可行性

目的探讨时间-空间关联成像(STIC)技术联合高分辨率血流显像(HDF)技术整体显示胎儿动静脉循环的可行性。方法联合应用STIC及HDF对20胎正常胎儿的动静脉循环系统进行扫查,并行任意角度旋转。结果在18胎得到满意结果,2胎因为孕妇及胎儿原因获取图像失败。对胎儿主动脉弓、降主动脉、腹腔干、肠系膜上动脉、脐静脉的显示率均为90.00%(18/20),髂动脉和脐动脉显示率为80.00%(16/20),静脉导管显示率为75.00%(15/20),下腔静脉显示率为50.00%(10/20)。2名医师的图像采集时间及后处理时间具有较好的一致性。结论 STIC联合HDF技术能够整体显示胎儿心脏及大血管的血流形态及各血管空间位置关系,对观察及理解正常胎儿血液循环有较大帮助,对今后进一步研究胎儿大血管先天变异、畸形等意义重大。

条纹变像管压缩超快成像系统研制

设计了基于压缩感知和条纹相机的压缩超快成像系统,并对其进行模拟仿真和实验研究,原始三维图像经数字微镜设备进行编码调制,然后传输至狭缝全开条纹变像管,经偏转电场作用后,多幅不同时间图像叠加,并在CCD上输出最后积分图像。采用即插即用总变分还原算法将CCD积分图像重构出多幅不同时间的原始图像。对压缩超快成像系统采样和重建过程进行模拟仿真,还原了超快场景信号,峰值信噪比优于45 dB,图像相似性系数优于99%。研制了压缩超快成像系统,对皮秒脉冲激光的时空强度演化过程进行了诊断,脉冲光斑演化的时间长度约为30 ps,重建出12帧不同时间激光光斑图像,重建精度为96.06%。

高分辨压电光电子学应力成像芯片系统研制成功

美国佐治亚理工学院和中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士领导的研究小组最近利用垂直生长的纳米压电材料阵列研制出大规模发光二极管阵列，并日．利用压电光电子学效应首次实现利用外界应力／应变改变纳米压电发光二极管发光强度的过程；首次研制出主动自适应式的、高分辨率的、以光电信号为媒介、并行处理的压力传感成像芯片系统。

地球静止轨道膜基衍射光学成像系统的发展与应用

地球静止轨道高分辨率光学成像可以同时获取具有高时间和高空间分辨率的图像，可以长期驻留固定区域上空，根据需要快速调整成像监视区域，进行灵活的任务编排，对灾害环境和热点地区进行持续监测，在较窄的时间窗口内对时效要求高的目标进行监视和观测，可以满足环境、资源、气象、减灾、应急以及军事等多项业务系统的需求，是航天光学遥感的重要发展方向。

利用CMOS快速数字成像系统拍摄高速运动的物体

研制的CMOS快速成像系统,是基于CMOS图像传感器阵列的成像系统,其传感器阵列具有较高的空间分辨率和时间分辨率,因此可获取高速运动物体的瞬间物理状态。实验结果表明,采用4×4阵列的CMOS成像系统可拍摄到0.5μs的图像。

基于面阵探测系统的扫描成像信息获取方式研究

为了实现对目标进行高信噪比、高时间分辨率的探测,近年来数字时间延迟积分技术(TDI)逐步应用于面阵探测系统。结合自行研制的CMOS探测器,搭建测试平台,对面阵探测系统的扫描成像方式进行深入研究。重点针对数字时间延迟积分技术(TDI)对面阵探测系统信噪比提高的分析,结合试验研究系统信噪比提高倍数与数字TDI级数M的关系,并对探测系统时间分辨率与数字TDI级数M的关系进行讨论。引入数字TDI及多帧叠加两种图像信息获取方式的对比,分别对特定目标获取图像的噪声特性及非均匀性对比分析。

环形阵列超声断层扫描高分辨率成像方法

介绍了针对环形阵列超声断层扫描的高分辨率全波形反演成像方法,不同于传统的延时叠加和渡越时间断层扫描,该方法充分考虑声传播的透射、反射、散射等特点,通过数据匹配的方法重构目标体声学参数图像。开发了环形超声换能器阵列构建超声断层扫描成像系统,并设计了适合检验成像算法的数值和物理模型,分别使用基于射线理论的回波延时叠加和初至波渡越时间断层扫描、以及基于波动理论的全波形反演方法对目标体进行图像重建,并对比其原理、分辨率、计算量等方面的特点,系统性分析了波动方法相对传统射线方法的优点和不足。结果表明,全波形反演这类充分考虑接收信号多种物理特征的方法可用于较高分辨率的声参数成像,适合与传统方法结合设计有效的超声断层扫描成像系统。

仿生动态成像系统研究

与传统相机相比,仿生动态相机具有成像速度快、时间分辨率高、动态范围大等特性,可在极端光照条件和高速运动场景下有效生成情报信息,在无人驾驶、智慧交通、航空航天侦测等领域具有巨大的应用潜力。文章首先介绍了仿生动态视觉传感器的成像原理和研究进展,然后分析了基于仿生传感器的动态成像系统及关键技术,包括从低层次的视觉(信号去噪)到高层次的视觉(识别、检测、重建)任务,最后针对仿生动态成像系统的应用情况,总结了仿生成像技术的研究挑战与发展趋势。

皮秒时间分辨率变像管相机研制及进展

变像管相机是唯一具有时空二维观测能力的超高速光电测试设备，时间分辨本领几个皮秒乃至亚皮秒，空间分辨本领几十微米。该产品能把微弱的瞬态光通过光学成像系统投射到变像管的光阴极转换成在数量上和光强成正比的电子，再经高速线性扫描电场扫开轰击荧光屏成像，最后采集到CCD相机，

高分辨压电光电子学应力成像芯片

中国科学院北京纳米能源与系统研究所与美国佐治亚理工学院研究人员组成的研究小组首次研制出了主动自适应式、高分辨率、以光电信号为媒介并行处理的高分辨压电光电子学应力成像芯片系统。该系统基于采用垂直生长的纳米压电材料阵列制成的大规模发光二极管阵列研发设计，利用压电光电子学效应实现了利用外界应力／应变改变纳米压电发光二极管发光强度的过程。

双源CT成像技术及其临床应用的新进展

双源CT是CT史上的新革命,开创了CT成像的新纪元。其核心技术有:零兆金属球管、电磁直接驱动技术、静音扫描技术、特殊散射线校正、重建技术及特殊的射线剂量调控技术,特别是适应性心电图门控剂量调控技术。双源CT具有两套数据采集系统,且呈垂直状态分布于机架内,机架只需旋转90°就能完成数据采集,实现了83 ms的恒定时间分辨率,可对不同心率的患者在不行任何心率干预的情况下,获得高质量的冠状动脉血管图像。另外,独特的双能量成像技术可用于去除骨骼及钙化、评价组织血流灌注以及鉴别组织成分,显示韧带和软骨等,拓宽了CT的临床应用价值。

细胞种类及孵育时间对血卟啉单甲醚在细胞内分布的影响

目的探讨细胞种类和孵育时间对光敏剂血卟啉单甲醚(HMME)在细胞内分布的影响。方法传代培养小鼠肺内皮细胞(1H11)和A549肺癌细胞,分别与光敏剂HMME孵育2h和12h。应用由荧光显微镜及CCD组成的高分辨率荧光显微成像系统,结合荧光探针标记技术,采用细胞器-细胞荧光强度比值法研究HMME在不同条件下的亚细胞分布情况。结果在2h和12h2个孵育时间点高尔基体的J1/J2值都最高;随着孵育时间延长,A549细胞的4种细胞器的J1/J2值都升高且溶酶体幅度最大,而小鼠肺内皮细胞只有溶酶体的J1/J2值呈升高趋势,高尔基体、内质网和线粒体等细胞器的J1/J2值均呈下降趋势;A549细胞溶酶体的J1/J2值升高的幅度明显高于鼠肺内皮细胞。结论HMME在不同种类细胞内的亚细胞分布是不同的。孵育时间对HMME亚细胞分布的影响显著。随着孵育时间的延长,A549肺癌细胞各细胞器吸收HMME能力逐渐增强,尤以溶酶体显著;小鼠肺内皮细胞中除溶酶体外各细胞器吸收HMME能力逐渐减弱。孵育12h后,A549肺癌细胞各细胞器吸收HMME能力均强于鼠肺内皮细胞。