基于图像分析的小尺寸照明场的参数优化

照明条件控制是光电成像测量中能否获得理想图像的重要因素,分析了多个分立光源照明情况下照明场中光亮度等参数的表示形式,建立了数字图像中相应参数的表示。用图像分析的方法,对小尺寸的照明场的非均匀性等参数建立了分析模型并进行了优化,其结果对实际的光测工程设计有很好的指导意义。作者用该方法对大小不同的两种视场进行了照明参数的实验测量分析和优化,均得到了理想的结果。

基于源波场照明的逆时偏移振幅补偿方法

逆时偏移作为一种先进的地震成像方法,能够适应横向变速和高陡倾角等复杂地质构造成像。但在对逆掩断层等复杂地质构造进行逆时偏移成像时,由于断层对地震波场的屏蔽效应,导致其下盘地质构造成像振幅很弱。一般采用单炮源波场照明除互相关成像来对深层构造弱振幅成像进行补偿,这种单炮源波场照明补偿方法虽然简单,但在地质构造特别复杂时会导致波场照明空间变化剧烈,从而影响成像振幅的补偿效果,加重了背景假像和噪音。为了克服这一问题,提出均炮源波场照明补偿方法,即用均炮源波场照明除互相关成像来进行弱振幅补偿,均炮源波场照明是指利用某一炮附近邻域内所有单炮源波场照明的均值来代替该炮源波场照明。对于复杂构造,由于均炮源波场照明空间变化较平缓,在进行逆时偏移成像振幅补偿时,背景假像和噪音也能得到很好的压制。根据实际地质构造设计了一个逆掩断层理论模型来验证均炮源波场照明振幅补偿的效果,并和单炮源波场照明振幅补偿进行了对比。

宽频双程走时计算方法及其波场照明分析

为了准确模拟任意主频情况下的初至走时和照明,应用高阶交错网格有限差分法进行了时域双程波动方程正演数值模拟,拾取最大振幅能量节点位置对应的旅行时间作为初至走时。以均匀介质为例,对比研究了本文方法与解析走时和高频近似走时(基于程函方程)在不同主频情况下的双程走时结果,指出在主频较高时三者最为接近。以Marmousi模型为例,计算了不同主频对应的初至走时及其振幅能量。综合分析表明,低主频存在较大的旅行时计算误差,不同的主频可以照明不同尺度的介质变化,从而指导实际地震资料的数字处理。

环形透镜暗场落射照明系统设计及其焦移特性的研究

环形透镜暗场落射照明系统越来越多被应用在特型显微镜上。该系统设计的难点是当采用现有的光学设计CAD软件设计计算时,由于环形透镜所具有的焦移特性的影响,难以保证预期的设计效果,也在一定程度上制约了该系统的推广应用。通过理论分析、实验论证和用自编制的照明设计CAD软件进行光线追迹,较好地确定了该系统的焦移量。并在此基础上提出了照明设计CAD与光学设计CAD软件互动迭代的设计方法。

三维传感中衍射型结构照明光场的应用

在基于结构照明的三维传感系统中,产生结构照明的方法和装置对正确和有效的三维重建具有重要的意义。本文提出了一种新颖的产生结构照明的方法——基于衍射,特别是菲涅耳衍射原理的结构照明方法。利用角谱理论,通过分析在激光光刀照明条件下,两种不同正弦型光栅的菲涅耳衍射光场的强度分布情况,提出了基于衍射原理的结构照明的原理和方法,并且给出了适用于三维传感的结构照明方案,并通过对实物模型的三维面形测量证实,本文提出的原理和方法是正确的和有效的。

平场复用多焦点结构光照明超分辨显微成像

多焦点结构光照明显微技术(multifocal structured illumination microscopy,MSIM)能在50μm的成像深度内和1Hz的成像速度下实现两倍于衍射极限分辨率的提升,相比传统的宽场结构光照明显微技术,具有较大的成像深度和层析能力,更适合应用于厚样品的长时程三维超分辨成像.然而,MSIM存在成像速度慢、图像处理过程复杂等问题.本文提出了一种基于平场复用多焦点结构光照明的快速超分辨显微成像方法和系统(flat-field multiplexed MSIM,FM-MSIM),通过在照明光路中插入光束整形器件,将高斯光束转变为均为分布的平顶光束,提高激发点阵的强度均匀性和扩大视场;通过将每个衍射受限的激发点沿y方向延长,形成新的多路复用多焦点阵照明图案,提高能量利用率,减少扫描步数,进而提高成像速度和信噪比;结合基于多重测量矢量模型的稀疏贝叶斯学习图像重构算法,简化图像重构步骤,在保证空间分辨率的同时实现至少4倍于传统MSIM的成像速度.在此基础上,利用搭建的FM-MSIM系统进行了BSC细胞微管样片和小鼠肾切片标准样片的超分辨成像实验,实验结果证明了该系统的快速三维超分辨成像能力,对于MSIM的发展具有重要的意义.

基于动态散斑照明的宽场荧光显微技术理论研究

为获取生物组织和活体细胞内部精细结构,要求显微成像技术具备层析成像能力.基于动态散斑照明的宽场荧光显微技术利用动态变化的散斑图案全场照明待测样品,通过提取焦平面内变化剧烈的荧光信号,获得三维结构的荧光层析图像.本文通过理论分析和模拟仿真,研究了这一荧光显微技术获取荧光层析图像的过程.模拟仿真了影响荧光层析图像成像质量的主要因素,CCD记录的原始荧光图像数量和散射体颗粒度与成像质量的关系.模拟仿真结果表明,荧光层析图像的成像质量随原始荧光图像数量的增加先提高后趋向饱和,随散射体颗粒度的增大先增大后降低.综合考虑成像质量和成像时间等因素,当用于提取荧光层析图像的原始荧光图像的数量为60幅,散射体颗粒度为1000左右时,可获得图像对比度高于85%的高空间分辨率荧光层析图像.理论分析和模拟仿真研究工作为基于动态散斑照明的宽场荧光显微技术的系统结构设计、实现和优化提供了理论基础和指导.

原料场照明智能控制实例分析

分析了武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司原料场的照明情况,对原料场照明区域的类型进行了划分,阐述了原料场照明的智能控制系统、工作原理流程图。

针对垂直农场的高效高均匀度LED植物生长灯设计

现代设施农业补光灯的配光控制,尤其是提高冠层的光合光子照度均匀度(Photosynthetic Photon Flux Density,PPFD),降低无效照明所占能量比例的设计,对于节约能源、降低种植成本和提高管理效率均有实际意义。本文基于数字照明光场理论,针对植物生长灯的LED光源,设计了自由曲面透镜,使用该透镜,采用在中心单灯管的布灯方式,即可在灯具下方的种植区域形成横向和纵向两个方向的高均匀度光场分布,且LED发出的光合光子几乎全部落入到种植区内,对于垂直农业及育种具有较高的实用价值。

波动方程正演模拟和波场照明在长岭断陷长深40井区块的应用

长岭断陷长深40井区块地下构造复杂,小断层发育。以往勘探主要针对中浅层采集,观测系统设计方法是基于地下水平层状介质及中心点覆盖的假设,不能适应复杂构造情况,采集的资料深层信噪比低,构造成像精度差,为此,依据“两宽一高”技术,构建逼近本区实际复杂构造模型,在原有观测系统设计分析技术基础上引入波动方程正演模拟和波场照明分析技术,从而优化观测系统参数,满足深层复杂构造成像和层间断裂识别需求,提高地震资料品质。

中国照明学会发布车库照明技术规范

中国照明学会团体标准——车库照明技术规范近日在济南发布,该标准于2016年9月15日实施。该标准的发布使车库照明工程技术与质量有法可依,在保证车库照明环境质量的同时,提高绿色照明水平。车库,特别是地下车库,为不间断照明场所。在无人、无车的情况下,

暗场共焦布里渊光谱探测系统

共焦布里渊光谱技术因其具有无创、无标记、高空间分辨等优点,被广泛应用在物理化学、材料科学、矿物学等领域。但自发布里渊散射强度弱,在探测系统消光比不足的情况下,布里渊信号光谱容易与弹性背景光发生交叠甚至是被湮没,因而无法实现对布里渊频移的精确测量。尤其在生物医学等前沿领域,浑浊介质粘弹性探测需求的日益增加对布里渊光谱探测系统的抗弹性背景光性能提出了更高的要求,解决共焦布里渊光谱探测系统消光比不足这一问题刻不容缓。为了提高共焦布里渊光谱探测系统的消光比,本文构建了一种暗场共焦布里渊光谱探测系统,将暗场照明应用于共焦布里渊探测中,利用光阑实现了中心遮挡的环形照明、中心通光的圆形收集的光路配置。照明光路与收集光路非交叉的特殊配置,保证了激发光强的同时避免了系统对镜面反射光的收集,因而使得弹性背景光被削弱,布里渊信号光谱显露,提高了系统的消光比。实验表明:相较于传统明场照明配置,暗场共焦布里渊探测系统的抗弹性背景光性能提升,消光比提高了20 dB;0.001%浓度的脂肪乳溶液在暗场配置下背景光得到明显压制,布里渊信号光谱显露,实现了对浑浊介质的布里渊频移数据的精确测量;选取蒸馏水、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅玻璃三个标准样品验证暗场配置下的非严格背向散射角,理论分析与实验相吻合,保证了后续轴向声速、纵向弹性模量等参数的计算结果的准确有效。暗场共焦布里渊光谱探测系统综合暗场照明与共焦探测的优点,既拥有共焦探测的高空间分辨率,又借助暗场光路配置提升了系统的抗弹性背景光性能,实现了高消光比、高空间分辨的布里渊光谱探测,为生物医学、材料科学等前沿领域实现对物质机械性能的实时无损探测提供了新的思路。

从建筑空间视觉效果浅析酒店照明设计

从强调宾馆、酒店位置的外部装饰照明或吸引路边开车人的标志照明，到闪亮的一流休闲室和登记柜台，独特的国际烹饪或咖啡屋的简单快餐。照明强化了宾馆、酒店的特点与形象。

点阵式LED智能前照灯控制功能算法研究

针对点阵式LED远光灯照明光场调整控制复杂的问题,分析了点阵式LED远光灯的照明需求及其发光特性,基于几何关系建立了点阵式LED远光灯与车辆前照明光场的映射关系,并搭建完整的试验系统进行了功能测试。结果表明,所提出的方法控制效果准确、实时性好、可靠性强、易于实现。

基于叠前成像的三维地震观测系统设计

常规三维观测系统设计的主要目的是得到规则采样的叠加数据体,能够用叠后偏移进行成像.叠前偏移成像对地震观测系统提出了更高的要求.基于叠前成像的要求设计观测系统,对于充分发挥叠前偏移技术优势、提高地震成像精度具有重要意义.本文提出了基于叠前成像的观测系统设计方法,首先基于叠前偏移空间采样准则设计观测系统的基本空间采样,然后根据采样均匀和面元属性一致性原则设计观测系统布局,并利用聚焦束、散射点叠前偏移响应、正演模型和波场照明等技术对观测系统逐步优化,得到符合叠前偏移成像要求并能解决地质问题的观测系统.该方法在中原油田近年来的高精度地震勘探中得到了实际应用,取得了良好效果.

基于高斯频域低通滤波和图像差分的字符图像光照不均校正法

光照不匀会对字符图像检测带来极大的负面影响.基于高斯频域低通滤波和图像差分提出一个新的字符图像光照不均校正法,该方法首先根据照明光场和图像细节分别对应低频分量和高频分量的特点,设计高斯低通滤波器去除光照背景以获取照明光场,然后再以此为根据对字符图像进行校正.同时,针对高斯低通滤波器参数选择上的难点,提出了实验法确定参数σ加逐次滤波对照明光场进行逼近的方法,以确保最终校正结果的准确.实验结果表明该方法校正效果较好.

满足叠前偏移要求的三维地震观测系统设计

常规3D观测系统设计基于水平层状介质假设,其主要目的是得到规则采样的叠加数据体,能够用叠后偏移进行成像。与叠后偏移使用规则的叠加数据体不同,叠前偏移使用相对不规则的炮检对数据。3D观测系统不规则的空间采样很可能导致严重的偏移噪声,从而部分降低叠前偏移的效果。从叠前偏移的需要出发进行观测系统设计,这对于充分发挥叠前偏移技术优势、提高地震成像精度具有重要意义。本文介绍了从叠前偏移成像要求出发的观测系统设计方法,根据采样均匀和面元属性一致性原则设计观测系统模板,获得良好的空间采样,并利用聚焦束、叠前偏移响应、正演模型和波场照明等技术对观测系统逐步优化,得到符合叠前偏移成像要求并能解决地质问题的观测系统。该技术在东濮凹陷QK工区的应用取得了良好效果。

适用于微纳流控芯片对准连接的微装配系统

针对微纳流控芯片等器件的对准装配问题,分析了具体操作要求,建立了一套包含显微光学观测单元、机械进给调整和器件吸取-放置等的微装配系统,采用暗场照明观测微纳结构,高精度移动平台精确调整基片与盖片之间的角度与位置,利用真空吸附的方法抓取和释放。采用该系统成功地制造了多种可用的微纳流控芯片,以玻璃微纳流控芯片的对准装配为示范开展了实验研究,对准结果表明,该系统能够完成宽53μm,深18μm的微通道与宽3μm,深50~260nm的纳通道的对准连接任务。采用本系统进行芯片对准装配的方法具有仪器成本低、使用灵活和易于互换的优点,适合实验室及小批量生产使用。