光学相干层析成像技术在膜污染研究中的应用

简述了光学相干层析成像技术(Optical coherence tomography,OCT)的成像原理和监测优势;由于可快速生成高分辨率的污染层二维和三维图像,可用于表征污染层形成过程､定量分析污染层､表征膜内部污染与润湿､耦合深度学习模型预测膜污染,促进对膜污染形成过程和机制的理解;总结了OCT在膜污染分析中的主要问题,并对未来的研究进行了展望。

多尺度Retinex的光学相干层析图像增强研究

针对光衰减导致光学相干层析图像局部图像对比度下降的问题,提出了基于多尺度Retinex的光学相干层析图像增强方法。采用图像光照补偿的方法完成光学相干层析图像增强,选取多尺度Retinex算法在三个尺度条件下确定高斯滤波系数;利用高斯滤波系数对光学相干层析图像实施卷积处理,对灰度值结果实施加权平均处理,并采用分段线性平移与压缩方法对加权后灰度值实施映射,实验结果显示该方法可显著提升图像的颜色与对比度质量,有效解决了后向散射的问题,获取较好的光学相干层析增强效果。

光学相干层析图像的处理研究

提出一种基于各向异性扩散算法Catté腜偷耐枷翊砀慕椒?通过对阈值k的修改以控制扩散强度,可实现在平滑光学相干层析图像的同时保护图像的边缘特征.对不同样品的光学相干层析图像处理.实验结果表明,改进后的算法更有利于噪音的滤除和边缘特征信息的保护.

频域光学相干层析术系统中高准确度高灵敏度补偿色散法

将色散测量方法和快速扫描延迟线技术相结合,在谱域光学相干层析系统中实现了对群延迟色散的精确补偿.在该方法中,先在样品臂中放入平面反射镜,等间隔移动参考臂中快速扫描延迟线系统中光栅的位置,同时测量系统参考臂和样品臂之间的群延迟色散差值.当该值为零时,则表明系统色散匹配.将该方法与基于点扩散函数半高宽的方法进行比较,发现基于半高宽方法的测量误差为4.43%,而该方法的测量误差为0.76%;在色散补偿过程中,随着色散匹配点的靠近,半高宽方法的灵敏度由92.105 3fs2减小到1.344 7×103 fs2,而新方法的灵敏度则保持165.789 5fs2,表明本文提出的色散补偿法具有较高的色散补偿准确度和灵敏度.实验表明,色散补偿后的系统分辨率接近理论值;在补偿系统色散的同时,还可以根据测量所得色散值的符号来判定光栅的移动方向,从而更容易地完成补偿工作.

采用双树复小波和混合概率模型的光学相干层析图像去噪

为了去除光学相干层析图像中的斑点噪声,提出了基于双树复小波变换的混合概率模型ProbShrink算法.针对原始光学相干层析图像中信号和噪声的分布特点,在微观层面引入了混合概率模型:将OCT图像取对数后进行双树复小波变换,对于层状边缘中与边缘点"方向一致"的小波系数,采用广义高斯模型描述;对于其他小波系数,则采用高斯模型进行描述.而后采用改进的ProbShrink算法进行去噪.实验结果表明,该算法在大幅提升信噪比的情况下保持边缘锐度的相对稳定,优于传统的基于小波变换的去噪方法.

二维频域光学相干层析系统研究

针对时域光学相干层析成像系统的成像速度较慢的问题,采用VC++与Matlab混合编程技术开发了二维频域光学相干层析成像系统,实现了对被测样品进行内部快速成像;搭建二维频域光学相干层析成像系统代替一维频域光学相干层析成像系统;利用计算机驱动面阵CCD相机对干涉信号进行采集得到干涉信号;采用计算机驱动NI卡对压电陶瓷(PZT)移相器进行相移控制以达到频域光学相干层析成像系统对移相的需求,利用计算机驱动线性电动移动平台实现检测样品进行横向扫描以达到对样品进行三维成像。研究结果表明,该系统集成度高,开发的软件功能齐全、界面友好、便于维护和升级;该二维系统相比一维光学相干层析成像系统而言减少了一维的扫描采集次数,大大提高了成像速度。

二进小波与扩散滤波结合的光学相干层析图像降噪

斑点抑制各向异性扩散(SRAD)是一种重要的图像降噪方法。将二进小波与SRAD结合,提出一种光学相干层析图像的二进小波扩散滤波降噪方法。该方法利用二进小波分解得到的不同尺度间小波系数的相关性区分边缘和噪声,修改SRAD中扩散系数得到新的扩散系数计算公式。实验表明,新方法具有更好的降噪能力,降噪后得到的图像的信噪比和对比度噪声比率等量化衡量指标都优于经典SRAD方法。

光学相干层析医学图像处理及其应用

由于人工分析光学相干层析(OCT)图像费时费力、主观及可重复性差,因而快速、精确与客观地检测与量化生物特征标记是OCT医学图像研究与疾病诊断的关键。本文综述了光学相干层析(OCT)医学图像处理技术与应用的研究进展。介绍了OCT成像技术的特点及其主要应用,OCT图像处理的难点、基本问题及主要研究内容;讨论了对时域OCT和频域OCT图像降噪、图像分类与图像分割的重要方法及应用,并分析了各种方法的优缺点及研究发展方向。此外,介绍了偏振敏感光学相干层析(PS-OCT)在医学图像分析中的应用。文中讨论的应用对象涉及到视网膜、角膜、冠脉、前列腺、牙齿、食道、结肠、膀胱、皮肤、乳腺等组织,可为人们综合了解OCT图像处理及其应用现状提供丰富的信息。

扫频光学相干层析视网膜图像配准去噪算法

多帧叠加平均处理是去除扫频光学相干层析系统散斑噪声、获得较为清晰结构信息的有效方法,但眼睛的震颤、漂移、微眼跳等生理特性和系统光路特性会使图像之间存在错位,导致叠加效果不佳、结构稳定性差,为此本文提出一种基于灰度分布信息和目标几何信息相结合的配准算法。该方法根据图像平均灰度分布提取包含目标信息的感兴趣区域,通过相位相关算法和基于分段拟合的灰度投影算法的双重作用校正图像的平移变换;通过拟合视网膜上边界作为特征点迭代确定最佳旋转参数,并再次重新估计平移参数,实现图像的刚性配准;最后通过轴向扫描一对一映射法以能量函数为约束条件实现图像的非刚性配准。对活体兔眼进行实验,结果表明,本文算法配准后的叠加图像边界清晰,结构信息增强,信噪比和对比度平均有效提高一倍多。本算法适用于强噪声视网膜B-Scans图像的配准,能满足多种类型OCT系统的叠加成像需要,具有较高的鲁棒性和图像配准精度。

采用二维频域光学相干层析的透镜曲率半径测量

利用自研发的二维频域光学相干层析系统,测量透镜的曲率半径及焦距.为了提高透镜曲率的测量精度,采用频谱校正技术校正快速傅里叶变换产生能量泄漏而造成的误差.试验结果表明:研发的二维频域光学相干层析系统具有非接触式无损伤的特点,可以一次采集成像获取透镜的曲率半径和焦距,不需任何机械扫描运动就能获取透镜的曲率轮廓,且测量结果精确.

基于随机森林的频谱域光学相干层析技术的图像视网膜神经纤维层分割

频谱域光学相干层析技术是一种广泛应用于眼科疾病诊断的成像技术,而视网膜层分割对青光眼的诊断有很好的参考价值。该文利用随机森林分类器寻找视网膜层间单像素宽的边界,随机森林分类器由12个特征训练产生,其中相对灰度特征和邻域特征较好地解决灰度不均匀的分割误差大问题。对10组带有青光眼病变的视网膜图像进行分割,并与传统算法和Iowa软件进行比较,平均边界绝对误差为9.20±2.57μm,11.33±2.99μm和10.27±3.01μm。实验结果表明,改进算法可以较好地分割视网膜神经纤维层。

采用频域光延迟线的光学相干层析成像

频域光延迟线是一种光学扫描结构,其基本组成是一个衍射光栅、一个透镜和一个扫描镜．把频域光延迟线应用到光学相干层析成像系统中,可以使参考臂扫描速率至少达到数m／s以上,从而实现视频速率的图像获取．从几何光学的角度分析了频域光延迟线的工作原理,分析结果表明在扫描角很小的情况下,入射光的光程或相位变化频率与扫描角频率有较好的线性关系。基于这一结构的光学相干层析成像的结果证明可以避免活体生物组织位移引入的图像模糊。另外,还提出了一种基于微执行器的新扫描装置。

光学相干层析医学图像分割研究现状

总结光学相干层析(OCT)医学图像的分割要求,对具有代表性的OCT医学图像分割方法进行详细论述,最后对OCT医学图像分割方法的发展趋势做出展望。代表性的OCT医学图像分割方法主要包括阈值分割方法、区域生长法、基于统计学的方法、基于活动轮廓的方法、基于图论的方法和形态学的方法等。综合利用多种医学图像信息,有效结合多种分割方法,注重提高方法的实时性、鲁棒性、精确性和自动化,将是OCT医学图像分割发展的重要趋势。

谱域光学相干层析成像的图像处理

光学相干层析成像(OCT)系统中的噪音特性对图像将产生重要影响,为了获取高质量的OCT图像,引入数字图像技术来处理OCT图像.相关的实验被采集,结果表明,图像质量明显改善.

采用频域快速延迟线的光学相干层析系统的研制

建立了一套单模光纤型光学相干层析(OCT)成像系统。系统采用了不同于国内其他组的新型频域快速扫描延迟线(FD-ODL)和外差平衡接受技术,采取了一系列提高系统信噪比的方法,成功地实现高信噪比(113dB)、高分辨率、大成像深度的层析图像的提取,获得了纵向分辨率9μm、横向分辨率10μm、深度2.88μm的清晰的皮肤OCT图像。该系统比传统的采用时域延迟线的OCT在信噪比上高出了一个量级。

光学相干层析术中的图像处理研究

超辐射发光二极管（ＳＬＤ）和超短脉冲飞秒激光是光学相干层析（ＯＣＴ）的理想光源．实验中，ＳＬＤ光源的边峰效应，造成了ＯＣＴ图像的模糊，本文采用一阶近似的方法，对图像进行了处理，获得了清晰的层析组织结构图；文中还提出出现边峰的原因是器件本身所致，模拟结果与实验相符．

谱域光学相干层析成像的图像重构

谱域光学相干层析成像是通过对样品后向散射的光谱干涉数据进行相关处理后获得重构图像的技术,因此图像重构是其重要的环节.具体介绍了信号重采样、消除寄生项、灰度图绘制等相关原理与方法,还介绍了对非理想光源的修正补偿方法,并通过实验验证了该方法的可行性.

光学相干层析图像的散斑去躁和边缘特征提取

提出采用各向异性扩散(AD)算法对光学相干层析(OCT)图像作噪声消除和边缘增强的预处理,然后结合改进的相位一致(PC)算法进行边缘特征提取,并引入巴特沃斯高通提升滤波进一步衰减低频噪声,增强高频边缘细节.对珍珠和视网膜神经纤维层的OCT图像进行处理实验,结果表明,上述三种算法的综合应用,使OCT图像噪声得到有效抑制,轮廓清晰,特征部位得到加强。

分类法定量评估频谱光学相干层析图像杯盘比

在青光眼检测中,基于频谱光学相干层析图像较眼底图像具有更高的精确度和可靠性,为了克服眼底图像评估杯盘比精度不高的缺陷,提出一种基于频谱光学相干层析图像进行视网膜色素上皮层断点检测的杯盘比评估方法.首先利用主成分分析和支持向量机将频谱光学相干层析图像与其投影图像限定断点搜索区域,并对限定的图像区域进行断点识别;然后借助于类别标签矩阵对断点进行纠正;最后根据视杯视盘与断点的关系测量杯盘比.实验结果表明,该方法在准确检测视网膜色素上皮层断点、提高杯盘比测量精度方面效果显著.

高分辨率眼科频域光学相干层析成像仪的研究与设计

本文根据频域光学相干层析成像的原理,设计并开发了基于眼科常用的裂隙灯显微镜的实用化光学相干层析成像仪。文中详细介绍了该诊断仪器的总体结构,对仪器设计中需要重点考虑的上位机与下位机的通信、固视灯与参考臂模块的设计和抗干扰措施三个方面的问题进行了详述。