基于一致性敏感哈希块匹配的HDR图像去伪影融合方法

高动态范围(High dynamic range, HDR)图像成像技术的出现, 为解决由于采集设备动态范围不足而导致现有数字图像动态范围有限的问题提供了一条切实可行的思路.合成高动态范围图像的过程中因相机抖动或运动物体所造成的模糊和伪影问题, 可通过块匹配对多曝光图像序列进行去伪影融合加以解决.但对于具有复杂运动变化的真实场景, 现有的去伪影融合方法准确度和效率仍存在不足.为此, 本文结合相机响应函数和一致性敏感哈希提出了一种高动态图像去伪影融合方法.仿真结果表明, 该方法有效降低了计算复杂度, 具有较好的鲁棒性, 在有效去除伪影的同时提升了高动态范围图像质量.     

超导磁共振仪无源匀场测试系统的设计与开发

超导磁共振仪作为目前主流的医疗成像设备,在临床诊断和患者检查方面作用突出,其成像质量直接取决于主磁场中心球形成像区域（DSV）的均匀性。匀场技术作为一种实现DSV磁场均匀化的技术就显得尤为重要。针对磁共振成像系统DSV磁场测量的传统方法中探头位置移动不准确、数据记录繁琐、操作过程复杂等缺点,设计了基于Labview的新型DSV磁场测量系统：通过设计Labview控制程序对高斯计进行仪器控制,划分DSV球形表面的测量点,通过调节测量装置来精确移动探头位置,编写串口通信、数据采集程序,完善人机交互界面,实现DSV表面测量点磁场数据的实时采集,无需手动记录,可通过导出数据到TXT文件的方式保存磁场数据至本地。经工程实际应用,操作便捷,实测DSV均匀度为416.0506ppm,通过线性规划算法匀场后均匀度为：16.0383ppm,提升超过96%。     

MRI快速序列的旋转伪影校正

磁共振扫描过程中病人的旋转运动会在图像上造成伪影,严重影响诊断效果,提出一种基于快速扫描的放置伪影校正算法以解决此问题,该算法首先提出K空间带状划分方法,通过放置数据带产生数据重叠;然后建立重叠区则化相似度判定准则,计算出旋转参数并校正数据带的位置信息;再根据K空间的厄米特区轭性质对校正后的不均匀数据补偿,并改进了Jackson网格化成像算法,使旋转伪影得抑制.实验结果表明,该算法可以有效地消除旋转伪影,且计算速度快、准确率高、受噪声影响小.     

医学超声实时成像中周期性伪影的抑制

随着科学技术的不断发展, 医学诊断技术也在不断的进步之中, 超声技术作为一种医学诊断手段已广泛地应用于各个医疗领域, 并且由于对人体的无害性以及能够动态且清晰地展现人体组织和器官的健康状态从而普遍得到了医生和患者的认可. 在超声技术的不断发展中, 人们对超声实时成像质量上的要求显著提高, 由于超声探头的材质例如陶瓷换能器制造的局限性以及在降低成本及帧速率等原因而采用的低通道扫描的折中方案所造成的噪点和伪影会遮挡人体组织和器官的有用信息从而严重影响医生的辅助诊断, 在超声领域如何进行图像及视频的增强和伪影的抑制成为一个重要的挑战. 本文首先描述了几种空间域抑制伪影的滤波算法及其局限性, 并提出了一种基于频率域的伪影抑制算法, 该算法能够良好的抑制在超声实时成像中的周期性伪影, 本文先通过正弦波模拟周期性伪影实验以突显其在频率域上的特性, 然后将超声图像进行二维傅立叶变换到频率域来对这些伪影进行抑制, 由于这些伪影具有周期性, 所以在频率域上具有明显的特征, 本文通过滑动窗口扫描结合阈值的算法模型找出频率域上对应这些伪影的集合, 然后根据频域的动态范围及给定的阈值来对集合中的这些疑似伪影的点进行压低处理, 再通过反傅立叶变换将超声图像变换到空间域上来从而得到处理后的图像. 通过这种方法, 能够提高超声图像对周期性伪影抑制且保留有用的信息, 能够提高医生对人体器官状况的判断结果的准确性.     

胶囊内窥镜机器人的外磁场驱动方法

研究了利用外部磁场驱动胶囊内窥镜机器人的方法. 我们将梯度线圈和匀场线圈进行组合，通过调整线圈加载电流以及线圈绕可平移病床的旋转来合成空间上梯度均匀、低场强区域可动态调整的驱动磁场，作用于机器人内置的永磁体,从而获得期望的驱动力和辅助转矩.仿真表明组合线圈构成的磁场环境对于驱动相当有利. 我们提出的驱动方法具有良好的可控性和安全性，为进一步研究梯度磁场驱动适于体内各种腔管的微机器人奠定了基础.     

一种射频-脉冲激发式动态核极化磁场传感器

介绍了一种基于自由基动态核极化效应的射频-脉冲激发式质子磁场传感器。分析了电子-质子双共振现象中电子顺磁共振对质子极化度强的影响;通过对氮氧自由基动态极化分析,提出了适合于此类自由基物质的射频-脉冲激发式动态核极化效应磁场传感器与仪器组成结构,并分析了传感器工作过程中质子运行规律。文章最后通过设计射频功率信号源模块,放大器和频率测量模块完成了测试样机的研制。对比测试结果表明:设计的动态核极化磁场传感器灵敏度高;精度测试结果表明:传感器在20 000 nT~100 000 nT范围内的测量不确定度约为0.3 nT。     

一种新型显微 CT 系统设计

传统的CT设备由于受到系统架构的物理限制,导致最终扫描结果中运动伪影影响很大,文章依据碳纳米管的场致发射原理设计出一套工作在准静态模式下的显微CT.该系统采用35个碳纳米管X射线光源和5个探测器,相对于传统CT,通过外部时序控制减少了机架的机械旋转次数和行程,大大降低了运动伪影的影响.由于重建角度是稀疏的,因此通过采用迭代重建算法模拟仿真验证了该系统的有效性.     

基于差分演化算法的MR图像平移运动伪影校正

在磁共振(Magnetic resonance,MR)成像过程中,病人的自主运动或生理性运动会使重建的图像产生伪影,严重影响医生的诊断.为了校正MR图像平移运动伪影,本文提出了一种基于差分演化算法的校正方法.首先利用非兴趣区的伪影数据,建立关于K空间偏移相位的约束条件方程组.然后采用差分演化算法搜索最优平移位移量,由此计算出相位偏差量并修正图像.同时提出一个新的价值函数,以此作为演化计算终止的判断条件,实现伪影图像的自动校正.实验结果表明,该算法能够有效地修正含有平移运动伪影的MR图像,且不需要反复的人工掩膜处理.     

滑模变控制在CNC精密成型磨削设备上的DSP实现

本文阐述了一种应用在CNC精密成型磨削设备上的新型控制系统,采用基于DSP芯片的永磁同步电机(PMSM)构成其伺服系统.在PMSM矢量控制中,需要利用转子位置信息实现转子磁场高性能的定向控制.本文设计了一个基于滑模观测器的无传感器矢量控制系统,以估算电机转子位置.并介绍了利用DSP实现的软件和硬件设计.仿真结果表明,由该滑模观测器构成的控制系统具有良好的动态性能和稳态品质.     

基于FPGA的智能放大器的研究与实现

在许多检测仪表的设计和应用中,由于被测信号幅度变化范围大、频带宽,通常采用设置量程变换开关的方式对被测信号进行满量程放大以保证测量的精度,使得硬件结构复杂;为了实现测量的智能化,设计了一种基于FPGA的智能放大器,可以根据信号的变化相应调整放大器的增益、可对动态范围宽的输入信号用最佳增益对其进行放大,使得放大后输出信号落入设定的窗口范围之内;该放大器已应用于植物种苗磁电场复合诱导繁育控制系统中,运行结果表明,该设计参数精度高,可靠性强,方便实用.     

动态偏置射频宽带功放设计

射频宽带功率放大器是目前功率放大器的主要发展趋势。为了提高射频宽带功率放大器的增益平坦度与效率,采用推挽结构LDmos晶体管,使用ADS软件对动态偏置电路和匹配电路进行仿真设计。详细介绍了动态偏置功率放大器的工作原理及其实现方法。实现了多倍频程带宽、确保带内增益平坦、提高功率附加效率。仿真结果表明该功率放大器对于100MHz~400MHz的信号,在整个输入功率变化范围内,功率附加效率（PAE）与传统的功放相比提高了5~15%左右。     

基于ADS的宽带微波功率放大器设计

宽带微波功率放大器在雷达和电子对抗中的应用越来越广泛,而宽带微波功率放大器的设计在国内还处于起 步阶段。本文采用实频技术方法和负载线仿真的方法设计了输入输出匹配电路,并使用先进的微波电路设计软件ADS 对电 路进行了优化和仿真,最终设计出一款X 波段宽带微波功率放大器。     

微伏信号放大系统设计

介绍一种微伏信号放大系统设计方法，该系统主要由放大、滤波以及隔离输出三部分组成。输入部分采用共模抑制比很高小信号放大器；滤波电路由一个四阶低通滤波和一个二阶高通滤波组成的带通滤波器以及陷波器组成，可有效滤除噪声及干扰；中间和末级放大采用常见的同相比例放大器进行信号的进一步放大；隔离输出部分采用线性度很高的光电隔离电路。总体电路放大增益高，对10μV以上信号放大效果良好，可很好地满足后级采集电路的信号输入要求。     

微伏信号放大系统设计

介绍一种微伏信号放大系统设计方法,该系统主要由放大、滤波以及隔离输出三部分组成。输入部分采用共模抑制比很高小信号放大器;滤波电路由一个四阶低通滤波和一个二阶高通滤波组成的带通滤波器以及陷波器组成,可有效滤除噪声及干扰;中间和末级放大采用常见的同相比例放大器进行信号的进一步放大;隔离输出部分采用线性度很高的光电隔离电路。总体电路放大增益高,对10μV以上信号放大效果良好,可很好地满足后级采集电路的信号输入要求。     

5.2GHz CMOS功率放大器设计

采用TSMC0.18μmCMOS工艺设计了一个5.2GHzWLAN(无线局域网)的功率放大器,该放大器采用两级差分结构。为了提高其线性度和功率附加效率,在每个差分放大级共源共栅电路之间引入电感,以及在每一级共源共栅放大器内部引入了多个MOS管的串并联。在ADS2009软件平台下对该功率放大器进行仿真,并应用Cadence软件进行功率放大器电路的版图设计。仿真结果表明,在1.8V工作电压下,1dB压缩点输出功率为19.6dBm,增益为28.2dB,功率附加效率为18.1%,符合无线局域网802.11a标准系统的要求。     

Alternative approach to low‐noise amplifier design for ultra‐wideband applications

Conventional ultra‐wideband low‐noise amplifiers require a flat gain over the entire 3.1–10.6 GHz bandwidth, which severely restraints the trade‐off spaces in low noise amplifier design. This article proposes a relaxed gain‐flatness requirement based on system level investigations. Considering the wireless transceiver front‐end with antenna and propagation channel, the unflat‐gain low‐noise amplifier with an incremental gain characteristic does not degrade the performance of overall system. As an alternative to its flat‐gain counterpart, the proposed unflat gain requirement tolerates gain ripple as large as 10 dB, which greatly eases the design challenges to low‐noise amplifier for ultra‐wideband wireless receivers. Two low‐noise amplifier examples are given to demonstrate the feasibility and design flexibility under the proposed gain‐flatness requirement. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2007.     

一种增益自举运算放大器的分析与优化设计

基于开关电容的流水线ADC设计中,运算放大器的建立时间和精度是关键指标。而增益自举运算放大器的建立时间分析比较复杂。本文通过理论推导和模型简化的方法分析其主运放和辅助运放的单位增益带宽及相位裕度对建立时间的影响。提出了一种P型与N型传输函数相同的辅助运放电路,并以此设计了一个高速、低功耗的自举运算放大器。     

基于移动医疗服务系统中的前置放大器设计与实现

本文主要介绍由三运放结构仪表放大器AD623组成的差动输入方式的生物电前置放大器设计,通过对生物电前置放大器性能的分析,给出适合生物信号要求的设计电路,并结合实验证明该电路的合理性。基于移动医疗服务系统功耗低的特点,采用运放单电源供电电路,可实现成本低廉,结构简单,性能优越的设计。     

基于MC9S12XS128模数混合式比例控制放大器的实验研究

针对数字式比例控制放大器和模拟式比例控制放大器在实际工程应用中的不足,提出一种基于MC9 S12 XS128单片机的模数混合式比例控制放大器.其控制算法通过模数混合PID控制器来实现,单片机对模数混合PID控制器中数字电位器的值进行调节并记忆存储.利用Tina仿真软件,对模数混合式比例控制放大器电路进行了仿真.该电路已进行了实物测试.从仿真研究和实验测试可得,所设计的基于MC9 S12 XS128模数混合式比例控制放大器符合设计要求.研究结果为模数混合式比例控制放大器的设计开发提供了依据.     

An eclectic approach to design tunable amplifiers

Broadband amplifiers that can accommodate commercial communication standards such as GSM, UMTS, Wi‐Fi, and Wi‐Max are extremely important for radio equipment manufacturers. To achieve this coverage, the amplifier should provide high gain and efficiency over a band from 800 to 5200 MHz. Although there are transistor devices that have cut‐off frequencies well over these frequencies, amplifiers covering such a broad‐bandwidth are difficult to design due to the requirement of broadband matching networks. In this work, design of broadband tunable matching networks is investigated using Real Frequency Direct Computational Technique (RF‐DCT). In order to be able to work on sample structures, impedance transforming filters are chosen and a broadband tunable matching network has been designed. Implementation of tunable inductors is investigated and the performance of a tunable matching network using tunable inductors and capacitors is demonstrated. Eventually a broadband frequency tunable amplifier has been designed using the tunable inductor concept. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2013.