多光子激发随机扫描显微成像软件系统仿真

多光子激发随机扫描显微成像系统将为神经功能成像提供一个有效工具而成为研究热点,但成像软件系统的研制是其难点之一。分析了多光子激发随机扫描显微成像的实验流程,在VC6.0开发平台下,对飞秒激光扫描控制和荧光信号采集,全视场图像重构,感兴趣区域选取,图像和信号曲线动态同步显示等主要功能进行了软件仿真,对开发完整的多光子激发随机扫描显微成像软件系统具有重要的参考价值。     

微焦点X射线成像扫描控制与数据获取系统

文章介绍了微焦点X射线成像扫描控制与数据获取系统的原理、软硬件结构以及实现技术。该系统通过串口通讯协议,实现了实时图像采集的手动扫描控制、自定义扫描轨迹的自动控制,通过图像采集卡采集和存储微焦点X射线图像,为微焦点成像分析处理的研究提供了良好的实验平台。     

基于BWO的太赫兹快速扫描成像系统设计

搭建了以返波管振荡器(BWO)作为辐射源的THZ透射成像系统,该系统在VC .Net环境下,采用多线程技术集成控制锁相放大器和二维平台,实现扫描控制、信号采集、数据处理、快速成像功能,操作方便快捷,旨在为今后太赫兹无损探测等研究应用领域奠定基础.     

超宽带步进变频连续波雷达近场成像算法

为了实现超宽带步进变频连续波雷达近场区高分辨率快速成像,提高成像的分辨率,根据步进变频连续波信号发射与传播的特点,采用角谱分析方法,通过对电磁波波动方程进行推导,提出一种适用于超宽带步进变频连续波雷达的成像算法,该算法省去了匹配滤波过程,成像准确。采用HFSS三维电磁场仿真软件进行建模仿真,在仿真结果中采集数据验证成像算法的可行性。结果表明,成像图像中目标能量集中,分辨率高,对于采用的频率范围0.5～1.5GHz,带宽为1GHz的发射信号,理论分辨率为0.15m,实际得到的分辨率约为0.2m。     

高清晰超声微扫描成像无损检测系统

设计了一种高清晰焊缝超声成像无损检测方法及检测系统。该系统基于超声无损检测原理和超分辨率图像处理方法,采用水浸聚焦探头对焊缝进行逐点扫描,对每一点的超声反射回波信号进行采样,组成焊缝截面的超声扫描图像,在通过微扫描成像技术获取多帧关于同一场景的互有位移的降质图像后,重建高分辨率高质量图像。设计的检测系统除了具有常规的扫描超声成像功能外,还具有超分辨率成像功能,可突破现有超声成像设备的分辨率限制,大大提高超声成像设备对焊缝中细微缺陷的识别能力,适合于一些需大规模、高质量生产的质量控制单位或制造领域的汽车、造船、集装箱等重要行业使用。     

高清晰超声微扫描成像无损检测系统*

设计了一种高清晰焊缝超声成像无损检测方法及检测系统。该系统基于超声无损检测原理和超分辨率图像处理方法,采用水浸聚焦探头对焊缝进行逐点扫描,对每一点的超声反射回波信号进行采样,组成焊缝截面的超声扫描图像,在通过微扫描成像技术获取多帧关于同一场景的互有位移的降质图像后,重建高分辨率高质量图像。设计的检测系统除了具有常规的扫描超声成像功能外,还具有超分辨率成像功能,可突破现有超声成像设备的分辨率限制,大大提高超声成像设备对焊缝中细微缺陷的识别能力,适合于一些需大规模、高质量生产的质量控制单位或制造领域的汽车、造船、集装箱等重要行业使用。     

基于LabVIEW的调节阀流量特性实验平台设计

本设计利用LabVIEW软件对调节阀流量特性试验平台进行设计,采用PCI-1710HG多功能数据采集卡对调节阀位移信号、输出流量信号进行双路采集;对调节阀流量特性的修正和改变;实验过程的相关数据进行监测、记录、显示和保存等功能.利用LabVIEW软件进行实验平台设计可以用软件程序实现一些硬件仪器的功能,这样节约成本,外界环境对实验的干扰小,控制的效果明显.     

一种基于模拟信息转换器的工业超声成像方法

有限新息率(FRI)模型是传统的采样理论与压缩感知相结合的信号采集新方案。FRI理论指出,具有FRI性质的信号,可由各个短脉冲信号的延迟时间和幅度进行完备的表示,而超声波的反射信号可以看成由一系列不同延迟时间和幅度的高斯脉冲信号的叠加,因此可以采用FRI模型有效减少采样数据和采样频率。在压缩感知理论的框架之下,以FRI理论为模型,并且结合相控阵超声波成像特点以及模拟信息转换器两种结构的特点,提出了一种适用于超声波成像的新型信号采样方法——基于滤波的模拟信息转换器的信息采样方法,并以Field II为仿真工具,对工业超声成像的实测数据采用该方法进行处理,取得了较好的效果,为FRI理论在超声波工业检测系统中的应用做了有益的理论探索和实测数据仿真。     

激光雷达信号采集与处理的研究

简单介绍了半导体脉冲扫描激光雷达距离成像和强度成像的基本原理,并分析了回波信号采集与处理系统需要达到的条件,进而设计出了一套以DSO2902虚拟示波器和计算机为核心的扫描激光雷达数据采集与处理系统。通过编写的VB程序对其进行控制,使其满足对激光雷达回波信号的采集要求,对回波信号进行采集。对基于VB6.0语言的成像方法进行分析,并研究了一套基于MSChart控件的成像系统。     

插值方法在光声图像重建中的应用

在光声图像重建的滤波反投影算法中,需要对待测样品进行全方位扫描以获取光声信号数据。但在实际应用当中,超声传感器的采集位置数目和采样角度会受到硬件条件及空间位置的限制,从而造成了重建图像质量的下降。针对上述问题,提出了利用插值方法对光声信号数据进行预处理的解决方案。使用Matlab软件进行了数值仿真,结果表明,通过对插值之后的数据进行重建,图像峰值信噪比得到了明显的提高。     

基于触诊成像的肿块识别系统研究与设计

乳腺癌的早期发现对于乳腺癌的治疗有十分重要的意义,设计了基于触诊成像的肿块识别系统。该系统由压力信号检测单元、信号控制单元和图像处理单元组成,压力信号检测单元实现压力信号的采集,信号控制单元由FPGA控制多路开关的选通来扫描压力阵列传感器的电容信号,并将数据通过EZ-USB发送给上位机,图像处理单元对压力图像进行处理来滤除噪声。其中图像处理单元是该系统的枢纽,运用最小二乘曲面拟合校正压力图像,最大类间方差法和基于滤波的图像邻域评级技术对压力图像进行分割,对压力图像进行线性插值来提高图像分辨率。实验结果表明,该系统可以在复杂噪声图像中有效地识别出肿块。     

基于LabVIEW的太赫兹二维扫描成像系统设计

采用LabVIEW语言设计的透射式单频太赫兹二维扫描成像系统,选择基频为140 GHz的太赫兹源发射连续的太赫兹波,调用平移台驱动器和锁相放大器的LabVIEW功能函数,实现了待成像样品的逐点二维移动和太赫兹信号的幅值数据读取,对样品位置及其对应的幅值信息进行图像重构与灰度处理,完成了太赫兹二维快速扫描成像的设计。使用基频140 GHz和3倍频420 GHz作为太赫兹成像源,对网孔钢板和十字板两个样品进行成像实验,验证了所设计本系统的成像效果的有效性和可行性。实验结果表明:420 GHz辐射源的成像分辨率高,成像分辨率主要与样品的扫描步进和太赫兹源波长有关。     

基于空气耦合超声Lamb波对铝板的特征成像检测

A0模态Lamb波因具有低衰减、短波长、对缺陷敏感等优良特性被用于检测大面积层板结构。为了实现铝板中缺陷的检测与重构,提出了一种基于空气耦合Lamb波扫描成像检测技术,对存在冲击损伤的铝板进行扫描检测。扫描时,激励与接收传感器置于铝板同侧并倾斜布置,沿着两个相互正交的方向进行Lamb波扫查,对正交路径下的检测信号进行快速傅立叶变换(FFT),将得到的频域信号与基准频域信号之间的信号差异系数（SDC）作为特征值,并结合损伤概率成像算法和数据融合算法进行缺陷的重构和成像。实验结果表明,基于损伤指数的特征值成像方法可以有效表征铝板缺陷,成像结果与缺陷实际位置非常吻合。     

探地雷达数据实时成像技术研究

为解决探地雷达在工作过程中回波数据的实时成像问题，设计了基于VC＋＋平台的回波数据实时成像系统；采用基底去除技术及其色域划分的方法对回波数据进行处理及其实时成像，满足了探地雷达工作中实时成像的要求;实验表明，利用这种方法形成的图像能够真实反映地下目标体的变化。且有利于对采集到的数据进行进一步处理和分析。     

一种基于临近点集数据融合的AFM动态成像方法

原子力显微镜(Atomic force microscopy, AFM)是纳米技术和纳米操作领域中最重要的研究工具之一. 本文针对扫描成像的原子力显微镜, 提出了一种改进的AFM动态成像方法, 该方法分析了AFM系统中样品与针尖之间的非线性力对成像精度的影响, 通过对扫描过程中获得的成像数据进行融合滤波, 有效地提高了快速AFM的成像精度. 具体而言, 论文首先分析了原子力显微镜当前成像方法存在的主要问题, 然后针对在高速扫描或者样品形貌高度有突变时, 因AFM系统中非线性因素而引起的成像误差, 提出了一种基于临近点集数据融合的改进动态成像方法, 以提高AFM对于样品表面形貌的成像精度. 最后分别利用原子力显微镜仿真平台数据和实验数据, 验证了本文提出的改进成像方法的性能.     

基于多通道并行采集的部分可分离函数高分辨动态磁共振成像

部分可分离函数(Partial Separability,PS)是一种高分辨动态磁共振稀疏成像模型,可以对心脏等运动目标实现高 分辨动态成像,然而该模型需要充足的扫描数据才能进行图像重建,因此存在扫描时间较长的缺点。文章在 PS 模型基础 上,利用并行成像原理对磁共振数据进行降采样,从而缩短 PS 模型的扫描时间。数学仿真和载体实验结果表明,该方法 可以准确重建出高时空分辨率磁共振图像并且将扫描速度提高 2～3 倍。     

基于超声波虚拟相控阵列的气体泄漏成像方法

提出了一种基于虚拟相控阵列的气体泄漏成像方法,能够实现气体泄漏源的可视化定位。该方法首先利用扫描传感器分时采集泄漏源产生的声波信号,然后采用互功率谱和虚拟阵列信号处理技术对泄漏源进行定位。通过仿真讨论了各种因素对定位成像精度的影响,其中包括传感器的数量和阵元间距。在实验平台上进行气体泄漏源的检测和成像实验,验证了该方法的可行性和精确性。结果表明,该方法能够准确可靠地对气体泄漏源进行可视化成像。     

伺服传感器抗干扰与融合滤波技术研究

针对大功率机电伺服系统中电磁干扰导致伺服位移传感器数据采集不准确的问题，分析和实现了线位移传感器差分抗干扰技术和基于互补滤波的机电伺服系统传感器数据融合滤波技术。该技术将传统线位移传感器输出改进为差分信号，并将线位移传感器采集的伺服位移数据与电机转速数据进行融合，从而获得动态响应好、数值可靠的伺服位移信号。通过在现有机电伺服系统中实现并取得试验数据，验证了该技术的有效性。     

空间欠采样太赫兹时域光谱成像方法

文章针对传统太赫兹时域光谱成像技术存在的扫描时间长以及数据存储量大等问题,提出了一种基于压缩感知理论的空间欠采样太赫兹时域光谱成像方法。首先通过扫描电机获得目标非等间隔欠采样信号,然后利用压缩感知方法来重构缺失像素点的太赫兹信息。实验结果显示,当压缩比为0.5时,所重构的太赫兹信号与全采样条件下的信号相关性可达99.95%。通过对压缩重建图像的显示分析,时域图像中的缓变区域和频谱成像中的低频信号恢复效果较好。该方法为快速太赫兹光谱成像提供了一种有效的技术手段。     

太赫兹成像系统控制软件设计

设计并实现了一套基于热释电面阵探测器的太赫兹成像软件。该软件基于VC．NET的强大功能，通过对Active控件接口的二次开发和数字图像处理技术，完成了太赫兹图像的采集、处理、显示、更替和被测物品的机械位移控制。该软件在连续太赫兹实时成像系统中运行良好。