相对灰度划分法优化红外透视成像方法研究

摘要

红外热成像技术在医学领域上的应用具有快捷、无损等优点，由于人体可以看成黑体的特性，红外热成像技术可以应用在医用人体生物信息的探测上。
　　课题讨论了使用相对灰度划分法结合任意点温度公式理论应用于红外热成像系统中，精确化相关实验数据，优化红外透视成像系统，获取生物组织内部热源信息。首先介绍了红外成像技术的研究背景与发展现状，然后结合有限元热分析与经典生物传热理论建立生物传热模型，提出相对灰度划分法，建立与物体表面任意点温度公式结合的理论用以获取生物组织内热源信息，其次构建有效的实验硬件和软件系统，用来更加清晰的分辨物体表面温度分布以及内热源信息，建立了一套基于相对灰度划分法结合任意点温度公式理论的红外热成像系统。通过对不同内热源信息设定的Comsol仿真与实验说明提出的任意点温度理论的可行性，验证提出的相对灰度化分法的正确性。同时借助软件的应用，使得物体内部温度分布更加直观的展现出来。研究表明:通过实验与仿真的比较证明相对灰度划分法结合任意点温度公式的理论在优化红外透视实验中达到一定的效果，验证了理论与系统的可行性与正确性，为红外热成像技术在医学生物探测异常热源方法的应用上提供新的思路。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 生物传热学在医学工程上的应用研究

1．3 断层成像系统研究现状

1．4 课题的主要研究内容

2 相对灰度划分法对探测生物内热源方法的优化

2．1 生物传热微分方程算法与推导

2．2 有限元传热数值分析

2．3 生物组织内热源探测算法建立

2．4 相对灰度划分法对探测内热源方法的优化

2．4．1 影响生物组织内热源探测算法的因素

2．4．2 影响红外热像仪测温的因素

2．4．3 相对灰度划分法优化内热源探测实验方法

2．5 COMSOL软件建立稳态热传递过程介绍

3 基于相对灰度划分法的红外透视成像系统研究与软硬件设计

3．1 基于相对灰度划分法的红外透视成像系统

3．2 基于相对灰度划分法的红外透视成像系统硬件设计

3．3 相对灰度划分法构建红外热成像系统软件研究与设计

3．3．1 伪彩色测温处理算法

3．3．2 相对灰度划分法构建红外热成像系统软件的设计

4 相对灰度划分法构建红外透视成像系统实验结果的分析

4．1 石蜡检测内热源在仿真与实验中的差异

4．1．1 石蜡在仿真中内热源的检测

4．1．2 石蜡在实验中内热源的验证

4．2 猪肝组织探测内热源深度在实验与仿真中的差异

4．2．1 猪肝在实验中内热源的检测

4．2．2 猪肝在仿真中内热源的验证

4．3 结论

5 总结与展望

5．1 课题总结

5．2 展望

致谢

参考文献

附录