基于光学相干层析术的光学断层图像获取和处理技术研究

摘要

光学相干层析成像技术，是光学、电子学、计算机技术等学科交叉形成的新兴学科分支“生物医学光子学”的前沿和热点。作为一种新型的生物医学成像技术，结合了外差探测和扫描层析成像技术的优点，具有高灵敏度、高分辨率、无损伤以及可在体检测等优越性，它是从生物组织这类强散射介质中获取图像的一种新技术，自提出来的十几年时间里已经取得迅速发展。 论文首先介绍了OCT系统的基本工作原理，就系统的核心部分进行了详细的分析，包括成像信号的干涉原理和分辨率，多谱勒频移带来的信号反差以及希尔波特解调法；然后深入研究OCT系统中存在的各种噪声及其产生的原因，并结合试验所用的探测器，简要分析其信噪比特性。根据不同噪声的特性，将其划分为白噪声和有色噪声，提出相应的处理方法，通过综合分析，找出最适合于本系统的图像处理算法。最后，采用盲解卷积算法，对视网膜的OCT图像进行恢复，以达到去噪、平滑等目的，并就视网膜组成部分的微细结构，作简要的说明。利用二维离散小波变换对人体皮肤图像进行处理，处理后的图像组织结构界限更加清晰，并由相关的程序，可以将每一深度方向上的OCT曲线描绘出来，以此粗略的计算出每层组织所处的大体位置。最后对由全场OCT获取的洋葱图像进行了处理。

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1光与生物组织的作用

1.2 OCT的起源与发展

1.3 OCT图像处理的进展

1.4本课题研究意义与主要内容

2光学相干层析技术

2.1 OCT基本工作原理

2.2低相干干涉

2.3 OCT系统分辨率

2.4信号光与参考光的干涉

2.5多谱勒频移

2.6希尔波特解调法

2.6.1希尔波特变换原理

2.6.2数字Hilbert变化与信号处理

3 OCT图像中的噪声及处理算法

3.1噪声类型和产生原因

3.1.1散斑

3.1.2扫描噪声

3.1.3边锋效应

3.1.4探测器产生的噪声

3.2白噪声和有色噪声

3.2.1白噪声

3.2.2有色噪声

3.3图像处理算法

3.3.1中值滤波

3.3.2自适应平滑滤波

3.3.3小波变换消噪处理方法

3.3.4盲解卷积(BD Blind Deconvolution)在图像恢复中的应用

3.3.5去卷积在图像恢复中的应用

4图像处理

4.1盲解卷积算法图像处理

4.2二维离散小波变换去噪处理

4.2.1对皮肤组织的图像去噪

4.2.2对洋葱OCT图像的处理

总结

致谢

参考文献

附录