点扩散函数

摘要： 相位展开技术对提高最终测量结果的精度有重要影响,但由于工件表面不连续边界处残差点的密集分布,导致相位展开时产生较大误差。针对此类解缠错误问题,本文提出基于枝切法与误差补偿算法结合的相位展开方法,将质量图分为高质量区与低质量区,枝切法展开高质量区相位,DMA误差补偿算法展开低质量区相位。实验结果表明,此方法既可保持枝切法简便、高效的优点,又可解决不连续边界处的解缠错误问题,满足实时性测量要求,测量精度高达0.05mm。

摘要： 点扩散函数(PSF)反映了地震观测系统对地下一个成像点观测过程的模糊化。在反演理论下可以证明,偏移成像是真实反射率与PSF卷积的结果。将反演成像转化为模型空间的图像去模糊问题,其核心在于PSF算子的计算和PSF模糊化效应的消除。提出了通过散射点模型的一次正演和偏移高效求取控制点PSF,而后通过空间插值快速得到全成像空间PSF的方法。理论分析和数值实验结果表明,全成像空间的PSF是反演理论中Hessian算子的近似,将PSF与反射率模型卷积得到模糊化的图像。利用波数域反演成像的方法,对常规偏移成像结果进行解卷积处理可以得到模型空间的反演结果。模拟数据的测试结果表明,相较于传统的最小二乘偏移方法,面向模型空间地震反演成像的点扩散函数快速计算方法具有更高的计算效率,处理后的偏移剖面分辨率更高,同时具有更均衡的振幅。

摘要： 点扩散函数(point spread function,简称PSF)是成像系统对单位强度点散射体的响应,基于PSF的反演方法为直接在深度域进行储层参数反演提供了新的方向.本研究旨在提出一种切实可行的PSF计算方法,并利用PSF得到深度域模拟成像.本文从扰动理论出发,分析了速度和密度扰动对散射场的影响,在前人工作的基础上提出了基于密度扰动的两步正演法来计算PSF.然后,深入研究了如何去除模拟成像过程中的结构信息污染,如何进行相位匹配以及空间褶积的实现细节等问题,并提出了相应的有效解决方案.模型测试表明采用本文提出的计算方法得到的PSF具有准确、污染小的特点,并且基于PSF得到的深度域模拟成像剖面在振幅和相位上都与实际偏移成像结果匹配良好.

摘要： 分析了基于彩色光照的粒子图像测速算法中示踪粒子的成像原理,并根据实际流场中的应用环境以及彩色粒子图像测速算法的实验条件,采用一套由白色光源和波长线性变化的滤波片组成的照明系统,为粒子场提供不同深度、相同光强的彩色体积光照明。根据针孔相机模型和其对应的点扩散函数,建立示踪粒子的三维成像模型,得到在彩色体积光照射下流场中的粒子在彩色相机上的模拟图像。结合朗肯涡流模型生成的三维速度场得到不同时刻下的模拟粒子图像。采用彩虹粒子图像测速算法对不同密度的粒子在不同速度的朗肯涡流场下的模拟图像进行粒子分布场和粒子速度场的重建分析,与真实值对比,证明该方法生成的模拟粒子图像可以为基于彩色光照粒子图像测速算法的研究提供支撑。

摘要： 红外图像由于对比度低、噪声大,导致图像边缘较为模糊,严重影响图像中有效信息的提取与识别。针对该问题,提出了一种基于相位一致性原理自适应提取双刃边进行模糊红外图像复原的方法。该方法首先利用频域的相位一致性点作为边缘特征点,提取图像边缘信息;在此基础上根据最优角度原则自适应地选择两条满足条件的刃边,拟合退化图像的点扩散函数;最后以点扩散函数为先验信息,利用快速全变分正则化模型实现模糊图像复原。实验证明,基于相位一致性自适应提取双刃边的方法高效且鲁棒性强,可有效提取各种形状图像边缘的刃边信息;在失焦、光学衍射、相对运动等不同图像退化条件下,相比于自适应单刃边法,本文算法所复原图像的平均梯度和信息熵分别提高了11.5%和1.4%,所生成的椭圆点扩散函数的复原效果明显优于传统单刃边法生成的圆形点扩散函数的复原效果。

摘要： 针对环形合成孔径成像系统在成像过程中产生噪声和图像模糊的问题,设计了一种基于Laplacian算子和参数维纳滤波的图像复原技术。针对环形合成孔径的成像退化特点,先对退化图像进行锐化处理,再使用参数维纳滤波对处理后的图像进行复原,同时对比传统的维纳滤波复原算法,以环形合成孔径系统为基本结构,分析和比较单个孔径与不同填充因子的六孔径环形系统的点扩散函数和调制传递函数特性,对系统成像性能和图像退化原因进行分析。仿真结果表明,运用Laplacian算子与参数维纳滤波复原算法对比维纳滤波,图像清晰度有明显提高,更好的实现环形合成孔径图像复原,其中填充因子最大为0.6的复原效果最佳,且峰值信噪比可以达到48.0286,实现合成孔径的高分辨率成像。

摘要： 基于辐射图像的燃烧温度场测量方法由于其系统简单、对被测对象无干扰等特点而受到广泛关注.该测量方法中建立准确的辐射成像模型以获得三维燃烧火焰发射和二维辐射图像间对应关系是温度场准确测量的前提.基于点扩散函数的透镜成像模型能够考虑三维燃烧火焰中聚焦平面内外发射点的不同成像特性,适用于不同的燃烧对象和辐射成像系统.针对现有成像模型构建算法在计算精度或计算时间上存在的不足,通过分析发射点在成像面上的能量分布函数,得到改进的辐射成像模型构建算法.以简化的三维燃烧火焰为研究对象,利用不同算法获得辐射图像并进行对比分析.结果表明,文中改进的辐射成像算法具有很好的计算精度,且计算效率高于蒙特卡罗方法.

摘要： 机载GMTI雷达对地面运动目标探测时,由于目标在距离和方位向扩散严重,在进行目标凝聚时难以获取目标的精确位置,导致目标跟踪精度差、虚警率高,难以满足实际使用需求。针对这一难题,本文提出了一种针对机载GMTI雷达原始点迹的凝聚方法,首先基于构建的点扩散函数对目标进行信号幅度复原处理,再进行点迹质心凝聚,并对凝聚后的点迹进行二次检测,对检测后的凝聚点迹进行跟踪处理。通过对实际飞行数据进行分析处理,验证了本方法对提升目标跟踪精度、降低跟踪虚警率的有效性。

摘要： 目的:研究点扩散函数(PSF)技术联合小体素重建对PET图像质量的影响,为临床提供参考。方法:遵循美国电气制造商协会(NEMA)NU 2⁃2018标准,使用符合国际电工委员会(IEC)的PET体模模拟临床扫描。原始数据分别在使用PSF技术和非PSF技术(noPSF)的条件下,选用常规体素(4 mm)和小体素(2 mm)进行重建,通过对比分析不同重建条件下图像的对比度(Q)、背景变化率(N)、信噪比(SNR)和清晰度(VS)进行图像质量评估。结果:联合使用PSF技术和小体素重建组的平均图像对比度、信噪比以及清晰度分别增长了12.53%、19.96%和19.97%,背景变化率降低了6.27%,差异具有统计学意义(t=7.684、8.170、3.882、-4.376,均P<0.05)。结论:PSF技术和小体素重建联合使用可显著提高图像的对比度、信噪比和清晰度,有助于较小病灶尤其是亚厘米级、具有复杂精细结构的病灶检出。

摘要： 光声断层成像(Optoacoustic Tomography,OAT)是一种新兴的生物医学成像技术,在基础医学研究与临床实践中具有重要作用。针对现有光声断层成像空间分辨率较低的问题,提出了一种结合物理点扩散函数(Point Spread Func-tion,PSF)模型和卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的新型高分辨光声重建网络方法(Physical Atten-tion U-Net,Phys-AU-Net)。该方法采用无监督学习策略,结合物理PSF模型和基于注意力机制的U-Net网络。其中,物理PSF模型用于完成对衍射受限机制的模拟,基于注意力机制的U-Net网络用于实现对高密度重叠吸收体图像的特征提取。在二者共同作用下,Phys-AU-Net突破了声衍射极限对于OAT成像空间分辨率的限制。实验结果表明,Phys-AU-Net能够有效实现对声衍射受限光声断层图像的高分辨重建,其性能相较于U-Net网络具有较大程度提升,在结构相似性指标(Structural Similarity,SSIM)方面提升了43.5%,在峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)方面提升了11.2%,对临床研究及诊断具有重要意义。

摘要： 针对模糊图像复原中点扩散函数（PSF）的参数估计问题，实现了一种基于误差分析的模糊图像PSF 参数估计算法。用不同的模糊参数对模糊图像再次模糊，分析模糊图像和再模糊图像的误差可以估计PSF的参数。仿真模糊图像和真实模糊图像的解模糊实验结果表明，该算法能较为准确地估计出模糊图像的PSF参数。

摘要： 根据光学稀疏孔径的原理,提出了拼接光子筛的设想,并对3种拼接光子筛进行了仿真分析,可用于大口径光子筛的设计和制作.首先介绍了光学稀疏孔径和准相位型光子筛的原理,将两者加以融合,得到了拼接光子筛的概念.设计了拼接光子筛图形的生成方法,建立了Golay3、Golay6和环带型3种拼接光子筛的仿真模型,计算了对应的点扩散函数、填充因子等参数.根据上述分析,拼接光子筛是一种实现超大口径轻量化光学系统可行的技术途径.

摘要： 针对自主研制的降水微物理特征测量仪存在的成像质量问题,重点考虑与光源相关的散焦模糊,提出了基于点扩散函数的雨滴图像复原方法,利用圆盘函数对雨滴图像进行复原,消除噪声和模糊,得到具有清晰轮廓的雨滴图像.利用与雨滴光学性质相近的玻璃球进行了定标试验,确定了成像系统散焦模糊的半径和图像二值化的阈值.外场实测结果表明,图像复原可以有效修正雨滴尺度及其谱分布,测量得到的雨滴谱和降雨强度与激光雨滴谱仪的结果具有很好的一致性.该方法应用于降水微物理特征测量仪,可以显著提高雨滴谱及其他微物理特征的测量性能.

摘要： 以陕西省关中平原为研究区域,应用点扩散函数、混合像素面积权重法和中值像素变异权重法将基于Landsat卫星遥感数据反演的30m的条件植被温度指数(VTCI)干旱监测结果上推至930m的干旱监测结果,并与Aqua MODIS数据反演的930m的VTCI干旱监测结果进行对比分析,以期为两种空间尺度的干旱监测结果的综合应用提供技术支持.以MODIS数据反演的VTCI为参考,应用相关系数、均方根误差、半变异函数的估计值和图像的纹理特征等对尺度上推的VTCI进行评价.rn 结果表明,点扩散函数和混合像素面积权重法的尺度上推效果均较好,而中值像素变异权重法的尺度上推效果较差,说明点扩散函数和混合像素面积权重法均适用于研究区域VTCI干旱监测结果的尺度转换,且点扩散函数的数据处理过程更为简单.典型样点VTCI的尺度上推结果表明,空间异质性越小,尺度上推的结果越好.

摘要： 图像局部运动模糊是指相机曝光过程中,目标与背景间存在的相对运动导致的局部成像模糊现象.针对局部运动模糊问题,提出一种基于图像显著性的局部运动模糊图像恢复方法.首先通过图像显著性分析对图像中存在的局部运动模糊进行分割,获得模糊区域,然后针对模糊区域利用迭代优化的方法求取局部点扩散函数,最终通过反卷积进行清晰图像恢复.实验结果表明,该方法能够有针对性的对图像中局部模糊进行图像恢复,图像恢复效果较好.

摘要： 该文分析了红外图像运动模糊产生的原理,建立运动模糊及复原数学模型。复原过程分包括构建点扩散函数和维纳滤波两部分。采用方向微分,双线性插值法求取模糊方向,通过微分自相关函数估算模糊尺度,从而构建最为近似的二维匀速直线运动的点扩散函数,并对运动模糊图像进行维纳滤波的复原。实验结果表明,针对有噪声的图像运动模糊复原,维纳滤波复原图像效果好,抗噪能力强。

摘要： 为了有效实时地检测高速路段汽车行驶中的流量情况，确保交通安全等问题，文中讨论了因汽车高速运动和外界环境噪声干扰所引起的图像失真，在图像处理终端实现恢复的总体方案。利用 deconvwnr 函数，在图像的频率特征和附加噪声已知的情况下，采用维纳滤波进行因运动模糊引起的失真图像恢复效果明显。经软件编程仿真，结果表明在设置合理的点扩散函数的基础上，其效果优于高斯模糊引起的失真图像恢复效果。经过图像处理终端的设计，可以较好地检测高速路段的车流量情况。

摘要： 光学读出非制冷红外成像技术采用了全新概念的无基底焦平面阵列,它的热学特性与传统的有基底焦平面阵列完全不同,其感热单元吸收的红外辐射以点扩散函数的形式向相邻单元扩散.该热学特性大幅度提高无基底焦平面阵列的红外探测性能,使红外目标在背景中更加凸显,但同时降低了无基底焦平面阵列对红外目标细节的分辨能力,使红外图像的对比度和清晰度显著下降.为了解决上述问题,通过将无基底焦平面阵列的热响应等效为点扩散函数的线性叠加,并详细分析这种热响应特性对红外成像质量的影响,利用数字信号处理技术,提出了针对性的红外图像复原算法.根据仿真及实验测试结果,该复原算法能有效抑制红外图像的热串扰现象,提升红外图像的质量.

摘要： 冷中子照相是一种新型的中子照相技术，国内对冷中子照相技术的研究尚处于起步阶段。rn 冷中子荧光屏是冷中子照相的关键组件，本文对冷中子荧光屏的仿真方法进行了研究，分析了冷中子与与荧光屏的作用机制，建立了仿真计算模型，得剑了荧光屏的点扩散函数(PSF)，最终实现了设定样品下荧光屏输出光强分布图像的仿真计算。

摘要： 本文分析了运动和大气推流导致图像退化的机理，并通过实验对常见复原算法的复原效果进行了对比分析，给出高速运动目标图像盲去复原实验效果图。在规定好约束条件和收敛条件下，通过迭代可以还原由于高速运动和大气湍流导致的高速运动目标图像。对实验结果进行分析，该方法减少了在盲去卷积过程中由于PSF大小的不确定性引起的复原图像的模糊和振铃现象，提高系统测量精度，取得了较好效果。

摘要： 本申请实施例公开一种图像处理方法及基于点扩散函数调整衍射屏结构的方法，所述图像处理方法包括衍射成像系统对目标物成像并获取原始图像，所述原始图像为带有衍射图案的图像；获得所述衍射成像系统的点扩散函数；根据所述点扩散函数，从所述原始图像中还原生成目标图像，所述目标图像为目标物的图像。该图像处理方法利用点扩散函数，可以将原始图像中的衍射图案削弱甚至消除，以得到目标图像，从而真实的反映目标物信息。

摘要： 本发明涉及光学工程领域，具体涉及一种离轴成像系统点扩散函数的测量方法与建模方法。本测量方法采用屏幕作为标准物显示圆斑特征，根据相机所获取斑点光强的梯度判断中心区域的轮廓线，将轮廓线之外的光强梯度向中心收缩得到点扩散函数弥散斑，本建模采用斜正态分布函数进行拟合，然后将函数表达式的每个参数拟合为斑点中心像素坐标的连续函数，由此实现离轴成像系统非对称点扩散函数的解析建模。本发明的测量方法和建模方法可以较好地克服传统双高斯函数无法准确描述离轴成像的局限性，提高对复杂的非对称点扩散函数的建模可靠性。

摘要： 本发明公开一种基于点扩散函数的大视场单透镜面形优化方法和装置，包括：基于光线追迹建立单透镜光学系统下光线入射位置和方向到像面位置的映射方程；根据所述映射方程对光线在像面的落点做点扩散化，获得固定视场对应的点扩散函数；根据获得固定视场下的点扩散函数通过SINC函数插值方法，得到随机视场对应的点扩散函数；根据所述随机视场对应的点扩散函数和理想点扩散函数，得到对单透镜面形优化结果同时做集中性与一致性约束的损失函数，以损失函数值最小为目标获得优化的面形参数。采用本发明的技术方案，对单透镜进行优化设计，满足一定的性能要求。

摘要： 本发明公开了一种图像处理中利用Moffat基函数构建局域点扩散函数的方法，步骤如下：S1、用Moffat基函数逐个拟合视场中每个点源所对应的点扩散函数PSF密度轮廓，得到N组模型参数；S2、计算N组模型参数的平均值，用平均值作为该视场中N个点源各阶Moffat基函数的模型参数；S3、先计算好视场中每个点扩散函数PSF的椭率，然后把圆对称的各阶Moffat基函数都挤压中每个点扩散函数PSF具有相同椭率的椭圆对称形状；S4、调整各阶Moffat基函数的系数，使由各阶基函数构成的目标函数达到与所有点源的PSF的最佳拟合状态。本发明更贴近于真实PSF，节约了计算量，简化参数个数，避免了过拟合的情况。

摘要： 本发明提供了一种基于点扩散函数工程的多焦点多光子显微成像系统及方法，包括：激光光源；根据导入的双层点阵相位图对激光光束进行相位调制，产生三维多焦点阵列的空间光调制器；将三维多焦点阵列投射至样品面上，激发样品产生双光子荧光信号的物镜；对双光子荧光信号进行相位调制的相位调制单元；采集相位调制后的双光子荧光信号，得到若干图像数据的探测器；对若干图像数据进行图像重构，得到样品的深度分布图的控制终端。本发明通过空间光调制器产生的三维多焦点阵列激发样品产生双光子荧光信号，并将每个激发焦点的双光子荧光信号的光强分布调制为双螺旋点扩散函数形状，大幅提高了现有多焦点多光子显微技术的成像深度、分辨率和成像速度。

摘要： 本发明公开一种基于点扩散函数的大视场单透镜面形优化方法和装置，包括：基于光线追迹建立单透镜光学系统下光线入射位置和方向到像面位置的映射方程；根据所述映射方程对光线在像面的落点做点扩散化，获得固定视场对应的点扩散函数；根据获得固定视场下的点扩散函数通过SINC函数插值方法，得到随机视场对应的点扩散函数；根据所述随机视场对应的点扩散函数和理想点扩散函数，得到对单透镜面形优化结果同时做集中性与一致性约束的损失函数，以损失函数值最小为目标获得优化的面形参数。采用本发明的技术方案，对单透镜进行优化设计，满足一定的性能要求。

摘要： 本发明提出一种基于点扩散函数渐近序列的层析成像系统评价方法，包括基本参数设置、输入图像重建、重建结果拟合和评价指标计算四个主要步骤。本方法采用二维高斯函数序列作为层析成像系统的输入，实现对单位冲激输入的逼近，并将系统输出的重建图像序列作为点扩散函数的渐近序列，估计点扩散函数的最大半高全宽和中心点偏移距离。本方法通过估计点扩散函数与单位冲激函数在形状和位置上的偏离程度实现层析成像系统成像质量的定量评价，能够定量比较具有不同投影数目的光束布局，并能对成像质量进行逐点分析。本发明为层析成像系统提供了一种可靠的成像质量评价手段，有助于实现层析成像传感器的光束布局优化设计，具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明涉及一种基于位置相关点扩散函数的超分辨图像重建方法及系统，以解决在大视场荧光单分子定位显微镜应用中光学像差对重建精度和准度的影响。本发明将首先对视场不同位置处的点扩散函数进行采集和拟合，然后对获取的点扩散函数中包含的各种光学像差(包括但不限于球差、彗差、场曲率和色差)进行校准，进而对视场中所处不同位置的荧光发射图案采用对应位置的校准点扩散函数拟合，获得精准可靠的超分辨图像重建，从而最大限度地扩大单分子定位超分辨显微镜的有效视场。

摘要： 本发明公开了一种基于点扩散函数和去卷积的微血管超分辨成像方法、设备及介质，方法：获取造影增强的超声回波信号，进行信号前处理、波束合成与正交解调得到超声图像；对超声图像进行图像后处理，叠加得到微血管超分辨率图像；所述图像后处理包括：去相干、插值、微泡分离、去噪、点扩散函数去卷积、定位微泡质心；微泡分离包括：利用一个超声微泡模型的成像结果作为点扩散函数PSF1，对图像所有子图进行二维归一化互相关计算，将其中互相关系数最大的子图作为点扩散函数PSF2；利用PSF2对图像进行二维归一化互相关处理，保留系数大于阈值T的子图；在点扩散函数去卷积时，采用PSF2作为去卷积的模糊核。本发明不但能够提升成像的准确度和图像分辨率，而且还能有效抑制图像的背景噪声。

摘要： 本发明提供一种亚像素级点扩散函数测试系统及方法，其中亚像素级点扩散函数测试系统包括：星点目标模拟器，将所述光源模拟为星点，所述星点目标模拟器包括星点分划板；微位移调整台，所述星点分划板安装于所述微位移调整台，所述微位移调整台用于使所述星点分划板实现二维平动；微角度调整台，所述微位移调整台安装于所述微角度调整台，所述微位移调整台用于使所述微位移调整台实现三维滚转；图像显示装置，接收透过所述星点，成像并计算质心。采用本方案的亚像素级点扩散函数测试系统能够实现亚像素级点扩散函数的精确标定。