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一种用于光学/红外干涉测量的图像重建方法（IRBis）
摘要： 目的：我们提出一种名为IRBis（基于双谱图像重建软件）的光学/红外长基线干涉测量图像重建方法。阐述了该方法的理论基础，并展示了其在计算机模拟干涉图中的应用。 方法：IRBis方法能根据实测可见度与闭合相位重建图像。所采用的ASA_CG优化程序基于共轭梯度法。该方法允许用户实施不同正则化方案，运用残差比作为拟合优度的附加指标，并利用前次迭代结果作为先验条件强制收敛。 结果：我们呈现了IRBis方法的理论及该技术在计算机模拟干涉图中的多项应用。图像重建结果表明：重建图像质量取决于干涉图噪声水平（例如每幅干涉图10个电子读出噪声与139至1219个探测光子）、正则化方法、角分辨率及所用重建参数。此外，我们还展示了提交给国际天文学联合会光学/红外干涉测量工作组发起的2012年干涉成像选美竞赛的IRBis重建结果，并描述了相关数据处理流程。
关键词： 技术：高角分辨率；方法：数据分析；仪器：干涉仪；技术：干涉测量；方法：数值计算；技术：图像处理
更新于2025-09-23 15:23:52
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去噪、解卷积及分解多域光子观测数据
摘要： 基于光子计数数据的天文成像是一项非平凡的任务。本文展示了如何对多域光子观测数据进行去噪、解卷积和分解处理。核心目标是建立精确且具有理论依据的似然函数与先验模型，从而可靠地估计数据集中形态各异但相互叠加的光子通量成分。该方法在去噪解卷积光子计数的同时，将其分解为弥散辐射、点源辐射及无关背景辐射通量。该分解基于信息场理论（IFT）框架下的概率分层贝叶斯参数模型。相较于前身算法D3PO，D4PO能重建多域成分——每个成分定义于其独有的多重独立域直积空间（如位置域与能量域）。D4PO可分别重建各成分子域间的关联结构，由此推断出的关联关系（点源通量的空间关联除外）隐式定义了形态各异的源成分（点源通量按定义具有空间非相关性）。通过包含光谱与空间信息的合成真实感模拟数据集验证了算法性能：D4PO成功将光子计数图像分解为位置-能量双变量函数形式的弥散辐射、点源辐射及背景辐射，并实现了去噪解卷积；同时基于后验密度函数及各域流形特性，提供了重建场及其关联结构的不确定性估计。
关键词： 伽马射线：一般性研究，方法：数据分析，方法：统计分析，X射线：一般性研究，方法：数值计算，技术：图像处理
更新于2025-09-23 15:23:52
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面向视觉的开放式数控系统在轮廓磨削中的方法与实现
摘要： 具备视觉功能的数控系统对于智能机床极具价值，因为机器视觉是机器领域快速发展的智能化特征。本研究开发了一种新型面向视觉的开放式数控系统，应用于轮廓磨床对复杂模具、切削刀具等具有轮廓曲面的零件进行精密加工。该系统是对传统轮廓磨削方法的创新，实现了加工过程中轮廓误差的可视化检测与补偿。 本研究提出了一种面向机器视觉的数控系统新型设计方法，构建了基于以太网的硬件架构。分析了所开发数控系统的软件特性，包括新型多线程软件架构、内存空间多线程访问的无缝切换技术、人机界面与图像处理的集成，以及基于虚拟轴的在线误差补偿。通过测试软件开发平台的运行效率、分析面向视觉数控系统中测量控制的时间消耗，并验证了所开发视觉数控系统的有效性。 结果表明：所提出的面向视觉的开放式数控系统能有效融合图像处理与运动控制，满足效率要求并提升轮廓磨削加工精度。该研究成果对开发其他基于机器视觉的智能机床也具有重要价值。
关键词： 轮廓误差、成形磨削、图像处理、在机测量、开放式数控系统、机器视觉
更新于2025-09-23 15:23:52
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一种基于深度卷积神经网络的糖尿病视网膜病变增强检测与分类方法
摘要： 本研究旨在提出一种替代性的混合解决方案，用于从视网膜眼底图像诊断糖尿病视网膜病变。具体而言，该混合方法结合了图像处理与深度学习技术以提升诊断效果。在医学图像处理领域，从数字眼底图像可靠检测糖尿病视网膜病变仍是一个悬而未决的问题，需要开发替代性解决方案。当前背景下，人工解读视网膜眼底图像需要大量人力、专业知识和过度耗时。因此医生亟需影像与计算机视觉系统的辅助，而下一步发展则与智能诊断系统的应用密切相关。本研究提出的解决方案包含采用直方图均衡化与对比度受限自适应直方图均衡化技术的图像处理流程，继而通过卷积神经网络分类实现诊断。该方法使用MESSIDOR数据库中的400张视网膜眼底图像进行验证，获得各项性能评估参数平均值：准确率97%、灵敏度（召回率）94%、特异度98%、精确率94%、F值94%及几何均值95%。除上述结果外，与既往研究的总体比较也表明，本方法在从视网膜眼底图像诊断糖尿病视网膜病变方面具有充分的有效性与成功性。通过运用相关图像处理技术与深度学习进行糖尿病视网膜病变诊断，本方法及研究成果对相关文献具有重要价值贡献。
关键词： 图像处理、深度学习、卷积神经网络、糖尿病视网膜病变
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于光学显微镜图像的免疫磁珠与白血病细胞自动化定量分析
摘要： 肿瘤细胞的量化对于癌症的早期检测和病情监测至关重要。目前已有多种肿瘤细胞检测方法被开发出来，但在免疫磁性微珠存在的情况下进行细胞自动化量化尚未见研究报道。本研究基于计算机视觉技术开发了算法，用于量化被微米级免疫磁性微珠捕获分离的白血病细胞。我们采用基于颜色、尺寸的目标识别方法及机器学习方法，对明场显微镜拍摄的图像中的目标进行量化分析。通过分析40倍和20倍物镜获取的图像，免疫磁性微珠的检测错误率分别为0.0171和0.0384。结果表明：该算法在40倍物镜下达到91.6%的精确度，在20倍物镜下达到79.7%的精确度。该算法有望成为细胞检测生物芯片的信号读出机制。
关键词： 白血病细胞、免疫磁珠、支持向量机、明场光学显微镜、图像处理、机器学习
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于图像平移与叠加方法的暗弱小行星探测
摘要： 为提高发现太阳系中暗弱小天体的能力，本研究采用一种提升暗弱移动天体检测效率的图像平移叠加方法处理序列光学图像。该方法通过假位置法预估算移动天体的视速度来判断其存在性，继而基于恒星图像的信噪比与伸长率迭代确定移动天体的精确位置。利用中国近地天体巡天望远镜（CNEOST）的序列图像进行实验，成功探测到单幅图像中不可见的21等以下暗弱小行星，从而验证了该方法的可行性。
关键词： 技术：图像处理、天体测量学、仪器设备、方法：数据分析、望远镜、方法：观测法
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用SPM对形貌图像的三种缺陷进行图像处理
摘要： 图像处理在扫描探针显微镜（SPM）的地形成像中起着重要作用。由于硬件不完善和环境干扰，地形图像中容易出现图像缺陷。为了处理这些缺陷，图像处理技术是最有效且便捷的方法，因此大多数SPM软件都集成了图像处理功能。本研究针对地形图像的三种常见缺陷——背景、损伤和条纹，提出了相应的图像处理方法。根据地形图像及其缺陷的特点，所提出的方法采用了一些算法，如B样条、全变分（TV）、Criminisi算法、傅里叶变换等。详细阐述了这些方法的原理、流程及应用范围，并选取具有典型缺陷的地形图像进行验证。处理结果表明这些方法是可行的，为快速、简单且低成本地获取高质量地形图像提供了一种有效途径。
关键词： 背景、损伤、地形图像、条纹、扫描探针显微镜、图像处理
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于快速红外热图像处理技术的茶叶病害检测
摘要： 本研究的总体目标是开发一种高效、简便且适配的计算机视觉算法，利用红外热成像技术检测茶树病害区域并评估病害程度。研究发现，茶树病害区域的面积与其红外图像灰度分布存在一定规律性?；诟霉媛?，我们提取两个特征参数构建分类器以实现快速茶病检测，使检测准确率略有提升。实验在中国江苏茶叶博览园日间采集茶树图像，并对57株茶树的116幅图像进行病害检测算法测试。该算法流程包括：冠层红外热图像分类、RGB图像转HSV色彩空间、阈值分割、颜色识别、噪声滤除、二值化处理、闭运算及病斑计数。经验证，该算法与人工观测计数的相关系数达0.97，较未使用分类器的传统算法提高2%。
关键词： 颜色检测、茶叶病害、红外热图像、快速分类、图像处理
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用高光谱图像处理技术自动映射混凝土表面带有生物污渍的裂缝模式
摘要： 尽管技术不断进步，混凝土结构裂缝的测绘仍主要依赖现场观察和照片绘制的草图进行评估?；谕枷翊淼姆椒ㄋ渚哂忻飨杂攀?，但多数研究仅适用于边界清晰或无其他病害的单一裂缝，因此不适用于现场应用。此外，由于缺乏真实基准数据，其精度通常无法量化。因此，能够有效处理周围病害的自动裂缝模式测绘方法具有重要价值。本文提出超聚类裂缝法（SC-Crack法），该方法通过处理高光谱图像实现含生物污渍混凝土表面的裂缝检测：先进行k均值聚类，再将聚类组合成代表裂缝的超聚类。通过在425-950nm波长范围内以25nm带宽对混凝土试样高光谱图像进行分类来实现方法校准与验证，并通过与真实基准图像对比讨论结果，最后验证超聚类组合效果。该方法在清洁表面和含生物污渍表面均表现良好——后者通过高光谱成像有效避免生物污渍与裂缝模式混淆；就核心的裂缝模式测绘目标而言，在清洁混凝土表面能完美检测所有裂缝分支；在含生物污渍表面虽会遗漏较细裂缝分支，但仍可识别大部分裂缝模式。
关键词： 图像处理、混凝土表面、超级簇、裂缝模式、高光谱图像、自动制图
更新于2025-09-23 15:23:52
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裂隙灯作为视频摄影控制台
摘要： 背景：当今的裂隙灯已针对焦点照明原理进行优化。临床使用时，操作者仅需依靠直觉即可操控设备；但由于其结构原理固定，其他应用场景受到限制（相关内容详见随附在线影片）。方法：首先展示裂隙灯的经典应用领域，随后阐述现代图像处理技术及对裂隙灯照明/观察光路的简单改造如何为诊断与记录开辟新视角。结果：利用免费开源图像处理软件Hugin，通过常规照明与观察单元组合可生成更大范围的眼前节全景影像；以检眼镜作为光源时，保持裂隙灯观察单元不变并观察Purkinje像1、2和4的排列即可诊断早期圆锥角膜；相同配置下还能可靠检测相对性传入性瞳孔障碍；若在物镜前加装矫正凹透镜改变观察光路，可将焦点平面转移以捕捉眼整形与斜视体征；影片最后表明当前裂隙灯的潜力远不及面向未来的眼底摄像技术。结论：基于对裂隙灯基础光学原理的深入理解，通过裂隙灯摄像技术可完整记录眼科各核心领域。该技术尤其为全科眼科医师的日常临床工作提供了广泛的记录可能性。
关键词： 全景功能、文档、光圈灯、图像处理、光学三叉戟
更新于2025-09-23 15:23:52