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光场成像技术:模型、标定、重建及应用 Review

Hao ZHU, Qing WANG, Jingyi YU

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第9期   页码 1236-1249 doi: 10.1631/FITEE.1601727

摘要: 光场成像是计算摄像学领域一项新兴技术。基于对成像模型和光路的创新设计,光场相机不仅记录了三维物体的空间强度,而且捕获了物理世界中的角度信息。本文首先回顾了光场相机的三个关键问题,包括成像模型、标定理论以及重建方法。然后,系统介绍了光场成像技术在信息学、物理学、医学和生物学等领域的应用现状。最后,讨论了光场成像目前存在的问题,并展望了光场成像技术的应用前景。

关键词: 光场成像光函数;成像模型;标定;重建    

氟化碳乳剂19F磁共振成像的最新进展 Review

Anne H. Schmieder,Shelton D. Caruthers,Jochen Keupp,Samuel A. Wickline,Gregory M. Lanza

《工程(英文)》 2015年 第1卷 第4期   页码 475-489 doi: 10.15302/J-ENG-2015103

摘要:

19F磁共振成像(MRI) 的研究可追溯到30多年前。在这30多年间,氢原子核(1H)成像技术迅速发展,并在全球得到广泛应用,使得磁共振成像成为生物医学诊断成像技术中不可缺少的支柱。多年来,由于各种原因,对19F成像技术的研究进展缓慢。但是在过去的十年间,尤其是最近几年,19F成像的研究和临床相关性呈爆发式发展。这些成就再加上对解剖生理学分子成像技术的兴趣以及一批创新造影剂的出现使19F的概念进入了早期的临床评估中。本篇综述重点探讨以液态氟化碳化合物为基础的造影剂,并试图呈现这段丰富的研究和发展历史。

关键词:     磁共振成像(MRI)     双调线圈     氟化碳     血管生成术     细胞标记    

基于普通器件实现快1000倍的相机与机器视觉 Article

Tiejun Huang, Yajing Zheng, Zhaofei Yu, Rui Chen, Yuan Li, Ruiqin Xiong, Lei Ma, Junwei Zhao, Siwei Dong, Lin Zhu, Jianing Li, Shanshan Jia, Yihua Fu, Boxin Shi, Si Wu, Yonghong Tian

《工程(英文)》 2023年 第25卷 第6期   页码 110-119 doi: 10.1016/j.eng.2022.01.012

摘要:

在数码相机中,我们发现了一个重大缺陷,即从胶片相机继承的图像和视频模型阻碍了相机捕捉快速变化的光子世界。我们提出了一种新的视觉形式,称为视象(vform),这是一个比特序列阵列,其中每个比特表示光子的累积是否达到了一个阈值,从而可以记录和重建任何时刻场景的光强。仅使用消费级CMOS传感器和集成电路,开发了一种比传统相机快1000倍的脉冲相机。将视象看作生物视觉中的脉冲序列,进一步开发了基于脉冲神经网络的机器视觉系统,它可以将机器的速度和生物视觉的机理结合起来,从而实现了比人类视觉快1000倍的高速目标检测和跟踪,并通过辅助裁判和目标瞄准系统证明了脉冲相机和超级视觉系统的效用。视象模型和芯片有望从根本上改变图像和视频的概念以及摄影、电影和视觉媒体等相关行业,并开启一个全新的基于脉冲神经网络的速度自由的机器视觉时代。

关键词: Vidar相机     脉冲神经网络     超级视觉系统     成像    

结构变可靠度计算的随机过程模型

杜斌,向天宇,赵人达

《中国工程科学》 2010年 第12卷 第3期   页码 108-112

摘要: 基于结构抗力和作用效应相互独立的基本假设,充分依据作用效应和抗力的变特性,考虑结构抗力为独立增量过程,并计算了抗力的自相关系数,得到了计算结构失效概率的近似算法,建立了结构变可靠度计算的随机过程模型通过实例验证,该方法简单易行,便于工程应用,为基于变可靠度理论的既有结构评估和寿命预测提供理论依据。

关键词: 既有结构     随机过程     变可靠度     作用效应     抗力衰减    

结合变分最小化和稀疏字典学习后处理的低剂量CT重建 Article

Yong DING, Tuo HU

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第12期   页码 2001-2008 doi: 10.1631/FITEE.1700287

摘要: 然而对于低剂量CT成像而言,在降低剂量的同时保证图像的高质量是一个很大的挑战。相比传统的滤波反投影算法,基于压缩感知的迭代重建法取得了良好的成像效果。但是迭代重建计算复杂度高,阻碍了其临床应用。本文提出一种结合变分(total variation, TV)最小化和稀疏字典学习的重建方法,不仅提高了重建效果,而且通过自适应的停止策略提高了重建速度。

关键词: 低剂量CT;CT成像变分;稀疏字典学习    

矿山微震震源定位研究进展与展望 Review

程久龙,宋广东,孙晓云,温来福,李飞

《工程(英文)》 2018年 第4卷 第5期   页码 653-660 doi: 10.1016/j.eng.2018.08.004

摘要: 提出了矿山微震精确定位的发展方向,即速度模型优化、逆成像、被动时间反转镜法、相对干涉成像法等新方法的应用,有望大大提高矿山微震震源定位精度。

关键词: 微震震源定位     影响因素     成像     研究进展     发展前景    

一种抗RPE-LTP声码器压缩的端到端数据传输方法

陈立,胡爱群,徐青,杨晓辉

《中国工程科学》 2007年 第9卷 第12期   页码 81-85

摘要:

提出了一种基于正交频分复用(OFDM)的抗规则脉冲激励-长预测声码器(RPE-LTP)压缩的端到端数据传输方法。根据RPE-LTP声码器特性,将待传输数据分别调制到正交的低频正弦载波上,用快速傅立叶逆变换运算实现信号的调制传输,调制后的波形符合声码器的频特性。

关键词: 声码器;规则脉冲激励-长预测;正交频分复用;快速傅立叶变换    

光学成像中的相位问题 Review

Guo-hai SITU, Hai-chao WANG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第9期   页码 1277-1287 doi: 10.1631/FITEE.1700298

摘要: 本文回顾了近期我们在迭代相位恢复技术及其在光学成像中的应用等方面的研究工作。

关键词: 相位恢复;相位成像;计算成像;Gerchberg-Saxton算法;光学加密;计算机全息图    

计算成像领域新理论和新方法 Review

Xue-mei HU, Jia-min WU, Jin-li SUO, Qiong-hai DAI

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第9期   页码 1207-1221 doi: 10.1631/FITEE.1700211

摘要: 计算成像学从光传播和信息传递角度为光的整个成像过程建模,将计算能力引入传统光学成像,旨在突破视觉信息记录的局限。计算成像领域的进展,促进了不同基础学科和应用学科的发展。我们概述了计算成像领域的基本原则和方法、发展过程及其在科学发展中起到的重要作用,从视觉信号的不同维度——包括空间、时间、角度、光谱、相位——分别综述了计算成像领域最新和最先进的研究进展,并讨论了该领域有发展前景的研究方向

关键词: 计算成像;多维多尺度;超分辨;飞秒成像;3D重建;超光谱成像    

用于毫米波焦面阵成像系统的扩展半球介质透镜

孙忠良,窦文斌

《中国工程科学》 2000年 第2卷 第3期   页码 42-47

摘要:

毫米波成像是近年来毫米波领域的一个研究热点,而焦面阵成像因其具有实时成像的优点更加受到重视。文中分析可用于焦面阵成像的扩展半球介质透镜。这种焦面阵成像结构将集成天线阵贴附在透镜背面接收透镜聚焦的功率,消除了集成天线工作在毫米波频段存在的表面波对天线性能的影响,具有尺寸紧凑、损耗小的特点。采用Stmtton-Chu公式和射线追迹分析了电磁波人射到扩展半球透镜上在其背面的场分布,即透镜的焦区场分布,以获得透镜用于焦面阵成像的性能。

关键词: 毫米波     天线     成像     扩展半球介质透镜    

复杂结构中异常区域对波速成像影响的量化研究 Article

董陇军, 童小洁, 马举

《工程(英文)》 2021年 第7卷 第7期   页码 1011-1022 doi: 10.1016/j.eng.2020.06.021

摘要: 随着实时监测技术的出现,波速场精确成像使异常区域精准探测成为可能。但成像结果易受到多种因素的影响,尤其在小尺度上应用时。为此,我们采用被动声发射监测和主动超声波探测相结合的增强型三维成像技术,对包括初始速度模型、传感器排布、路径覆盖范围、事件的空间分布和定位误差等因素进行研究,共开展相关测试37组,获得了不同因素对成像精度的量化影响测试结果表明该成像技术可有效应对复杂结构中的异常区域的精准探测,且在初始迭代参数优化后,异常区域的探测精度显著提高。

关键词: 异常区域探测     成像作用     波速     路径    

高速单像素成像技术原理及应用 Review

Qiang GUO, Yu-xi WANG, Hong-wei CHEN, Ming-hua CHEN, Si-gang YANG, Shi-zhong XIE

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第9期   页码 1261-1267 doi: 10.1631/FITEE.1601719

摘要: 单像素成像技术具有利用一个单像素探测器获取高分辨图像的能力,近十年来得到广泛关注。该技术已应用于多个领域,如核磁共振成像、航天遥感、太赫兹成像和高光谱成像。然而,单像素相机的成像速度受到数字微镜阵列和图像压缩程度限制,导致其时间分辨率较低(毫秒量级)。因此,观察显微成像中的高速动态现象对于单像素相机而言是巨大挑战。最近,基于光子时间拉伸的高速单像素成像技术被提出,其远超普通相机的成像速度也得到验证。

关键词: 压缩采样;单像素成像;光子时间拉伸;成像式流式细胞仪    

基于谐波的多光子扫描结构光照明超分辨显微成像

汪磊, 郑晓敏, 周洁, 王美婷, 陈嘉杰, 曾佑君, 许改霞, 王颖, 邱海霞, 邵永红, 屈军乐, 高志, 顾瑛

《工程(英文)》 2022年 第16卷 第9期   页码 65-72 doi: 10.1016/j.eng.2021.12.010

摘要:

本文提出了一种利用多光子非线性效应的多光子结构光照明超分辨显微成像(multiphoton-structured illuminationmicroscopy, mP-SIM)技术,可实现比线性SIM 更高的成像分辨率。对细胞内染色F-肌动蛋白和小鼠尾腱胶原纤维成像,进一步验证了mP-SIM 的超分辨成像能力。该方法不但适用于多光子荧光超分辨显微成像,而且适用于非标记的如SHG等超分辨显微成像;重要的是,该方法不需要特定的荧光团或高功率激发光,可直接用于商用mP显微系统来实现超分辨成像

关键词: 超分辨显微成像     结构光照明超分辨显微成像     多光子结构光照明超分辨显微成像     SIM     二次谐波产生(SHG)-SIM    

基于机器学习的多目标优化设计在按需喷墨生物打印中的应用 Article

佳, 宋锦春, Bin Song, Wen F. Lu

《工程(英文)》 2019年 第5卷 第3期   页码 586-593 doi: 10.1016/j.eng.2018.12.009

摘要: 为了解决这些问题,本文提出了一种基于连接神经网络(FCNN)的DOD打印参数多目标优化(MOO)设计方法。该MOO问题包括两个目标函数:利用FCNN开发星形液滴产生模型;减小液滴直径,提高液滴速度。

关键词: 按需滴化微喷射生物打印     喷墨打印     按需滴化微喷射生物打印     连接神经网络    

从太赫兹成像到太赫兹无线通信 Review

Yi Huang,Yaochun Shen,Jiayou Wang

《工程(英文)》 2023年 第22卷 第3期   页码 106-124 doi: 10.1016/j.eng.2022.06.023

摘要:

太赫兹(THz)技术是公众熟知的一种强大的成像工具,该技术已经被应用于安全领域和医学扫描,生成了许多使用其他技术所无法获得的令人印象深刻的图像。本文回顾了太赫兹技术是如何被应用于成像和无线通信的,然后介绍和确定了该领域的最新发展,最后检查和比较了这两种应用中的常见设备和问题。本文还讨论了将太赫兹成像与无线通信整合的可能性,提出并讨论了目前面临的挑战和未来前景。结果表明,太赫兹技术是未来成像和无线通信的一项关键使能技术。

关键词: 通信     成像     太赫兹技术     无线通信    

标题 作者 时间 类型 操作

光场成像技术:模型、标定、重建及应用

Hao ZHU, Qing WANG, Jingyi YU

期刊论文

氟化碳乳剂19F磁共振成像的最新进展

Anne H. Schmieder,Shelton D. Caruthers,Jochen Keupp,Samuel A. Wickline,Gregory M. Lanza

期刊论文

基于普通器件实现快1000倍的相机与机器视觉

Tiejun Huang, Yajing Zheng, Zhaofei Yu, Rui Chen, Yuan Li, Ruiqin Xiong, Lei Ma, Junwei Zhao, Siwei Dong, Lin Zhu, Jianing Li, Shanshan Jia, Yihua Fu, Boxin Shi, Si Wu, Yonghong Tian

期刊论文

结构变可靠度计算的随机过程模型

杜斌,向天宇,赵人达

期刊论文

结合变分最小化和稀疏字典学习后处理的低剂量CT重建

Yong DING, Tuo HU

期刊论文

矿山微震震源定位研究进展与展望

程久龙,宋广东,孙晓云,温来福,李飞

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一种抗RPE-LTP声码器压缩的端到端数据传输方法

陈立,胡爱群,徐青,杨晓辉

期刊论文

光学成像中的相位问题

Guo-hai SITU, Hai-chao WANG

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计算成像领域新理论和新方法

Xue-mei HU, Jia-min WU, Jin-li SUO, Qiong-hai DAI

期刊论文

用于毫米波焦面阵成像系统的扩展半球介质透镜

孙忠良,窦文斌

期刊论文

复杂结构中异常区域对波速成像影响的量化研究

董陇军, 童小洁, 马举

期刊论文

高速单像素成像技术原理及应用

Qiang GUO, Yu-xi WANG, Hong-wei CHEN, Ming-hua CHEN, Si-gang YANG, Shi-zhong XIE

期刊论文

基于谐波的多光子扫描结构光照明超分辨显微成像

汪磊, 郑晓敏, 周洁, 王美婷, 陈嘉杰, 曾佑君, 许改霞, 王颖, 邱海霞, 邵永红, 屈军乐, 高志, 顾瑛

期刊论文

基于机器学习的多目标优化设计在按需喷墨生物打印中的应用

佳, 宋锦春, Bin Song, Wen F. Lu

期刊论文

从太赫兹成像到太赫兹无线通信

Yi Huang,Yaochun Shen,Jiayou Wang

期刊论文