基于計算成像的一個重要分支——計算斷層成像,本文將計算斷層成像概念引入目標(biāo)表面特征探測,并借鑒圓錐狹縫式掃描成像的思想,設(shè)計了一種一維投影采樣的光學(xué)凝視層析成像系統(tǒng)。本成像系統(tǒng)基于斷層掃描的投影重建理論,將傅立葉域中濾波函數(shù)與投影函數(shù)的乘積轉(zhuǎn)換為空間域中對應(yīng)函數(shù)的離散卷積,解決了投影數(shù)據(jù)在傅立葉域中插值困難以及數(shù)據(jù)失調(diào)導(dǎo)致重建偽像等問題。為了直接獲取目標(biāo)物的一維投影數(shù)據(jù),本文使用一種光學(xué)調(diào)制方法,通過柱面鏡與成像鏡組的合理組合實現(xiàn)了將目標(biāo)物體二維圖像信號調(diào)制為一維投影積分信號。通過仿真軟件ZEMAX分析光學(xué)調(diào)制系統(tǒng)的光學(xué)特性以及信號衰減并設(shè)計一種優(yōu)化后的一維光學(xué)調(diào)制模型。在目標(biāo)無接觸且探測器凝視的情況下,為實現(xiàn)多角度的目標(biāo)投影數(shù)據(jù)采樣。本文根據(jù)別漢棱鏡的光學(xué)轉(zhuǎn)像特性,研究推導(dǎo)了別漢棱鏡的三軸失調(diào)導(dǎo)致的像跳軌跡方程,設(shè)計了一種在成像光路中實現(xiàn)目標(biāo)像轉(zhuǎn)動的簡易機械裝置,該裝置與圓錐狹縫式的掃描結(jié)構(gòu)相比更加簡易,增強了系統(tǒng)的采樣穩(wěn)定性。搭建了一套完備的硬件系統(tǒng),系統(tǒng)通過自行編寫的上位機程序控制步進電機與采樣相機,實現(xiàn)自動化裝置校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)調(diào)理和圖像重建。通過對美軍F-117飛機模型的... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

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醫(yī)學(xué)CT機采樣模型

第二章一維線性投影光學(xué)層析成像原理5第二章一維線性投影光學(xué)層析成像原理層析成像技術(shù)中目標(biāo)物體可被視作某個二維像空間分布的函數(shù)(,)，在信息探測采樣環(huán)節(jié)中關(guān)鍵是獲取該目標(biāo)物體（(,)）在不同角度下的積分投影函數(shù)，利用X射線照射獲取物體對X光衰減系數(shù)可以呈現(xiàn)目標(biāo)圖像。圖2.1醫(yī)學(xué)CT機采樣模型Fig2.1ThesamplingmodelofCTmachine在醫(yī)學(xué)CT中，X光源和探測器環(huán)繞人體截面。將斷層掃描成像概念引入平面目標(biāo)特征獲取后，與普通相機拍攝的直接光學(xué)成像不同，同時探測器不再是傳統(tǒng)層析概念中在目標(biāo)物體截面上，而是垂直于目標(biāo)截面。圖2.2一維線陣投影的光學(xué)層析采樣模型Fig2.2Thesamplingmodelofopticaltomographybasedon1-Dlinearprojection如圖2.2所示，通過轉(zhuǎn)像系統(tǒng)實現(xiàn)類似CT中探測器和X光管對目標(biāo)截面的環(huán)繞，光學(xué)調(diào)制系統(tǒng)實現(xiàn)對轉(zhuǎn)像后的信號調(diào)制為目標(biāo)物的投影。以往的研究是用面陣相機采集目標(biāo)物體在相機靶面上的光強分布，作為目標(biāo)物體的二維分布函數(shù)的原始信息，然后通過計算處理獲得積分投影函數(shù)。這顯然沒

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)歷碩士研究生學(xué)位論文6有真正做到層析成像技術(shù)中投影信息采集。在本章中，將重點討論通過一維光學(xué)調(diào)制系統(tǒng)如何實現(xiàn)探測器在垂直與目標(biāo)截面上直接采集目標(biāo)物體的光強積分投影函數(shù)。2.1光學(xué)層析成像原理2.1.1光學(xué)平面層析探測過程在醫(yī)學(xué)CT中，將探測器采集的X光沿著特定的路徑上物體衰減系數(shù)的線積分作為一次測量結(jié)果，如公式2.1所示，p為投影測量值，為特定路徑L上衰減系數(shù)。=∫.(2.1)圖2.3CT積分投影測量示意圖Fig2.3ThediagramofCTprojectionintegralmeasurementX光源和探測器沿著彼此平行且等間距的路徑平移采集數(shù)據(jù)形成一組投影測量，然后圍繞目標(biāo)物體以旋轉(zhuǎn)中心改變固定角度重復(fù)投影測量，持續(xù)整個過程直到旋轉(zhuǎn)角度累計達到180以上，通過對采集的數(shù)據(jù)進行標(biāo)定處理計算重建獲得重建的CT圖像[23]。這個投影采集過程數(shù)學(xué)模型化便是Radon變換（RadonTransform），在Radon變換中公式2.1可替換為=∫(,).(2.2)其中(,)表示目標(biāo)物體，直線L可以表示為+=，d表示直線到坐標(biāo)原點或旋轉(zhuǎn)中心的距離，為直線方向。公式2.2可轉(zhuǎn)化為關(guān)于角度和距離d的函數(shù)并使用函數(shù)展開得：(,)=(,)(+).(2.3)

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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