三维成像

摘要： 头影测量是正畸、正颌诊疗过程中不可或缺的分析手段.随着计算机辅助技术的发展,头影测量自动定点已经在二维头影测量中基本实现,并达到了较高的精确度,大大减轻了操作者的负担;而由于锥体束计算机断层扫描(CBCT)影像无放大失真、组织重叠等缺点,能精确定位头影测量分析的解剖标志,对于诊断和分析先天或后天的颅面部不对称畸形具有天然的优势,三维头影测量自动定点已经成为目前头影测量领域重要的研究方向.本文以不同的自动定点方法为分类,分别对二维和三维头影测量自动定点的研究进展作一综述,探讨不同自动定点方法的精确度,并对其未来发展进行展望.

摘要： 组织透明化技术可通过降低光散射和光吸收使样本在视觉下达到透明,并结合光学显微镜和荧光标记技术实现组织结构三维重建,弥补传统组织切片技术的不连续性、图像重建困难等缺陷。近年来,组织透明化技术逐渐发展,其中疏水性组织透明化技术因具有操作简单、透明速度快和透明度高等特点而广泛应用,本文从其透明程序、发展和应用三个方面进行综述。

摘要： 本文基于C++编程语言设计了距离选通激光成像雷达三维点云实时成像软件。软件以距离选通激光成像雷达成像原理为基础,实现了激光器和延时器的时序控制、点云数据的高速处理、滤波去噪以及三维图像的实时显示。基于自研硬件设备,利用本文设计的软件,对距离为700 m的建筑进行了三维成像实验。实验过程中,该软件能够实现多参数实时控制及目标三维图像的实时显示,三维图像距离分辨率达到0.157 m,实验结果表明,该软件具有精度高、速度快、可操作性强等优点,在远距离探测以及实时三维成像等应用中具有广阔前景。

摘要： 女性盆底器官、肌肉及周围结缔组织的结构和功能的改变是造成女性盆底功能障碍性疾病(pelvic floor disorders,PFD)的主要原因,细致了解盆底病理生理状态下的空间解剖结构能够帮助临床医师做出精确诊断以优化治疗策略。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术的广泛应用提高了临床医师对于盆底构造的认识,但其对于盆底结构的展示仍停留于二维平面影像,无法直观展示三维空间结构。而基于MRI的三维重建技术能够将女性盆底器官结构转化为数字模型用以观察、测量甚至用于三维打印后进行逆向分析,极大地推动了临床对于PFD发病到治疗的认识并为个体化诊疗提供依据。尽管如此,现有MRI三维重建技术尚未成熟,如不同商业软件使用方式各有优劣、不同图形识别技术算法各异、三维重建模型尚无统一评价标准、建模效率与质量难以平衡等问题,均限制其成为有效的PFD的医学研究手段。为此,该文归纳基于MRI的女性盆底组织器官三维数字模型重建的研究进展,旨在为PFD的临床诊治及科学研究提供参考。

摘要： 组织透明化技术是一种快速发展的新兴组织学技术,将大块组织、单个器官、啮齿动物全身以及人类大型标本,通过一系列物理化学原理与方法进行处理,在保持其完整性的同时快速实现高度光学透明,为高通量地获取生物组织三维结构信息提供了重要的工具。结合现代光学成像技术和荧光标记技术,可显著提高成像深度和图像对比度,已成为经典组织学技术有前景的替代方案,并广泛应用于多个生命科学领域。本文对主要的脑组织透明化方法学原理及其优缺点、组织透明化技术在神经退行性疾病中的应用等进行综述,从整体水平观察神经元、轴突、髓鞘等精细结构的退行性改变以及异质性病理成分在全脑范围内细胞间的演变过程,为最终转向人类脑组织神经退行性病变研究提供可能。

摘要： 作为一种三维成像技术,激光线扫描技术在海底目标探测和地形地貌测绘中获得了广泛应用。本文搭建了一套水下激光线扫描实验装置,对经过标定的激光线扫描装置获得的图像进行激光光条提取、特征提取匹配等图像处理后进行三维重建。在光条提取算法方面,针对水下散射粒子等干扰,结合单通道阈值法和灰度重心法提高了光条提取的精度,较其他光条中心提取算法有更强的鲁棒性;在特征提取匹配方面,提出了一种基于图像的三角位移估计法用于系统定位和位姿矫正,该方法利用线结构光三角测量原理估计场景深度,结合特征点匹配计算系统位移,然后融合点云数据完成姿态矫正。利用自研的线扫描系统在实验室进行了标准球精度测试,在800 mm~2500 mm的工作距离内误差可以控制在1 mm以下。2019年和2020年该设备搭载遥控无人潜水器进行了深海海底地形三维成像试验,在海底沙坡区域对本文提出的三角位移法姿态校正方法成功进行了验证,并进一步对不同条件的海底地形进行测试,结果表明校正后的激光线扫描成像装置能够快速准确地成像,具有较高的形貌还原度。

摘要： 本文介绍了一种针对轨道交通车辆运维的在线检测系统,系统能实现全自动化无人值守检测,符合轨道交通行业特殊场景的安全运维要求,并且检测范围能360°无死角完整覆盖车辆外观所有可视部件,能实现对运营车辆进行故障快速定位,为检修人员提供实际而有效的指导依据,大幅提高轨道交通运维检修效率和准确率。系统采用3D成像及深度测量技术和基于深度学习的图像处理和特征识别技术等其前沿高新技术方法,从实质上解决行业痛点,彻底改善图像检测类系统的工程实现效果,为高新技术在传统行业转化和应用提供了一次有意义的尝试。该系统同类产品在技术应用和工程实现上具备足够的先进性和创新型。

摘要： 目的 对比分析联合应用3D成像及压缩感知(compressed sensing,CS)技术儿童磁共振髋关节优化扫描方案与传统儿童磁共振髋关节扫描方案图像质量、扫描时间和临床应用情况,评估优化方案的临床应用价值。材料与方法 随机收集经临床医生评估需要进行髋关节磁共振检查22名儿童临床资料。传统髋关节扫描方案包括:2D冠状位及轴位质子密度频率衰减反转恢复序列(proton density-spectral attenuated inversion recovery,PD-SPAIR)、2D冠状位T1加权序列、2D轴位T2加权序列。优化方案中应用轴位3D-PD-SPAIR加权CS序列(CS=6)优化前两个2D-SPAIR序列,其余序列保持不变。测量比较2D-PD-SPAIR和3D-PD-SPAIR序列股骨头信噪比(signal to noise ratios,SNR)、对比噪声比(contrast-noise-ratios,CNR)、主观图像质量评分及不同方案扫描时间。结果 2D-PD-SPAIR和3D-PD-SPAIR序列图像主观评分均达到20~22分(P>0.05),满足及符合临床诊断要求,两位医师一致性较高(kappa=0.636,P=0.002)。2D-PD-SPAIR股骨头SNR高于3D-PD-SPAIR (P=0.001)。两序列间CNR差异无统计学意义(P>0.05)。包含3D CS序列的优化髋关节扫描方案时间(中位时间513 s)显著低于传统2D扫描方案时间(中位时间603 s)(P<0.001)。结论 将3D成像和CS技术引入儿童磁共振髋关节扫描方案不仅可以多方位展现解剖结构、在一定程度上提高扫描效率和成功率、改善患儿检查体验,也为进一步优化髋关节磁共振扫描方案提供可能。

摘要： 在大多数工程应用中振动现象是有害的,40%的机械故障与振动有关。为了保证ITER装置运行过程中诊断系统的安全性和稳定性,在诊断系统测试的过程中考虑在不同地板响应谱(floor response spectra,FRS)条件下的可靠性,需要对软X射线相机系统进行振动监测,监控系统振动频率和幅度的可靠性。根据振动监测标准研制基于三轴IEPE加速度传感器的振动监测系统。系统主要包括上、下位机两个部分,下位机以STM32F429IGT6作为核心处理器,实现三轴加速度传感器的数据采集和无线传输;采用LabVIEW基于TCP/IP协议编写上位机三维成像软件,实现被测物体在三维空间内的加速度、速度及位移参数的实时显示和存储,实验结果表明,位移测量分辨率达到0.1 mm。

摘要： 传统合成孔径雷达(SAR)只能获取方位-距离二维图像,无法准确反映目标的三维散射结构信息。层析合成孔径雷达(TomoSAR)是一种多基线干涉测量模式,它将合成孔径原理扩展至高程向,除了可对目标进行二维成像之外,还可以准确恢复目标的高度向散射信息,真正实现三维成像。差分层析合成孔径雷达(DTomoSAR)将合成孔径原理延伸至高程和时间方向,不仅可以获得目标的三维散射结构,还可以高精度获取观测目标的形变速率,实现对目标形变的有效监测。高分三号是我国首颗1 m分辨率C频段多极化SAR卫星。它具有高分辨率、大成像幅宽、多成像模式等特点,对我国高分对地观测技术的发展具有重要意义。目前高分三号数据主要应用于目标识别等图像处理领域,没有充分利用SAR图像的相位信息。而且,由于设计之初未考虑后续高维成像应用,现有高分三号获取的SAR图像存在有一定的空间、时间去相干问题,对应用于后续干涉系列处理产生了一定影响。为解决上述问题,该文基于7景高分三号SAR复图像,开展了对北京雁栖湖周围建筑的三维、四维层析成像研究,在获取了建筑物三维散射结构信息的同时,实现了对建筑物形变的毫米级高精度监测。该初步实验结果证明了高分三号SAR数据的应用潜力,为后续进一步扩展高分三号SAR卫星在城市感知与监测中的应用提供了技术支撑。

摘要： 基于单光子雪崩二极管(Single-photon avalanched diode,SPAD)阵列探测器的激光雷达系统具有单光子探测灵敏度、高时间分辨率及探测速率快等优点,在遥感测绘、目标识别和航天器着陆等领域具有广泛的应用前景.受限于当前SPAD阵列器件的较小像素规模和普遍存在的热像素等缺点,直接采用SPAD阵列所获取的三维图像质量差且成像范围小.提出了一种基于像素复用的SPAD阵列连续扫描三维成像方法以扩展成像范围,同时通过像素信息复用增加同一目标点的累积探测次数,以提高距离测量精度和三维成像质量.基于32×32规模SPAD阵列搭建了推扫式三维成像实验系统,通过对3.3m外目标进行一维连续扫描成像实验,利用所提方法实现了快速大范围的光子计数三维成像(32×520/7s),同时有效改善了热像素对成像结果的影响,三维图像的平面精度达2.3mm.

摘要： 相对于正规垃圾填埋场而言,非正规垃圾填埋场对于环境的危害更为巨大,由于其选址多为地势低洼处或偏僻山谷地带,没有敷设隔挡垃圾渗滤液的衬层以及其他的保护环境措施,其渗滤液可直接接触土壤并且向下渗漏污染地下水造成严重的危害.因此,如何快速精确圈定污染范围及渗滤液渗漏方向成为亟待解决的重要课题.众多研究表明,当填埋场发生渗漏后,地下介质的物理性质和化学性质会发生变化,进而影响土壤电性变化及自然电位场的改变.高密度电法利用渗滤液与周围岩石土壤的电性差异,开展垃圾填埋场污染物的地球物理探测工作,同时,通过建立三维污染物的电阻率反演模型,展现更为直观的渗滤液泄露过程.本文选取了三个非正规垃坡填埋场的实测物探数据,进行了三维反演模型构建,其中对污染重点垃圾填埋场区域进行了更为细则的电阻率三维切片处理,确定了渗滤液的渗漏途径及渗漏方向.由此可知,电阻率法三维成像技术可对非正规垃圾填埋场环境污染作出有效的评价.

摘要： 具有距离维高分辨的三维成像可有效对抗对地观测的二维重复模式和阴影干扰,波前编码三维计算成像是通过获得目标场景的两幅图像的点扩散函数(PSF)偏移来推断各像素的离焦情况,进而利用共轭关系获取目标的距离信息.本文提出基于相位传递函数(PTF)变化的离焦判定方法,在空间频域中对PSF偏移进行细分,提高离焦量的判定精度且减弱噪声的影响,并采用新形式相位掩膜板凸显相位传递函数的频率响应差异,从而进一步提高三维目标距离信息的分辨能力.

摘要： 本论文针对新型双/多基地星载SAR系统,首先介绍了其系统构型,此基础上分析了其系统特性,该系统的典型特征是辅星无需存储和数传等模块,其将接收到的雷达回波信号直接转发到主星上,从而极大降低了辅星的系统复杂度及成本;其次,针对该系统可实现低成本多星组网应用的特点,设计了单航过三维成像应用模式和多星拼幅高分辨率宽覆盖(HRWS)成像应用模式,并给出了典型用例;最后,在分析了该系统的星间通信需求的基础上,重点研究了双/多基地雷达回波信号实时保相转发技术和主/辅星高精度相对定位技术,并分别给出了解决方案,为新型双/多基地星载SAR系统方案设计奠定了技术基础.

摘要： 双基线阵合成孔径雷达(BiLASAR)是一种具有多视角三维成像能力的新型双基地SAR(BiSAR),可实现下视及前视高分辨三维成像.然而,由于收发平台分置构形并且运动平台和线性阵列天线相互关联的结构,导致BiLASAR运动误差的形式多变,其运动误差的估计补偿相比于传统SAR系统更加困难.针对此问题,结合三维成像目标稀疏特性,本文提出了一种基于联合准则的稀疏自聚焦成像算法.首先建立了运动误差条件下BiLASAR线性测量模型,分析了BiLASAR的运动误差的空变性;其次结合最小均方误差准则和最大锐度准则,提出了一种基于联合准则的BiLASAR稀疏自聚焦成像算法.最后,仿真数据验证了本文算法对于BiLASAR的不同误差类型的有效性.

摘要： 线阵SAR为了避免三维成像结果中出现栅瓣,相邻阵元间距必须小于信号波长的一半,这导致阵元数目十分巨大.传统线阵SAR三维稀疏成像中采用随机稀疏采样来减少有效阵元数目,但是随机采样的阵列模式硬件实现困难.针对上述问题,本文提出了一种基于互质阵列的线阵SAR三维联合稀疏成像方法.该方法首先利用互质阵列以及互质阵列的子阵列的回波信号采样数据,分别采用迭代最小化稀疏贝叶斯重构(SBRIM)算法进行稀疏成像,然后通过融合成像结果来消除虚假目标和栅瓣效应,进而提高成像质量.通过仿真和实测数据证明了与传统的均匀线性阵列、互质阵列相比,所提方法可以在保证阵列向分辨率的同时,有效的降低线阵天线数量,提高成像质量.

摘要： 相比于传统双基地合成孔径雷达(BiSAR),星机双基地线阵合成孔径雷达(SA-BiLASAR)具有多视角灵活三维成像的重大优势,可实现前视及下视三维传成像探测.但由于受到雷达分辨率瑞利准则限制,传统成像算法难以利用SA-BiLASAR有限线阵天线长度实现高分辨率成像能力.针对此问题,结合三维空间目标稀疏特性,本文提出了一种基于后向投影及压缩感知稀疏联合的SA-BiLASAR高精度三维稀疏成像算法.首先,推导了目标稀疏条件下SA-BiLASAR的原理和信号模型,并将SA-BiLASAR三维成像表示为求解线性方程的稀疏解;其次,利用后向投影算法对稀疏强散射目标进行位置预测,提取其对应的SA-BiLASAR回波数据子集;然后,用正则化L1范数最小化算法对各强散射目标位置区域及回波数据子集进行稀疏成像;最后,合并各区域成像结果获得最终SA-BiLASAR高精度三维稀疏成像图像.仿真数据验证了本文算法的有效性,并说明相对于传统成像算法该算法可获得更好的成像质量,而相对经典稀疏成像算法却具有更好的效率.

摘要： 跨介质环境污染是国际上最活跃的前沿领域之一.其关键科学问题是阐明污染物多介质界面过程的微观机制,为污染控制原理和方法提供重要支撑.针对传统表征方法难以瞄准界面,更无法从原子层次解析的难题,将球差校正扫描透射电镜(Cs-STEM)引入环境化学领域研究,攻克环境样品的表征难题,甄选合适的电子成像,实现0.08nm和1nm3的空间分辨率下,对微量污染物(含量≥0.02wt％)进行定性定量分析和电子结构、价态、微观键合状态的解析,建立污染物界面原子层次三维成像方法.

摘要： 块茎外观表型信息的定量评价对马铃薯优质新品种选育具有重要意义,目前马铃薯块茎形状、芽眼密度和芽眼深度的评价多数基于肉眼视觉评价或人工手动测量,主观性强,且难以对较为复杂的几何特性进行可靠的表型分析.由于块茎不同形态特征存在关联,形态性状的综合分析对马铃薯育种至关重要.研究证明了通过三维图像分析方法定量化评价马铃薯块茎芽眼特性及形态对称性的可行性, 首次提出了表征块茎形态对称性的三维指标, 并且明确了养分管理通过调控块茎大小影响芽眼特性和形态对称性的效应, 为马铃薯优质新品种选育和养分管理提供有效的理论和技术支撑。

摘要： 块茎外观表型信息的定量评价对马铃薯优质新品种选育具有重要意义,目前马铃薯块茎形状、芽眼密度和芽眼深度的评价多数基于肉眼视觉评价或人工手动测量,主观性强,且难以对较为复杂的几何特性进行可靠的表型分析.由于块茎不同形态特征存在关联,形态性状的综合分析对马铃薯育种至关重要.研究证明了通过三维图像分析方法定量化评价马铃薯块茎芽眼特性及形态对称性的可行性, 首次提出了表征块茎形态对称性的三维指标, 并且明确了养分管理通过调控块茎大小影响芽眼特性和形态对称性的效应, 为马铃薯优质新品种选育和养分管理提供有效的理论和技术支撑。

摘要： 本申请提供了一种用于向视区提供多个视点的三维显示设备。所述三维显示设备包括：显示面板，其构造为分别在多个显示子区域中显示多个第一子图像并且分别在所述多个显示子区域中显示多个第二子图像；主透镜，其构造为将多个第一子图像中的每一个聚焦至第一视点并且将多个第二子图像中的每一个聚焦至第二视点；多个第一光源，其构造为为显示面板提供背光以分别显示所述多个第一子图像；以及多个第二光源，其构造为为显示面板提供背光以分别显示所述多个第二子图像。

摘要： 本发明提供一种三维超声成像导管和系统。所述三维超声成像导管包括：鞘管，所述鞘管具有近端和远端；超声换能器，所述超声换能器设置在远端，且包括依次设置的换能器阵列、柔性电路板、芯片和背衬；手柄，所述手柄的一端连接到近端以控制远端的偏转；和导管连接器，所述导管连接器以通信方式分别连接手柄的另一端和超声成像主机。换能器阵列包括多个换能器阵元，所述芯片包括多个阵元控制电路，且多个阵元控制电路以一一对应关系与多个换能器阵元连接以单独控制每一个换能器阵元。超声换能器的每一个换能器阵元能够由芯片单独地控制，从而在实现三维实时成像的同时获得小型化的三维超声成像导管。

摘要： 本发明提供一种三维成像用成像装置，其包括第一镜头、第二镜头及图像传感器；第一镜头与第二镜头用于在同时刻对同一场景进行取像，以获取存在视差的第一图像与第二图像；图像传感器的靶面包括第一感光区与第二感光区，第一感光区与第二感光区相互分离，即第一感光区与第二感光区为该图像传感器的靶面上相互无重叠部分的两个区域，第一图像经第一镜头投射至第一感光区，第二图像经第二镜头投射至第二感光区。该成像装置不仅结构简单、体积小且成本低，而且在使用单个调焦机构进行调焦时，可简化整个成像装置的装配工艺。此外，本发明还提供一种以该成像装置构建的三维成像系统及可使用该三维成像系统进行成像的三维成像方法。

摘要： 本发明实施例公开了一种三维成像数据的显示处理方法和三维超声成像方法及系统，其方法包括：获取受测体头部的三维体数据；根据受测体头部与脑部解剖位置相关的横切面的图像特征，从所述三维体数据中检测所述脑部解剖位置处的横切面；显示检测出的横切面。本发明能够对受测体头部进行三维成像、并且能够自动检测脑部标准横切面。

摘要： 本发明实施例公开了一种三维成像数据的显示处理方法和三维超声成像方法及系统，其方法包括：获取受测体头部的三维体数据；根据受测体头部与脑部解剖位置相关的横切面的图像特征，从所述三维体数据中检测所述脑部解剖位置处的横切面；显示检测出的横切面。本发明能够对受测体头部进行三维成像、并且能够自动检测脑部标准横切面。

摘要： 三维成像装置、系统及方法，装置包括第一镜头及第二镜头，图像传感器，第一偏转棱镜及第二偏转棱镜，第一光阀及第二光阀。第一镜头与第二镜头以光轴线相互平行的方式并排布置，第一镜头与第二镜头的光轴线关于图像传感器靶面的法向中心线对称设置。第一偏转棱镜设置在第一镜头与图像传感器之间，第二偏转棱镜设置在第二镜头与图像传感器之间。第一光阀设置在第一镜头至图像传感器之间的光路上，第二光阀设置在第二镜头至图像传感器之间的光路上。第一光阀与第二光阀交替启闭。具有结构简单、体积小且成本低和成像像素大的优点。系统及方法为由该装置构建的系统及使用该系统成像的方法。

摘要： 本发明提供一种三维成像用成像装置，其包括第一镜头、第二镜头及图像传感器；第一镜头与第二镜头用于在同时刻对同一场景进行取像，以获取存在视差的第一图像与第二图像；图像传感器的靶面包括第一感光区与第二感光区，第一感光区与第二感光区相互分离，即第一感光区与第二感光区为该图像传感器的靶面上相互无重叠部分的两个区域，第一图像经第一镜头投射至第一感光区，第二图像经第二镜头投射至第二感光区。该成像装置不仅结构简单、体积小且成本低，而且在使用单个调焦机构进行调焦时，可简化整个成像装置的装配工艺。此外，本发明还提供一种以该成像装置构建的三维成像系统及可使用该三维成像系统进行成像的三维成像方法。

摘要： 本发明涉及一种三维成像方法和装置、以及三维成像设备。该三维成像方法包括：三维信息获取步骤，通过深度相机拍摄包含检测对象的三维拍摄区域，生成三维图像信息；掩膜提取步骤，从所述三维图像信息提取所述检测对象的掩膜；成像区域确定步骤，根据所述检测对象的掩膜来确定关于所述检测对象的成像区域；全息数据获取步骤，通过全息数据采集装置，拍摄包含所述检测对象的全息数据采集区域，生成全息数据；以及图像重建步骤，基于所述全息数据对所述成像区域进行图像重建。

摘要： 本发明提供了一种基于光场相机的三维成像方法和系统及三维成像测量产线，移动机构、光源、光场相机或线阵光场相机。本发明通过光场相机或线阵光场相机多次扫描分别得到图像，进而拼接得到高分辨率光场多视角图像，从而得到更好的三维成像结果，提高测量精度。

摘要： 本实用新型公开了三维扫描移动终端、三维成像移动终端和三维成像系统，所述移动终端中的多个点光源（3）与图像采集模块（2）共面分布设置在壳体（1）上；其点光源（3）的开关控制端通过光源驱动器（11）与主板模块（5）的第一端口连接，图像采集模块（2）的采集控制端与主板模块（5）的第二端口连接，显示模块（4）的显示控制端与主板模块（5）的第三端口连接。基于本实用新型的硬件结构，能够通过多个点光源从不同角度照射目标，使得图像采集模块采集包含明暗信息的图像，以实现光度立体三维成像。