一、散射介质成像中的时间门研究（论文文献综述）
李传康[1]（2021）在《饱和吸收竞争超分辨显微方法及系统》文中提出阿贝衍射极限长期以来被视为光学显微镜分辨率的上限,而超分辨光学显微镜的发明,成功地绕过了这一衍射极限。现有主流的超分辨技术包括:随机光学重建显微、光激活定位显微、受激辐射损耗显微和结构光照明显微技术。然而,现有的超分辨技术尚存许多问题和不足,相关的衍生超分辨技术仍然是研究热点,研制普适性超分辨仪器与系统具有重要意义。本论文对基于饱和吸收竞争的超分辨显微技术进行研究,实现了荧光与非荧光的亚百纳米分辨率成像。通过对单一波长脉冲激光进行分光,得到两束激光,分别进行时间调制和空间调制;在样品面上,基于荧光激发的非线性,两束脉冲光之间产生荧光竞争关系,获得的时间调制荧光点扩展函数被压缩,最终借锁相放大器将目标信号读取出来,实现光学超分辨。全文从脉冲模式下的饱和竞争显微原理出发,探讨了各种因素对成像结果的影响;通过大量的仿真和实验研究,验证了该种技术在纳米颗粒和亚细胞生物结构上超分辨成像的可靠性与稳定性。此外,将该系统进一步改进,提出双调制去背景技术,有效地降低了因空心光束引入的泊松噪声。为了实现高分辨的三维饱和竞争成像,通过仿真手段验证了差分饱和竞争在提高横向分辨率的可行性,以及结合镜面增强技术来提高轴向分辨率的可行性。本文的主要内容及创新点如下:1.深入研究了脉冲模式下的饱和竞争物理过程,并引入竞争因子分析亚显微区的信号与噪声关系。对多种影响因素进行仿真模拟,并通过实验验证,对实际的成像实验具有指导意义。在荧光成像方面,与荧光纳米金刚石、量子点结合,首次实现基于点扫描的单波长激光光源的双色超分辨成像,在生物亚细胞结构上得到了十二分之一波长的长时程成像。同时提出了非荧光饱和竞争散射成像方法,与纳米金颗粒结合,实现了十三分之一波长的超高空间分辨率。2.提出了双调制去背景方法。深入研究背景噪声的来源,通过仿真验证双调制方案的可行性,并对其进行实验验证。同时研究了两束激发光的调制频率、解调频率对背景噪声的影响,最终得到最优参数配比。结果表明,经双调制的饱和竞争系统要比未调制的方案减少一半的泊松背景噪声。3.提出了三维差分饱和竞争超分辨方法。研究差分饱和竞争的机理,得到最优差分系数,可以实现在比较低的竞争光强下得到较高的空间分辨率。结果表明,横向分辨率可以达到十二分之一波长,轴向分辨率也可以达到五分之一波长。
刘少聪[2]（2021）在《基于探测光场时空调制的超分辨显微方法与技术的研究》文中研究指明在显微成像领域中,电子显微镜受到了广泛的应用,主要原因在于其能够达到几个纳米甚至亚纳米的超高成像分辨率。但是电子显微镜也存在局限性,即对于成像条件的要求非常苛刻,其真空的成像环境决定了电子显微镜无法对生物活细胞进行长时程的观察。相比于电子显微镜,远场荧光光学显微镜是对生物活细胞成像更为合适的选择。远场光学显微镜能够实现对活细胞的无侵入性伤害成像和深度成像,而荧光显微成像中染料的使用也决定了其能够对活细胞进行特异性多参量成像,因此远场荧光光学显微镜是现代生物医学研究的重要工具。远场荧光光学显微镜同样也存在其自身的局限性,由于光学衍射极限的存在,远场光学显微成像分辨率在原理上被限制在半个激发光波长尺度左右,因此无法满足对生物细胞中更小分子成像的需求。为了实现荧光光学显微成像分辨率的提升以满足对分子结构物质的超分辨成像要求,众多超分辨成像技术在近几十年来被陆续提出,其中基于点扫描的超分辨显微技术应用较为广泛。点扫描技术采用聚焦光斑激发样品,聚焦光斑在样品面上扫描实现扫描成像,再利用点激发的样品面与探测面针孔的共轭关系,实现分辨率的提升。然而目前基于点扫描的超分辨荧光显微成像技术在应用上依然存在一定的缺陷,最核心的问题在于成像分辨率依然有限,还包括分辨率与信噪比的相互制约关系、样品的普适性、信息参量单一、成像速度慢等问题。本文围绕对探测光场的时空调制,以并行探测技术和受激辐射损耗（STED）技术作为出发点,旨在实现成像分辨率的提升,简化超分辨成像系统,同时利用荧光信息的多参量特质,获得荧光的时间信息,从另一个维度实现超分辨成像系统的升级。主要的工作和创新点如下:1、提出了基于并行探测空间调制的超分辨显微成像技术,对成像扫描显微成像技术进行深入的理论研究,利用并行探测实现对探测路的光场空间调制,结合像素重组算法和荧光差分技术,同时利用荧光饱和非线性获得成像的高频信息,实现分辨率接近2倍的提升。另一方面,仅使用单路光束即可实现荧光差分成像,优化荧光差分成像系统。2、提出了一种基于并行探测实现快速寿命成像的方法,利用探测器阵列和时间相关单光子计数器（TCSPC）阵列对荧光光子进行接收和计数,获取时间信息,利用阵列探测缓解了探测器和TCSPC的光子探测堆积效应,将寿命成像速度至少提高了 3倍,同时将像素重组技术与寿命成像技术相结合,提升了寿命成像的成像分辨率;将分光谱技术与并行探测技术相结合可以将成像速度进一步的提升一个量级。3、搭建了一套基于自适应光学的STED超分辨成像系统,利用空间光调制器（SLM）对损耗光路进行光学像差矫正,同时利用可变形镜对荧光光路进行光学像差矫正,实现了对探测光场的空间调制,进而实现了 STED成像质量的提升,为STED系统对生物样品进行深度成像提供了可能。4、在STED成像系统中,利用两个门控和延时电路即可获得荧光的寿命信息,实现时间调制;利用荧光寿命信息实现时间门控STED（time-gated STED）成像,提高STED成像的分辨率;同时提出了一种基于门探测的寿命光子重组STED成像技术,降低了 STED技术对损耗光功率的要求,缓解了 STED成像中光漂白对样品的影响。
曹靖[3]（2021）在《基于反射矩阵分析法的光学相干层析成像技术的研究》文中研究说明光学相干层析成像技术因具有高分辨,非入侵和实时成像的特点,被广泛应用于各种基础研究和临床医学中。但光在通过无序的生物组织时,由于折射率不均匀而发生的多次散射,限制了OCT的成像深度为1～2 mm。近些年来,随着使用空间光调制器优化入射光的波前、样品反射/传输矩阵测量和时间反演等技术的出现,人们提出了很多新型的穿透散射介质成像和聚焦的技术,这其中就包括反馈式的波前整形、光学反射/传输矩阵的测量、光学记忆效应、光学相位共轭和基于神经网络深度学习等技术。为了克服散射带来的畸变和实现穿透高散射介质的成像,本论文把散射介质成像和聚焦等理论与OCT技术相结合,在实现更深的成像深度、提高系统的采样速度、提高波前整形的速度、研究光束在介质内部的传输特性和实现光束位于介质内部的聚焦等方面,一共做了以下四部分的工作:1.通过把光学反射矩阵的测量、奇异值分解和基于光外差探测的OCT技术相结合,实现了从样品深度位置处占主导地位的多次散射光子中对携带与成像平面有关的单次散射光子的提取,并最终验证了该新型的基于反射矩阵的OCT技术具有穿透高散射介质的成像能力。在采样速度方面,使用锁相探测代替了最初的四步相移法来实现对样品光复电场的测量,每个点的采样时间从原来的4.15 s缩短到了0.37 s。在成像深度方面,新型OCT系统的成像深度达到了15.2倍的平均散射自由程,而传统的OCT一般为6～7倍的平均散射自由程。2.搭建了一台高灵敏度的相位敏感干涉仪来准确重构光的复电场信息,并在此基础上提出了基于单次输入到输出光场的分析法来实现最优化波前的高速测量,最后通过在空间光调制器上加载这一波前实现了光束位于散射介质后的聚焦,整个波前整形过程只需113 ms。无论是实现穿透高散射介质后光束的聚焦还是无畸变的成像,波前整形技术的最大意义在于它证明了光的散射是可以被克服和补偿的。而传统的波前整形方法,不论是迭代式的回馈算法还是传输矩阵的测量,往往需要花费大量的时间。因此,不管是为了提高成像分辨率还是为了增加成像深度,只有提高波前整形中最优化波前的测量速度,才能更好的把该技术应用在各类光学成像方法中。同时,对于所有基于点扫描的光学成像技术来说,实现光束位于成像平面的汇聚是成像的首要条件。因此,把波前的测量时间从初始的几分钟缩短到了几百毫秒这一工作,为将来突破光学成像深度的极限提供了一定的基础。3.在能够准确测量样品反射矩阵的基础上,通过引入时间反演算法计算出了位于介质内部不同深度和横向位置处的空间分辨率矩阵。首次实现了对样品不同位置处实际分辨率的客观评估,和传统意义上的空气中的横向和轴向分辨率不同,实际分辨率矩阵的测量可以更好的帮助人们认识物质的微观结构。最后,通过提出了成像贡献量的概念,从客观数值上解释了随着成像深度加深图像逐渐变模糊的原因。4.提出了一种不依赖于导星、具有更普遍适用性的方法实现光束在散射介质内部的聚焦。光束在介质内部的传输和能量的再分布是一个十分复杂的过程,首先通过时间反演算法得到了光束在样品内部不同深度位置处的能量分布,这一反演结果的重要意义在于它就像在介质内部放入了一个相机一样,可以实现了对介质内部光束的观察。再基于样品反射矩阵的测量和对其求逆来找到最优化的波前,通过使用空间光调制器按照这一波前对入射光进行相位调制。最终,实现了在样品200μm深度位置处光束的再次汇聚。同时,在位于样品300μm深度位置时,虽然没有获得完美的汇聚光斑,但光的汇聚度有所提高且相对能量也有一个数量级的提升。
谭美玲[4]（2020）在《Nd3+离子敏化的NIR Ⅱ荧光寿命探针的构筑与应用研究》文中认为新型近红外二区（NIR Ⅱ,1000-1700 nm）荧光成像技术能够获得更高的成像信噪比和更深的穿透深度。尽管目前NIR Ⅱ荧光探针被广泛应用于生物成像和传感等领域,但也存在一些亟待解决的问题。特别是,在1000-1300 nm范围内生物组织自体荧光的存在降低了成像对比度。而且,荧光强度依赖于浓度、激发功率、组织穿透深度以及组织类型等外界条件,影响了生物传感的准确性。针对自体荧光干扰和生物传感不准确的问题,本文从荧光寿命角度出发解决以上问题。得益于稀土离子具有可调谐发射波长和荧光寿命长的特点,本文以Nd3+离子敏化的NIR Ⅱ纳米晶为研究对象,从优化纳米晶发光性能的角度出发,分别构筑了核/壳结构、核/壳/壳结构和核/多层壳结构纳米晶,通过改变其中掺杂离子浓度和能量传递距离实现了荧光寿命的调节,并对其在自体荧光消除、准确生物传感和多通道编码等方面的应用开展研究。主要的研究内容概述如下:采用Nd3+-Yb3+核/壳纳米晶实现时域无背景和多通道活体成像。探究了NaYF4:Yb3+,Nd3+@CaF2核/壳结构纳米晶中Yb3+和Nd3+掺杂离子浓度对能量传递效率和荧光寿命的影响,最终确定该体系中Yb3+和Nd3+的最佳掺杂浓度分别为10%和30%,实现了最优近红外1000 nm发射。同时改变Nd3+离子掺杂浓度时,调控了Yb3+→Nd3+能量反传递过程,以及改变Yb3+离子浓度调控能量在晶格之间的迁移过程,最终实现了Yb3+离子1000 nm荧光寿命在0.1 ms到1.4 ms范围内可调节。将PAA修饰后荧光寿命长达833μs的纳米晶应用于生物体内成像,利用其与自体荧光寿命的长短差异,在时间门成像中设置1μs延迟时间能够屏蔽小鼠皮毛和眼睛中黑色素所产生的自体荧光,实现了无自体荧光干扰的小鼠体内成像和脑成像。同时,将不同荧光寿命的纳米晶用于精确追踪尾静脉注射和灌胃两种不同摄入方式的纳米晶在生物体内的代谢路径,实现了多通道荧光寿命成像。Nd3+-Yb3+核/壳/壳纳米晶1000 nm荧光寿命用于体内温度传感。探究NaYF4@NaYF4:Yb3+,Nd3+@CaF2核/壳/壳纳米晶中Yb3+和Nd3+掺杂离子浓度对1000 nm荧光寿命温度灵敏度的影响,揭示了受温度影响的Yb3+→Nd3+能量反传递过程和Yb3+→Yb3+离子之间的能量迁移过程是影响荧光寿命温度灵敏度的关键因素,其中该种纳米晶的最大相对温度灵敏度为1.4%℃-1。该种荧光寿命探针具有良好的光照稳定性、热循环稳定性、pH稳定性以及浓度稳定性。在不同深度的模拟组织中进行荧光寿命成像,证实了荧光寿命独立于组织穿透深度。最终,在酵母菌感染的老鼠发炎模型中皮下注射NaYF4@NaYF4:20%Yb3+,60%Nd3+@CaF2纳米晶,实现了老鼠体内区域温度的准确检测。基于Nd3+-Yb3+-Er3+核/多层壳纳米晶1532 nm荧光寿命实现模拟组织中荧光寿命编码。通过改变NaYF4:Yb3+/Er3+@NaYbF4@NaYF4@NaYF4:Nd3+核/多层壳结构纳米晶中惰性间隔层NaYF4的厚度,调节了Nd3+与Yb3+离子之间能量的传递距离,实现了Er3+离子1532 nm荧光寿命的调节,结合改变Er3+离子掺杂浓度为40%和2%,最终实现了Er3+离子1532 nm处荧光寿命在3 ms到9 ms的调节。将惰性间隔层NaYF4引入NaYbF4和NaYF4:Yb3+层之间,改变该层的厚度调节能量在Yb3+与Yb3+离子之间的迁移距离,也实现了Er3+离子荧光寿命的调节,证实了该种方法的通用性。最后,结合NIR Ⅱb区发射光具有高分辨率和穿透深度较深等优势,实现了不同1532 nm荧光寿命的纳米晶在模拟生物组织内部的寿命编码。
张泽鑫[5]（2020）在《关联成像在非视域成像中的应用与研究》文中研究指明随着现代探测手段的发展和光学系统的完善,人们对目标物体的探测技术也愈发成熟,但在一些充满噪声的复杂环境下,如何获得良好的重构结果和图像依旧是现在研究的重点和难点。非视域成像作为一种极特殊环境下的成像方式,不需要物体在可视范围内,这一特殊性使其在很多领域均有着巨大的应用前景,如搜索营救、军事反恐、无人驾驶、生物医学成像等。关联成像,作为一种新型的成像方式,利用结构光场在空间和时间上的相关性来获取目标物体的信息,与传统的成像方式相比,具备着对噪声更强的抗干扰能力,因此该方法在非视域成像领域中有着较大的应用潜力。本论文主要探究的是关联成像技术在非视域领域中的应用,根据时间和空间两个维度分为空间关联成像,即鬼成像,和时间关联成像,即时间相关单光子计数技术,并分别探讨两种技术在非视域领域中的两种特殊场景——“穿透散射介质成像”和“拐角成像”中的作用。空间关联成像通过多次探测结构光场和物体在空间分布上的相关性,利用关联算法恢复物体信息,不再需要满足传统方式中的成像关系,因此具有较好的抗干扰能力。不仅如此,当探测端处在充满散射介质的环境中时,如大气湍流、浓雾等,散射介质的散射作用也不再是影响成像的关键因素,因此该方法具备着穿透散射介质的能力。本文首先搭建了一套基于空间关联成像的实验系统,利用能够实现高速二值调制的空间光调制设备对结构光场进行控制,并采用仅有一个像素的桶探测器进行信号收集,根据关联算法恢复出目标物体的表面信息。随后与传统的CCD成像方式进行对比实验,探讨该系统在穿透散射介质成像中的应用潜力。最后,根据该系统提出了一种能够扩大视场范围的成像方法,利用散射介质的散射作用在一定程度上抵消了视场光阑的限制作用。时间关联成像由于其极高的灵敏度和响应能力,使其能够探测到极微弱的光信号,这在“拐角成像”中有着极大的作用。其原理来自于时间相关单光子计数技术,利用光子信号在时间上的相关性,通过统计学的方法获得光信号在时间上的分布,该方法具有极高的时间分辨能力和灵敏度,现已在激光雷达领域获得较快的发展。结合基于椭球层析的反投影算法,能够实现对视域外物体的高精度探测,其定位精度能够达到厘米量级。本文首先对该系统模型进行模拟仿真,在模拟上验证该方法的可行性,并分析该方法的影响因素以及不足之处。随后搭建了一套“拐角成像”的实验系统,利用超短脉冲激光器,单光子探测器以及时间相关单光子计数技术,对隐藏在角落处的目标物体进行探测。
庄斌[6]（2020）在《基于散射介质传输矩阵的内窥成像方法研究》文中研究表明散射介质在我们的日常生活中无处不在,例如毛玻璃,粗糙墙面,不透明的生物组织等。一方面,散射介质是成像过程中的一个阻碍,因为其会随机地改变光线的传播方向,进而破坏物与像之间的直接对应关系;另一方面,散射介质也是一个很好的光学元件,其对光线的强散射特性可扩大成像系统的数值孔径,进而实现超分辨率成像;同时,散射介质在工业及医学领域也具有广泛的用途,例如多模光纤作为一种特殊的散射介质,近期被用于探索制作新一代超细内窥镜及便携式光谱仪。因此,研究散射介质成像具有很强的现实需求和应用前景。基于散射介质成像,目前常用的技术有点聚焦扫描、计算鬼成像、散斑相关、深度学习、传输矩阵等。在这些方法中,点聚焦扫描技术、计算鬼成像技术在成像过程中需要执行长时间的扫描操作;散斑相关技术只对薄的特定散射介质才有效;而深度学习技术的成像质量严重依赖于训练样本的特征及其数量。与以上方法相比,传输矩阵技术具有无需扫描、适用于厚散射介质、成像性能稳定等优点。因此研究传输矩阵在散射成像中的原理及技术,对科学研究和工程应用都有重大的价值。基于传输矩阵思想,本论文首先研究了散射介质的光场传输响应特性,通过构建光场传输矩阵对不同散射环境下的目标进行了成像;其次,针对光场传输矩阵在某些特定应用领域,特别是在光纤内窥镜研究过程中尚且存在的缺陷,探索了一种基于散射介质光谱传输矩阵的柔性内窥成像方法。论文的主要研究工作和创新性成果如下:（1）研究了散射介质光场传输矩阵技术的成像机理,并分析了影响成像质量的关键因素。首先,基于光子随机步行模型及光场传播理论分析了光线经过散射介质以及到达最终成像面的完整传播过程,并以此为依据构建了散射介质的光场传输矩阵;其次,基于线性时不变理论推导了目标物体的空间信息与其输出散斑光场之间的对应关系,利用仿真实验验证了基于光场传输矩阵进行散射成像的理论可行性;更进一步地,针对光场传输矩阵技术中的核心问题,例如散斑光场获取、重建算法进行了研究,并分析了光场测量误差、探测器分辨率等因素对成像质量的影响。（2）通过实验验证了光场传输矩阵技术对强度型目标的成像能力,并提出了一种复振幅型目标构建方法,进一步验证了其对复振幅型目标的成像能力。首先,搭建了物光与参考光分离的物参分路成像系统,结合数字相移干涉技术,获取了散射介质的光场传输矩阵,并基于该传输矩阵对强度型目标进行了成像;其次,提出了一种基于液晶空间光调制器（LC-SLM）的复振幅型目标构建方法,搭建了物参共路成像系统,验证了光场传输矩阵技术不仅可以重建目标物体的振幅（强度）信息,同时还能重建其相位（形貌）信息,具有复振幅成像能力。（3）针对目前光场传输矩阵技术只能克服光场的单程畸变,无法对散射介质背后的目标进行内窥成像这一问题,提出了基于往返光场传输矩阵的主动照明内窥成像思想。该往返光场传输矩阵不仅记录了反射光的输出传输响应,同时还记录了入射光的输入散斑照明光场,因此具有同时克服入射及出射两次散射的能力。实验中,搭建了主动照明内窥成像实验系统,对由数字微镜器件（DMD）构建的二值强度型目标及USAF 1951分辨率测试板进行了成像,验证了该方法的可行性。（4）针对光场传输矩阵技术对成像系统稳定性要求高这一局限,提出了基于散射介质光谱传输矩阵的柔性内窥成像方法。该方法利用对形变不敏感的单模光纤来导光,利用对光谱响应敏感的散射介质来进行随机空间-光谱信号编码,可用于探索制作新一代超细柔性内窥镜。实验中,首先测量了散射介质的光谱传输矩阵,然后基于目标的光谱传输响应对其空间信息进行了重建,最后验证了该成像方法对光纤形变的鲁棒性。
吴日辉,代锋,尹冬,刘烨斌,戴琼海,张勇东[7]（2018）在《基于瞬态成像技术的穿透散射介质成像》文中提出烟、雾、霾、浑浊海水等散射介质对穿过它们的光线有散射作用.在散射环境下,通过成像系统获得的图像都会有一定程度的退化,为提取场景内的有效信息带来困难.因此,研究穿透散射介质成像,提取有效的场景信息,对于科学研究和工业应用都有着重要的价值.关于穿透散射介质成像,学术界已经提出了多种模型和算法,大致可分为主动式方法和被动式方法两类.被动式方法主要以自然光为照明手段,对自然光的传播路径建模,求解相关参数以获得场景信息,其缺点是不能用于无光或暗光的场景.为此,研究者提出主动式方法,主要包括结构光扫描、主动偏振光以及时间门等.这些传统的成像方法存在光照不足、需要扫描或需要复杂的成像设备等问题.计算摄像学领域近年来提出的瞬态成像技术能为解决上述问题提供新的思路,因为瞬态成像技术在传统的成像技术的基础上增加时间维的信息,使得许多用传统成像技术无法观测的场景属性可以被理解和获取.文中提出一种基于瞬态成像技术的穿透散射介质成像的方法,将常用于计算机视觉和计算机图形学的单次散射模型扩展为瞬态单次散射模型,并设计出偏移拍摄法,以重构场景的深度及纹理.该方法能在散射环境中重构毫米级精度的深度图和较清晰的纹理图.
韩建辉[8]（2016）在《单像素相机在散射介质成像中的应用研究》文中研究指明散射介质的存在严重影响成像质量,甚至完全无法成像,因此研究散射介质成像有非常重要的意义。单像素相机作为一种新型的成像系统,与传统的成像系统相比成本低、系统简单且应用范围广,而且单像素成像系统只需要探测到加载不同掩膜时光强的变化。本文利用单像素成像的特点,将单像素成像系统应用在散射介质成像中,通过理论分析和模拟验证了实验的可行性。最后搭建实验系统,成功的实现了散射介质成像。本文研究工作主要从以下几个方面展开:（1）数字微镜阵列是单像素成像中的核心器件,文章在介绍了数字微镜阵列的特点和各项参数以后,给出了它的加工过程以及工作原理,并且与同类器件进行了对比,阐述了该器件的优缺点。（2）介绍了单像素成像中比较有代表性的两种方法:压缩传感理论和四步相移理论。压缩传感理论作为单像素成像中的经典理论,论文从测量矩阵、传输矩阵以及重建算法三个方面对其进行了全面的介绍,并且列举出了适合数字微镜阵列应用的矩阵。同时还介绍了一种新型的四步相移理论,包括它的成像原理、特点和重建算法。（3）在理论分析基础上,通过模拟和实验证明了单像素成像的可行性,利用单像素成像系统只需要探测光强变化的特点,将其应用于散射介质成像中,成功的实现了单层散射介质成像。通过分析散射介质的散射特性,利用它的记忆效应结合四步相移理论设计了双层散射介质成像系统,该系统结构简单,不需要复杂的时间门等装置也能很好的区分出弹道光子和蛇形光子,有效的降低了实验成本,并且实验取得了良好的效果,证明了该系统在双层散射介质成像中的可行性。分析了实验中的噪声,给出了提高该系统成像质量的方法。
李娇[9]（2013）在《面向小动物成像的扩散荧光层析先进方法研究》文中研究指明扩散荧光层析成像（DFT）技术作为一种能够定量提供特异性分子探针空间分布信息的高灵敏度光学分子成像手段，被逐渐地应用于疾病小动物模型体内生化过程的在体跟踪和检测。生物医学研究的深入发展对DFT技术的应用范围、功能和指标都提出了更高的要求。本文致力于研究面向小动物成像的DFT先进方法，其主要内容包括基于稳态扩散方程的差分DFT成像方法研究和实验验证，基于时域扩散方程的特征数据和全时间分辨DFT先进成像方法研究和实验验证，以及基于先进光子输运模型的DFT成像方法研究和模拟验证。本文发展了一种用于pH值敏感性检测的稳态差分DFT成像方法。该方法基于一种特殊设计的仿CT扫描模式的光子计数检测系统和Born归一化的差分图像重建算法，来实现对pH异常引起的荧光参数变化图像的快速测量和重建。在仿体实验中，通过定量性实验验证了该成像方法具有高精确度的定量能力，并在三种不同的目标体与背景荧光对比度下进行了pH敏感性检测实验验证。基于时域扩散方程，本文分别发展了基于多级离散小波变换的特征数据时域DFT成像方法和基于重叠时间门技术的全时间分辨DFT成像方法。前者利用多级离散小波变换来减少逆向模型中的重建参数，从而改善计算模型的病态性，提高荧光参数重建图像质量。后者使用了全时间分辨数据，采用重叠时间门技术最大限度地挖掘测量数据中所包含的信息，从而提高荧光产率重建图像的分辨率及量化度。此外，采用了基于时间相关单光子计数技术的时域测量系统对发展的时域DFT成像方法进行了实验验证。实验结果表明两种DFT成像方法均能够有效地提高荧光参数重建图像的量化度和空间分辨率。为了克服扩散近似光子输运模型本身的限制条件，本文分别发展了基于稳态辐射传输方程的DFT成像方法和基于早期到达光荧光输运模型的DFT成像方法。前者联合了离散立体角元法和有限差分法数值求解二维稳态辐射荧光传输方程，并采用了自然边界条件及准直光源模型。利用荧光蒙特卡罗模拟方法产生的正向数据对该成像方法进行了数值模拟验证，并且与基于扩散方程的稳态DFT算法的重建结果进行了比较。后者将早期到达光近似为直线传输的弹道光发展了荧光早期到达光输运模型。并利用全时间分辨时域DFT成像方法的正向数据进行了数值模拟验证，模拟结果证明了该方法的有效性以及对于荧光产率重建图像在空间分辨率上的提高。
王建岗,杨莉松,王桂英,徐至展[10]（2000）在《光在散射介质中的传输和成像》文中研究指明由于有医学的应用背景,利用红外和近红外波段的光对生物组织进行成像、诊断和治疗是国际上的一个热门课题。而生物组织是高散射介质,本文详细评述了光在散射介质中传输和成像的最新研究动态和进展,并对未来的研究作了展望
二、散射介质成像中的时间门研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、散射介质成像中的时间门研究（论文提纲范文）
（1）饱和吸收竞争超分辨显微方法及系统（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 显微镜技术的发展 |
| 1.2 超分辨显微技术的发展 |
| 1.2.1 共焦激光扫描显微技术 |
| 1.2.2 模式切换差分显微技术 |
| 1.2.3 受激辐射损耗显微术 |
| 1.2.4 单分子定位显微术 |
| 1.2.5 结构光照明显微术 |
| 1.2.6 无机荧光染料在超分辨显微中的应用 |
| 1.3 本文的主要结构及创新点 |
| 1.3.1 本文的主要结构 |
| 1.3.2 本文的主要创新点 |
| 第2章 脉冲饱和竞争显微系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本原理 |
| 2.2.1 脉冲饱和吸收竞争物理过程 |
| 2.2.2 荧光吸收饱和 |
| 2.2.3 竞争因子 |
| 2.2.4 光漂白 |
| 2.2.5 脉冲延时 |
| 2.2.6 金颗粒表面散射 |
| 2.3 成像系统 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 脉冲饱和竞争显微成像影响因素研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光光强 |
| 3.3 光漂白 |
| 3.4 空间错位 |
| 3.5 激光波长 |
| 3.6 激光脉冲延时 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 基于抗漂白无机染料的饱和竞争显微成像研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光强与光漂白分析 |
| 4.3 无机染料超分辨成像实验 |
| 4.3.1 纳米金颗粒成像 |
| 4.3.2 纳米金刚石色心成像 |
| 4.3.3 量子点成像 |
| 4.4 样品制备 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于双调制的去背景噪声研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 原理及系统 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 系统噪声分析 |
| 5.3.2 空心斑背景噪声分析 |
| 5.3.3 成像结果 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 饱和竞争三维成像研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 原理 |
| 6.2.1 差分饱和竞争显微 |
| 6.2.2 镜面增强显微 |
| 6.2.3 三维饱和竞争超分辨显微 |
| 6.3 成像结果 |
| 6.3.1 横向成像 |
| 6.3.2 轴向成像 |
| 6.3.3 三维成像 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
（2）基于探测光场时空调制的超分辨显微方法与技术的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 光学显微领域的探索 |
| 1.2 远场光学超分辨显微成像技术 |
| 1.2.1 基于点扩散函数工程原理 |
| 1.2.2 基于频域扩展原理 |
| 1.2.3 基于荧光随机定位原理 |
| 1.2.4 其他远场光学超分辨显微成像技术 |
| 1.3 基于光场调制的点扫描超分辨显微成像技术 |
| 1.3.1 基于空间调制的点扫描超分辨显微成像技术 |
| 1.3.2 基于时间调制的点扫描超分辨显微成像技术 |
| 1.4 现有显微成像技术的缺陷与不足 |
| 1.5 本论文的研究内容及创新点 |
| 1.5.1 本论文的研究内容 |
| 1.5.2 本论文的组织结构 |
| 1.5.3 本论文的创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 基于并行探测光场空间调制的成像扫描显微成像 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 成像扫描显微成像的原理 |
| 2.2.1 矢量衍射理论 |
| 2.2.2 像素重组 |
| 2.2.3 成像扫描显微成像中的噪声模型 |
| 2.2.4 探测器阵列对成像扫描显微成像的影响 |
| 2.3 基于并行探测的饱和虚拟荧光差分显微成像技术 |
| 2.3.1 荧光差分显微成像原理 |
| 2.3.2 饱和虚拟荧光差分显微成像原理 |
| 2.3.3 饱和系数与平移系数对饱和虚拟荧光差分成像的影响 |
| 2.4 饱和虚拟荧光差分显微成像的成像系统与结果分析 |
| 2.4.1 成像仿真结果与分析 |
| 2.4.2 成像系统与控制 |
| 2.4.3 成像实验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于并行探测光场时间调制的超分辨荧光寿命显微成像 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于TCSPC的时域荧光寿命成像 |
| 3.2.1 基于TCSPC的寿命测量原理 |
| 3.2.2 基于TCSPC寿命成像的发展 |
| 3.3 基于并行探测的寿命获取 |
| 3.3.1 光子探测的堆积效应 |
| 3.3.2 并行探测对堆积效应的抑制 |
| 3.4 成像系统结构与控制 |
| 3.4.1 成像系统结构 |
| 3.4.2 重要的光学部件 |
| 3.4.3 成像系统的控制 |
| 3.5 成像结果与分析 |
| 3.5.1 荧光寿命的成像分辨率 |
| 3.5.2 荧光寿命的成像速度和精度 |
| 3.6 基于分光谱技术的并行探测荧光寿命成像技术 |
| 3.6.1 荧光分光谱寿命成像 |
| 3.6.2 成像原理 |
| 3.6.3 荧光寿命测量结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于探测光场空间调制的受激辐射损耗超分辨显微成像 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于自适应像差矫正的受激辐射损耗超分辨成像系统 |
| 4.2.1 成像系统整体结构和控制 |
| 4.2.2 激发光路的描述 |
| 4.2.3 损耗光路的描述 |
| 4.2.4 合束光路的描述 |
| 4.2.5 探测光路的描述 |
| 4.3 系统重要光学部件 |
| 4.3.1 声光调制器和电光调制器 |
| 4.3.2 空间光调制器 |
| 4.3.3 可变形镜 |
| 4.3.4 振镜系统 |
| 4.4 像差自适应矫正 |
| 4.4.1 像差与Zernike系数 |
| 4.4.2 可变形镜的标定 |
| 4.4.3 像差自动矫正 |
| 4.5 成像系统校准与成像结果 |
| 4.5.1 系统光路粗对准 |
| 4.5.2 基于金颗粒成像的对准与像差矫正 |
| 4.5.3 基于荧光颗粒成像的像差矫正 |
| 4.5.4 成像结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于探测光场时间调制的受激辐射损耗超分辨显微成像 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于时间调制的受激辐射损耗超分辨显微成像 |
| 5.2.1 受激辐射损耗对寿命的影响 |
| 5.2.2 基于时间调制的受激辐射损耗超分辨显微成像 |
| 5.3 基于时间门探测的寿命信息获取 |
| 5.3.1 延时&门电路 |
| 5.3.2 基于延时&门电路的寿命曲线获取 |
| 5.3.3 基于扇出缓存器的快速寿命测定 |
| 5.3.4 基于快速寿命测定的时间门控受激辐射损耗超分辨显微成像 |
| 5.4 基于门探测的寿命光子重组受激辐射损耗超分辨显微成像 |
| 5.4.1 研究背景 |
| 5.4.2 成像原理 |
| 5.4.3 成像系统与控制 |
| 5.4.4 成像结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士期间取得的科研成果 |
（3）基于反射矩阵分析法的光学相干层析成像技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 散射介质成像和聚焦技术的国内外研究历史与发展现状 |
| 1.2.1 基于波前整形的光场调控技术 |
| 1.2.2 基于反射/传输矩阵的散射介质成像和聚焦技术 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 基于光学相干层析技术的散射介质成像和聚焦的理论基础 |
| 2.1 光学相干层析技术 |
| 2.1.1 OCT的应用 |
| 2.1.2 基本原理 |
| 2.1.3 不同类型的OCT |
| 2.2 基于反射矩阵分析法的散射介质成像技术 |
| 2.3 穿透和位于散射介质内部的聚焦技术 |
| 2.3.1 波前整形技术 |
| 2.3.2 传输矩阵法 |
| 2.3.3 光学相位共轭 |
| 2.3.4 光学记忆效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于反射矩阵测量的光学相干层析成像 |
| 3.1 简介 |
| 3.2 光在散射介质中的传播 |
| 3.2.1 单次和多次散射的光 |
| 3.2.2 散射平均自由程和传输平均自由程 |
| 3.2.3 单次和多次散射光子的成像技术 |
| 3.3 反射矩阵的基本原理 |
| 3.3.1 反射矩阵的重构 |
| 3.3.2 奇异值分解 |
| 3.4 基于反射矩阵分析法的OCT系统 |
| 3.4.1 飞秒光源 |
| 3.4.2 光场的重建 |
| 3.4.3 整体实验系统设计 |
| 3.5 实验结果和分析 |
| 3.5.1 单次散射区域的成像实验 |
| 3.5.2 多次散射区域的成像实验 |
| 3.5.3 穿透类生物组织的成像实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于高速最优化波前测量的散射介质聚焦技术 |
| 4.1 简介 |
| 4.2 穿透散射介质的聚焦技术 |
| 4.2.1 基于迭代的回馈式算法 |
| 4.2.2 传输矩阵法 |
| 4.2.3 波前整形技术中的各项评估参数 |
| 4.3 高速最优化波前测量的实验方案 |
| 4.3.1 实验设计 |
| 4.3.2 锁相探测 |
| 4.3.3 基于单次输入输出光场重建的高速波前测量技术 |
| 4.4 实验结果和分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于反射矩阵OCT的成像分辨率的研究 |
| 5.1 简介 |
| 5.2 光学成像系统的分辨率 |
| 5.2.1 显微成像系统中的分辨率 |
| 5.2.2 宽场OCT的理论轴向和横向分辨率 |
| 5.3 时间反演运算 |
| 5.3.1 基尔霍夫正则化修正 |
| 5.3.2 模型分辨率矩阵和分辨率半径 |
| 5.4 实验结果和分析 |
| 5.4.1 正则化修正后的实验结果 |
| 5.4.2 样品内部不同位置的实际分辨率测量和成像质量评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于反射矩阵逆的光束位于散射介质内部聚焦技术 |
| 6.1 简介 |
| 6.2 基于导星辅助的光束位于散射介质内部聚焦技术 |
| 6.2.1 基于反馈导星的波前整形技术 |
| 6.2.2 基于共轭导星的波前整形技术 |
| 6.3 基于反射矩阵逆的光束位于散射介质内部汇聚技术 |
| 6.4 总结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）Nd3+离子敏化的NIR Ⅱ荧光寿命探针的构筑与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 近红外二区荧光探针 |
| 1.2.1 近红外二区生物窗口 |
| 1.2.2 常见的近红外二区荧光探针 |
| 1.3 近红外二区稀土掺杂纳米晶 |
| 1.3.1 稀土元素简介 |
| 1.3.2 稀土离子近红外二区发光机制 |
| 1.3.3 近红外二区稀土掺杂纳米晶的应用与局限 |
| 1.4 时间分辨成像技术 |
| 1.4.1 荧光寿命 |
| 1.4.2 自体荧光 |
| 1.4.3 时间门成像技术 |
| 1.4.4 多通道光学成像 |
| 1.5 稀土掺杂纳米晶在时间分辨领域研究进展与分析 |
| 1.5.1 稀土掺杂纳米晶用于时间分辨生物检测 |
| 1.5.2 稀土掺杂纳米晶用于时间门成像 |
| 1.5.3 稀土掺杂纳米晶用于多通道荧光寿命编码 |
| 1.6 目前存在的问题和挑战 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验原料与方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验方法与技术 |
| 2.3.1 稀土掺杂立方相NaYF_4及其核壳结构纳米晶的合成路线 |
| 2.3.2 稀土掺杂六方相 NaYF_4及其核壳结构纳米晶的合成路线 |
| 2.3.3 纳米晶表面修饰的方法 |
| 2.3.4 细胞毒理实验 |
| 2.3.5 小鼠体内实验 |
| 2.4 材料测试与表征 |
| 2.4.1 透射电镜 |
| 2.4.2 X-射线粉末衍射 |
| 2.4.3 高倍透射电子显微镜 |
| 2.4.4 荧光光谱和荧光寿命的测试 |
| 2.4.5 不同温度荧光寿命的测试 |
| 2.4.6 小动物活体成像以及时间分辨成像系统 |
| 第3章 Nd~(3+)敏化纳米晶的构筑及其用于时间门成像的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 核壳结构纳米晶的制备与表征 |
| 3.3 掺杂离子浓度对纳米晶发光强度影响的探究 |
| 3.4 表面修饰及细胞毒理实验 |
| 3.5 不同离子掺杂浓度纳米晶荧光寿命的表征 |
| 3.6 体外时间门成像 |
| 3.7 体内时间门成像 |
| 3.8 多通道荧光寿命成像 |
| 3.8.1 时间分辨成像原理及数据处理 |
| 3.8.2 生物体内多通道成像 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 Nd~(3+)敏化的纳米晶近红外二区荧光寿命用于生物体内温度传感的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NaYF_4@NaYF_4:Yb~(3+),Nd~(3+)@CaF_2核/壳/壳纳米晶的制备与表征 |
| 4.3 掺杂离子浓度对荧光寿命温度灵敏度影响的探究 |
| 4.3.1 Yb~(3+)掺杂离子浓度对荧光寿命温度灵敏度影响的探究 |
| 4.3.2 Nd~(3+)掺杂离子浓度对荧光寿命温度灵敏度影响的探究 |
| 4.4 Yb~(3+)离子荧光寿命温度依赖性的机理探究 |
| 4.5 荧光寿命温度探针的稳定性的探究 |
| 4.6 荧光寿命温度探针用于生物体内温度监测 |
| 4.6.1 荧光寿命温度探针优势的探究 |
| 4.6.2 荧光寿命用于生物体内温度传感 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 Nd~(3+)离子敏化多层核壳纳米晶1532 nm荧光寿命的调节及应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多壳层结构纳米晶的制备与表征 |
| 5.3 1532 nm荧光寿命的调节 |
| 5.3.1 调节荧光寿命的理论依据 |
| 5.3.2 核/多层结构纳米晶荧光寿命的调节 |
| 5.4 NaYF_4间隔层对1532 nm荧光强度影响的探究 |
| 5.5 不同荧光寿命纳米晶用于深层模拟组织中荧光寿命编码 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）关联成像在非视域成像中的应用与研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 关联成像的研究现状 |
| 1.3 非视域成像的研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作内容 |
| 第二章 理论基础和实验方法 |
| 2.1 空间关联成像 |
| 2.2 时间关联成像 |
| 2.3 基于椭球层析的反投影算法 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 空间关联成像在穿透散射介质中的应用 |
| 3.1 空间关联成像中结构光场的选择 |
| 3.2 基于空间关联的穿透散射介质成像 |
| 3.3 基于空间关联穿透散射介质的扩大视场成像 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基于时间关联对视域外物体的探测及分析 |
| 4.1 基于时间相关单光子计数非视域成像的模拟仿真 |
| 4.2 基于时间相关对视域外物体的探测实验 |
| 4.3 重构结果的不确定区域分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的成果和论文 |
| 学术论文 |
| 发明专利 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）基于散射介质传输矩阵的内窥成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容与章节安排 |
| 第2章 散射介质光场传输矩阵理论基础 |
| 2.1 线性光学成像系统 |
| 2.1.1 线性空不变成像系统 |
| 2.1.2 线性空变成像系统 |
| 2.1.3 光场传输矩阵散射成像理论 |
| 2.2 光在散射介质中的传输特性分析 |
| 2.2.1 散射介质内的光子概率密度分布 |
| 2.2.2 散射介质的透射率和反射率 |
| 2.2.3 散射介质出射面的光子概率分布 |
| 2.3 成像系统点扩散函数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光场传输矩阵技术中的核心问题分析 |
| 3.1 理论模型与仿真验证 |
| 3.1.1 构建光场传输矩阵成像仿真模型 |
| 3.1.2 重建物平面光场 |
| 3.2 散斑光场获取技术 |
| 3.2.1 数字相移干涉技术 |
| 3.2.2 希尔伯特变换技术 |
| 3.2.3 无参考臂相位解调方法 |
| 3.3 重建算法 |
| 3.3.1 相位共轭法 |
| 3.3.2 矩阵求逆法 |
| 3.3.3 两种重建算法比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于散射介质光场传输矩阵的目标成像研究 |
| 4.1 主要实验仪器介绍 |
| 4.1.1 液晶空间光调制器 |
| 4.1.2 数字微镜器件 |
| 4.1.3 液晶可变延迟器 |
| 4.2 物参分路强度目标成像 |
| 4.3 物参共路复振幅目标成像 |
| 4.3.1 工作原理 |
| 4.3.2 复振幅成像验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于往返光场传输矩阵的主动照明内窥成像方法 |
| 5.1 散射介质的内窥成像问题 |
| 5.2 主动照明内窥成像方法及仿真分析 |
| 5.2.1 基于散斑平均的内窥成像理论及仿真分析 |
| 5.2.2 基于往返光场传输矩阵的内窥成像理论及仿真分析 |
| 5.3 实验装置及结果 |
| 5.4 复振幅内窥实验装置及结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于光谱传输矩阵的柔性光纤内窥镜 |
| 6.1 光纤内窥镜介绍及发展趋势 |
| 6.1.1 商业内窥镜的发展 |
| 6.1.2 随机空间-光场编码多模光纤硬质内窥镜 |
| 6.1.3 空间-光谱编码单光纤柔性内窥镜 |
| 6.2 散射介质的随机空间-光谱编码成像 |
| 6.2.1 散射介质的多光谱传输特性 |
| 6.2.2 基于散射介质的随机空间-光谱编码成像 |
| 6.3 随机空间-光谱编码单光纤柔性内窥镜 |
| 6.3.1 成像思想 |
| 6.3.2 实验结果及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略词 |
| 附录 符号说明 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）基于瞬态成像技术的穿透散射介质成像（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 相关工作 |
| 2.1 穿透散射介质成像问题的研究 |
| 2.2 瞬态成像技术的相关研究 |
| 3 模型 |
| 3.1 稳态单次散射模型 |
| 3.2 瞬态单次散射模型 |
| 3.3 含先验的瞬态像素 |
| 4 深度及纹理获取 |
| 4.1 标定卷积核函数k (t) |
| 4.2 偏移拍摄法求解深度 |
| 4.3 偏移距离对偏移拍摄法的影响 |
| 4.4 纹理求解 |
| 5 实验结果 |
| 5.1 标定卷积核函数k (t) |
| 5.2 深度及纹理获取 |
| 6 结束语 |
（8）单像素相机在散射介质成像中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本论文研究主要内容 |
| 1.5 本论文的结构框架 |
| 2 数字微镜阵列介绍 |
| 2.1 数字微镜阵列概述 |
| 2.2 DMD的工艺实现流程 |
| 2.3 DMD工作原理 |
| 2.4 DMD控制软件 |
| 2.5 DMD的应用及其优势 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 单像素成像理论介绍 |
| 3.1 压缩传感理论 |
| 3.1.1 信号的稀疏变换 |
| 3.1.2 测量矩阵 |
| 3.1.3 重构算法 |
| 3.1.3.1 最小l1范数法 |
| 3.1.3.2 最小全变分法 |
| 3.1.3.3 贪婪算法 |
| 3.2 四步相移理论 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 单像素相机实验 |
| 4.1 基于压缩传感理论的单像素成像实验 |
| 4.1.1 压缩传感模拟结果 |
| 4.1.2 压缩传感实验结果 |
| 4.2 基于四步相移理论的单像素成像实验 |
| 4.2.1 四步相移模拟结果 |
| 4.2.2 四步相移实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 散射介质成像实验 |
| 5.1 单层散射介质成像实验 |
| 5.1.1 压缩传感实验 |
| 5.1.2 四步相移实验 |
| 5.2 双层散射介质成像实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 个人简历 |
| 硕士期间发表的学术论文和研究成果： |
| 致谢 |
（9）面向小动物成像的扩散荧光层析先进方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 扩散荧光层析成像技术的研究背景 |
| 1.2.1 荧光探针技术 |
| 1.2.2 光在组织中的传播过程 |
| 1.2.3 扩散荧光层析成像技术的主要测量模式 |
| 1.3 扩散荧光层析成像技术的研究意义与发展方向 |
| 1.4 论文的主要研究内容和结构安排 |
| 第二章 扩散荧光层析成像的理论模型及求解方法 |
| 2.1 主要的光子输运模型 |
| 2.1.1 辐射传输方程 |
| 2.1.2 蒙特卡罗模拟 |
| 2.2 辐射传输方程的求解方法 |
| 2.2.1 球谐函数法 |
| 2.2.2 离散纵标法 |
| 2.3 正向模型的数学实现 |
| 2.4 逆向模型求解 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于稳态扩散方程的成像方法研究与实验验证 |
| 3.1 基于扩散方程解析解的稳态 DFT 成像算法 |
| 3.2 稳态 DFT 成像算法实验验证 |
| 3.2.1 稳态成像系统 |
| 3.2.2 实验材料 |
| 3.2.3 实验结果与讨论 |
| 3.3 用于 pH 敏感性检测的差分 DFT 成像方法 |
| 3.3.1 pH 敏感性检测意义 |
| 3.3.2 差分 DFT 成像方法 |
| 3.3.3 实验设计与结果讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于时域扩散方程的特征数据方法研究与实验验证 |
| 4.1 基于广义脉冲谱技术的时域DFT成像算法 |
| 4.2 基于多级离散小波变换的图像重建算法 |
| 4.3 时域 DFT 成像算法实验验证 |
| 4.3.1 时域成像系统 |
| 4.3.2 二维圆域模型重建算法实验验证 |
| 4.3.3 基于无限平板模型的多级小波变换重建算法实验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于时域扩散方程的全时间分辨方法研究与实验验证 |
| 5.1 基于全时间分辨方法的 DFT 成像算法 |
| 5.1.1 正问题 |
| 5.1.2 逆问题 |
| 5.2 全时间分辨方法应用难点分析及解决方法 |
| 5.2.1 时域模式中系统响应函数抑制方法 |
| 5.2.2 基于重叠时间门的全时间分辨数据处理方法 |
| 5.3 成像算法实验验证 |
| 5.3.1 实验设计 |
| 5.3.2 实验结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于先进光子输运模型的成像方法研究与模拟验证 |
| 6.1 基于辐射传输方程的稳态 DFT 成像算法研究 |
| 6.1.1 正问题 |
| 6.1.2 逆问题 |
| 6.1.3 基于蒙特卡罗正向数据的模拟验证 |
| 6.2 基于早期到达光的 DFT 成像算法研究与模拟验证 |
| 6.2.1 基于早期到达光子输运模型的成像算法 |
| 6.2.2 基于全时间分辨扩散模型正向数据的模拟验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要研究内容 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 今后工作的展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、散射介质成像中的时间门研究（论文参考文献）
- [1]饱和吸收竞争超分辨显微方法及系统[D]. 李传康. 浙江大学, 2021(01)
- [2]基于探测光场时空调制的超分辨显微方法与技术的研究[D]. 刘少聪. 浙江大学, 2021(01)
- [3]基于反射矩阵分析法的光学相干层析成像技术的研究[D]. 曹靖. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]Nd3+离子敏化的NIR Ⅱ荧光寿命探针的构筑与应用研究[D]. 谭美玲. 哈尔滨工业大学, 2020
- [5]关联成像在非视域成像中的应用与研究[D]. 张泽鑫. 山东大学, 2020(02)
- [6]基于散射介质传输矩阵的内窥成像方法研究[D]. 庄斌. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020(06)
- [7]基于瞬态成像技术的穿透散射介质成像[J]. 吴日辉,代锋,尹冬,刘烨斌,戴琼海,张勇东. 计算机学报, 2018(11)
- [8]单像素相机在散射介质成像中的应用研究[D]. 韩建辉. 郑州大学, 2016(02)
- [9]面向小动物成像的扩散荧光层析先进方法研究[D]. 李娇. 天津大学, 2013(01)
- [10]光在散射介质中的传输和成像[J]. 王建岗,杨莉松,王桂英,徐至展. 激光与光电子学进展, 2000(01)