导读:本文包含了快速数字成像论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:数字乳腺断层合成,交替方向乘子法,多GPU,全变差
快速数字成像论文文献综述
黄杰星[1]（2019）在《数字乳腺断层成像的快速迭代重建算法研究》一文中研究指出目前,乳腺癌已经成为女性最常见的癌症,筛查是乳腺癌早期发现的重要步骤。数字乳腺X射线摄影(Digital Mamography,DM)是一种成熟有效的早期乳腺癌筛查影像技术,具有高空间分辨率、低辐射剂量等优点。然而DM图像仅包含叁维解剖结构的二维信息,组织重迭问题会降低乳腺癌筛查的准确性。数字乳腺断层合成成像(Digital Breast Tomosynthesis,DBT)是一种基于DM发展的新型成像技术,X射线球管在有限角度范围内进行低剂量曝光,采集有限数量的投影数据进行重建,所得断层图像可以提供叁维结构信息,减少组织重迭,提高肿瘤检测的灵敏度。目前,DBT已经成为临床应用中重要的乳腺影像筛查手段之现存的DBT重建算法主要有解析重建和迭代重建两大类。滤波反投影算法(FBP)是经典的解析重建算法,需设计特殊的滤波器对投影滤波,通过对滤波后的投影进行反投影获取重建图像,缺点是滤波器的设计很大程度上依赖于图像内容以及采样几何。迭代重建算法中,Sidky等人提出的自适应最速下降凸集投影法(POCS)是目前应用最广泛的迭代重建算法框架,每次迭代分裂为两步:(1)重建,利用ART算法重建初步图像;(2)去噪,利用梯度下降法求解正则化问题。迭代重建算法可重建出较好的图像但重建时间长。本文系统回顾了 DBT系统组成及其成像理论基础,介绍经典的DBT重建算法,针对DBT迭代重建中的问题展开了深入的研究,并提出以下重建算法:第一、为实现DBT图像快速迭代重建,提出了一种基于多GPU和ADMM分布式优化的DBT快速迭代重建算法。本文把DBT重建问题描述为一个分布式优化问题,采用多GPU硬件加速结合交替方向乘子法(ADMM)分布式优化策略进行问题求解。具体实现时,将投影分成N个子集,每个GPU对应一个投影子集,并行进行共轭梯度求解,所有GPU更新结束后,收集上一步所有重建图像进行线性迭加,进行伪影拟制后重新分发到各个GPU进行下一轮迭代,直至满足迭代结束条件。实验结果表明,本文提出的重建算法重建图像对比度高,特征清晰,双GPU加速因子可达1.7以上,实现了DBT的快速迭代重建。第二、改进了传统的FISTA算法并将其应用于DBT迭代重建中。针对传统FISTA算法使用梯度下降法求解子问题时利普希茨常数计算复杂、迭代步长不稳定等问题,提出采用OS-SART策略更新中间变量,并利用OS-SART计算的预处理矩阵对TV项进行加权修正,采用FGP算法快速求解。最后采用梯度图像的SLO范数最小化进一步抑制噪声和伪影,重建出优质的DBT图像。实验结果表明,改进的FISTA算法结合SLO正则化可以更好地抑制噪声和伪影,同时保留结构边缘。(本文来源于《南方医科大学》期刊2019-05-24）
唐琳,孟宏峰,杨经纬,王文晴[2]（2018）在《一种数字阵列雷达小视场快速成像方法》一文中研究指出针对通道幅相误差和RCM(距离单元徙动)幅相误差同时出现导致数字阵列雷达近程成像效果不佳的问题,研究了一种在小视场条件下快速实现数字阵列雷达近程成像的方法。通过研究数字阵列雷达的回波信号模型,确定了DBF(数字波束合成)成像中幅相误差的来源,在此基础上,建立了数字阵列雷达小视场成像的快速DBF成像模型。理论仿真和实测数据表明:该方法在校准通道幅相误差时能有效实现RCM幅相误差的补偿,通过单次FFT(快速傅里叶变换)即可实现DBF成像。与现有小视场成像方法相比,该方法能在保证成像质量的前提下,显着提高成像效率,在系统性能评估测试等小视场应用中具有较好的应用前景。(本文来源于《上海航天》期刊2018年03期）
满天龙[3]（2018）在《自适应非相干数字全息快速叁维成像》一文中研究指出对生命科学领域不断深入的探索与研究迫切地需要光学显微成像技术可以看得更小、更清、成像速度更快。近年来对于光学叁维显微成像技术的研究主要聚焦于成像分辨率、成像视场、成像速度等性能指标的追求和提升,以期实现样品的高分辨率大视场快速叁维成像。非相干数字全息技术可实现宽场叁维成像,并且成像过程中不需要任何扫描装置、系统机械件或样品的移动。基于非相干数字全息技术实现的高分辨率荧光非扫描叁维显微成像方法,在面向生物样品成像时具有极大的应用潜力,是目前光学叁维显微成像领域的研究前沿之一。生物细胞或组织等样品往往具有较为复杂的叁维结构。因此,生命科学领域的实际研究中要求成像方法具有较高的轴向成像分辨率,并能提供光学层析的成像能力。另一方面,生物样品内由于折射率不均匀分布所导致的光学像差严重地影响了叁维光学显微成像系统的实际成像性能。发展一种面向实际生物样品成像的叁维、快速、层析、自适应显微成像技术具有重要的意义。然而,非相干数字全息技术在轴向成像分辨率、成像速度和成像质量等方面达到的现有水平,限制了该技术在生命科学领域研究中的进一步应用。本论文以非相干数字全息技术为核心,以提高和拓展非相干数字全息显微成像技术的成像性能为切入点,研究实现非相干数字全息自适应快速叁维成像的方法,旨在提高现有非相干数字全息术的成像速度和轴向成像分辨率等性能,同时发展基于非相干全息的快速光学像差探测和校正方法以实现高质量的叁维成像。本论文的主要研究内容和研究成果概括为以下几方面:1、阐明了自适应非相干数字全息叁维成像的基本原理。在明确非相干数字全息基本概念的基础上,详细阐述了两种基于不同光路配置实现非相干数字全息记录的具体技术:基于叁角干涉光路的叁角数字全息(Trianglar Holography)和菲涅耳非相干关联数字全息(Fresnel Incoherent Correlation Holography,FINCH)。给出了不同类型全息图的重建算法。以FINCH为例,理论分析了非相干数字全息系统的成像特性。为发展非相干数字全息自适应叁维层析成像技术,进一步阐明了论文后续研究中用到的压缩感知技术的基本原理和自适应光学中像差的数学描述、波前传感和波前校正的基本原理。2、发展了基于叁角干涉光路的单次曝光离轴数字全息成像方法,搭建实验系统,实现了运动样品的单次曝光叁维成像,并明确了该技术对运动样品进行叁维追踪成像时的定位分辨率。将该方法应用于斑马鱼幼苗的叁维位置实时追踪中,并实现了斑马鱼在任意时刻的聚焦图像重建和叁维运动轨迹的提取。3、发展了基于同轴共路FINCH的压缩并行相移数字全息成像方法,与基于离轴光路的单次曝光成像方法相比,充分利用了系统的空间带宽积,在不损失系统成像分辨率的前提下,实现了单次曝光叁维成像,提升了成像速度。采用空间分区复用在单幅全息图记录过程中实现所需求的多个相移值,从单个空间复用的并行全息图中提取具有不同相移值的子全息图,基于相移全息术重建算法实现单次曝光叁维成像。针对并行相移非相干数字全息技术中存在的相移误差,和欠采样问题导致的重建像质量下降问题,进而提出了一种基于重建像质量优化的相移误差校正方法,并在压缩感知理论体系下建立了并行相移非相干全息成像的传感矩阵等重要理论模型。通过对全息图进行压缩重建的方式,提高了并行相移非相干数字全息术的成像质量。4、发展了非相干数字全息叁维层析成像方法,阐明了不同非相干数字全息机制(FINCH和Interferenceless Coded Aperture Correlation Holography,I-COACH)作为压缩感知过程的理论体系,并建立了系统的叁维成像压缩传感模型。基于FINCH系统实现了非相干数字全息叁维层析成像,给出了全息图压缩重建精度的定量评价方法。通过实验证明了压缩感知体系下系统轴向重建精度的提高。基于压缩I-COACH系统,提高了现有COACH技术的轴向重建精度。在不损失成像视场的前提下实现了单次曝光叁维成像。5、研究了非相干数字全息自适应成像实现的方法和其中涉及的关键问题。利用非相干全息技术对于点源的波前记录和重建能力,在叁角全息系统中实现了基于引导星的自适应光学像差校正。面向厚生物样品的叁维成像应用和实际需求,提出了一种荧光数字全息计算自适应成像方法,实现了无引导星、无波探测器和无波前校正器的快速非扫描自适应叁维成像。理论上分析了非相干全息记录过程作为一种波前传感机制的可行性,并提出了一种基于全息重建像质量优化的计算自适应像差校正算法,搭建了倒置式荧光数字全息显微成像系统,实验研究了所提出方法的像差校正效果和成像分辨率等性能。实现了叁维分布的荧光微球和人体癌细胞样品的非扫描自适应叁维成像。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-05-01）
沙贝[4]（2016）在《基于数字全息的快速和高分辨波前测量和衍射成像方法研究》一文中研究指出数字全息的快速和高分辨成像是数字全息领域里两个基本的研究问题。数字全息根据参考光和物光的夹角,可分为同轴数字全息和离轴数字全息。同轴数字全息和离轴数字全息各有优缺点。理论上,同轴数字全息图的频带宽度是物波带宽的两倍,而能够使物波频谱和零级像频谱分开的离轴全息图的带宽一般要大于等于物波带宽的四倍,因此离轴数字全息对图像传感器的带宽要求比同轴数字全息更高,即对图像传感器的空间分辨率要求更高;但是离轴数字全息有其优点,即物波的频谱和零级项以及共轭项的频谱是分开的,可以通过空间滤波的方法直接提取出物波项,因此它具有再现算法简单、易于实现快速成像的优点。从另一个角度说,采用同样的图像传感器,同轴数字全息可以实现更高横向分辨率的再现像,但是同轴数字全息的物波像、共轭像和零级像迭加在一起,提取物波像,需要通过算法(如相移法)来消除共轭像和零级噪声的影响,而相移算法一般至少需要相移前后的两幅全息图,这使得快速成像受到限制。离轴数字全息,还可以再划分出微离轴数字全息,它兼具有同轴数字全息和离轴数字全息的特点,可以实现快速和高分辨成像。本论文重点研究了离轴数字全息的快速成像算法、同轴数字全息的高分辨成像方法以及微离轴数字全息的的快速和高分辨成像方法。论文主要研究内容包括:1.研究了数字全息成像的特点。推导了数字全息成像系统的点扩展函数,并据其得出再现像的横向分辨率表达式,研究了图像传感器所有像素的积分效应对分辨率的影响。推导了数字全息图的记录距离要求,根据此要求得出了采用菲涅尔变换方法得出的再现像的横向分辨率一般低于图像传感器的分辨率。2.提出了一种基于数字空分复用的离轴数字全息图快速成像算法——空分复用(SM)算法。本算法主要基于离轴全息图的带宽通常都大于或等于物波带宽的四倍的特性,首先将四幅离轴全息图进行与参考波倾斜方向垂直的方向的平移,然后相加,形成一个数字空分复用全息图。这四幅全息图分别平移不同的角度,使其频谱在数字空分复用全息图的频谱中彼此分开。接下来,对这个数字空分复用全息图进行1.25维的傅里叶变换(1.25D-FT),则可以得到四幅分离的物波的频谱。最后,再分别对这四幅分离的物波频谱进行逆傅里叶变换就可以得到所要恢复的四个物体的波前信息。SM算法,通过一次1.25维傅里叶变换,获得了四幅全息图的频谱信息,大大减少了计算量,从而加快了全息图的重建速度。3.提出了一种基于复数编码和空分复用的离轴数字全息图快速成像算法——复空分复用(CSM)算法。该算法是SM算法的进一步发展,可以实现通过一次2D-FT,获得八幅物波的频谱信息。该算法采用复数编码方法,将每两幅全息图一个做实部,一个做虚部构建成一个复全息图,再用空分复用编码的方法,将构建的四个复全息图编码成一个复空分复用全息图。对这个复空分复用全息图做2D-FT,首先可以得到四个复全息图的频谱信息,再通过解析关系式得到八个全息图的频谱信息,对这八个频谱做逆傅里叶变换,就可以恢复出原始记录的八个物体的波前信息。这个方法,用一次傅里叶变换,同时进行了八幅全息图的傅里叶变换,所以这个算法比空分复用算法更进一步减少了计算量,提高重建速度,并且没有降低再现像分辨率。4.提出了一种基于相位差分的微离轴数字全息图波前重建算法——相位差分(PD)算法。该算法是根据离轴数字全息(包括微离轴的情况),其全息图记录的物波的相对相位对空间的一阶导数总是小于等于零的特性,推出了物波相对相位的绝对值对空间的一阶导数的符号与物波相对相位的符号之间的关系。根据这个关系,对限制在[0p]之间的物波相位进行校正,恢复出其在[-pp]或[0 2p]之间相位信息。本方法采用相位对空间求导或相位差分的方法,只涉及到局域运算,不涉及积分或迭代,特别适用于大尺寸微离轴数字全息图的重现。5.提出了一种同轴数字全息的波前重建算法——零差(ZD)算法。零差算法是通过相移前后的两幅全息图光强不变的点,求出实验记录时未知的相移量,并根据相移量计算出物波波前的振幅和相对相位信息。这个算法,采用盲相移记录两幅全息图,避免了精确的相移的要求,使得相移算法的适应性更广。对以上这四种算法的可行性和准确性都给出了具体的理论分析和实验验证。(本文来源于《山东师范大学》期刊2016-04-12）
赵志强[5]（2014）在《X射线数字成像检测缺陷快速识别技术研究》一文中研究指出X射线数字实时成像技术作为焊接缺陷检测领域的新技术,被不断引入到压力容器、管道和设备质量的检验和监督中。但是,近年来国内升级改造和新投用的设备,仍存在图像处理系统未配备或不完善,检测过程中人员依赖性大,无法对精细复杂目标及时准确地识别,数据处理慢,功能过于单一,操作界面不直观、人机交互不友好等问题。针对这些问题,开展了多项关键技术的研究。研究了X射线数字成像技术在国内外各个时期的应用和发展情况,对比分析了常规x射线检测法和X射线数字检测法的特点、原理、系统构成、检测流程及其应用范围等,提出了两种方法各自的优势和局限性,认为胶片法仍有很大的优势和应用空间,但实时成像检测的智能化、高效化和规范化是发展的必然趋势。文章从X射线检测焊缝图像降噪和增强的目的出发,通过编制程序,研究了几何变换、灰度变换、基于图像空域的直方图均衡处理、梯度锐化和拉普拉斯锐化增强处理等方法,并对几种主要的图像预处理和增强方法进行了对比研究。针对裂纹缺陷图像提出了两种基于空域的图像处理和分割方法,表明这两种方案都能较好地去除噪声并保持焊缝和缺陷的边缘细节。在快速识别算法的研究方面,引入了列灰度分析法,利用列灰度信号在缺陷区奇异性的变化特点,提出一种基于列灰度特征分析的X射线数字焊缝图像的快速识别方法。通过编程和实验分析,证实了该方法结合适当的预处理手段可用于快速识别的可能性。在缺陷区域快速识别方面,对识别算法进行了深入研究,设计了针对区域性缺陷快速识别定位和自动分割的方法。实验表明该法能够快速锁定缺陷区域,有效缩小评价范围,便于后期分析和评价。另外,利用MATLAB软件的GUI功能,开发了射线数字图像焊缝缺陷快速识别的人机交互平台,构建了检测系统的显示和自动识别体系。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2014-04-26）
赵红颖,晏磊,孙道虎[6]（2004）在《利用CMOS快速数字成像系统拍摄高速运动的物体》一文中研究指出研制的CMOS快速成像系统,是基于CMOS图像传感器阵列的成像系统,其传感器阵列具有较高的空间分辨率和时间分辨率,因此可获取高速运动物体的瞬间物理状态。实验结果表明,采用4×4阵列的CMOS成像系统可拍摄到0.5μs的图像。(本文来源于《影像技术》期刊2004年03期）
程耀瑜,胡鶠,韩焱,朱明武[7]（2003）在《高精度X射线数字成像检测中图像快速采集方法》一文中研究指出高分辨率X射线数字成像检测系统的图像数据量大 ,而且要求较远距离传输。图像采集速度将直接影响检测速度 ,为此设计了科学级大面阵电荷耦合器件 (CCD)信号读出与调理、A/D转换、数据远距离传输并行工作 (流水线 )方式的图像采集系统 ,利用了计算机并行口的增强并行接口 (EPP)工作方式的地址读和数据字读的选通信号来控制各部分工作和数据快速采集 ,并用多位晶体管—晶体管—逻辑 (TTL)和RS4 2 2标准转换方法 ,实现了射线数字成像系统中数据的远距离并行传输。(本文来源于《兵工学报》期刊2003年04期）
尤红建,刘彤,李树楷[8]（2003）在《基于机载叁维成像仪快速获取数字地面模型》一文中研究指出机载叁维成像仪是集成GPS、姿态测量装置、激光测距仪和光谱成像仪的新型航空遥感系统,它能同步获取地面目标的定位、定性数据。本文简要介绍了机载叁维成像仪系统,在计算出扫描激光测距点叁维坐标的基础上,着重分析了DTM快速生成算法,包括DTM的快速内插和航带间的自动无缝拼接。(本文来源于《测绘工程》期刊2003年02期）
快速数字成像论文开题报告
（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：
针对通道幅相误差和RCM(距离单元徙动)幅相误差同时出现导致数字阵列雷达近程成像效果不佳的问题,研究了一种在小视场条件下快速实现数字阵列雷达近程成像的方法。通过研究数字阵列雷达的回波信号模型,确定了DBF(数字波束合成)成像中幅相误差的来源,在此基础上,建立了数字阵列雷达小视场成像的快速DBF成像模型。理论仿真和实测数据表明:该方法在校准通道幅相误差时能有效实现RCM幅相误差的补偿,通过单次FFT(快速傅里叶变换)即可实现DBF成像。与现有小视场成像方法相比,该方法能在保证成像质量的前提下,显着提高成像效率,在系统性能评估测试等小视场应用中具有较好的应用前景。
（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。
快速数字成像论文参考文献
[1].黄杰星.数字乳腺断层成像的快速迭代重建算法研究[D].南方医科大学.2019
[2].唐琳,孟宏峰,杨经纬,王文晴.一种数字阵列雷达小视场快速成像方法[J].上海航天.2018
[3].满天龙.自适应非相干数字全息快速叁维成像[D].北京工业大学.2018
[4].沙贝.基于数字全息的快速和高分辨波前测量和衍射成像方法研究[D].山东师范大学.2016
[5].赵志强.X射线数字成像检测缺陷快速识别技术研究[D].兰州理工大学.2014
[6].赵红颖,晏磊,孙道虎.利用CMOS快速数字成像系统拍摄高速运动的物体[J].影像技术.2004
[7].程耀瑜,胡鶠,韩焱,朱明武.高精度X射线数字成像检测中图像快速采集方法[J].兵工学报.2003
[8].尤红建,刘彤,李树楷.基于机载叁维成像仪快速获取数字地面模型[J].测绘工程.2003