运动伪影是光学相干层析造影成像(OCTA)俯视图中的一个重要问题。提出一种补偿特征图像滤波(CEF)算法去除光学相干层析造影成像俯视图的运动伪影。首先,利用奇异值分解(SVD)将光学相干层析造影成像俯视图展开为一系列的特征图像;然后,利用高通特征图像和从第一特征图像中抽取得到的正交补偿积这两部分来重建恢复图像。实验结果表明,CEF算法能较好地去除条纹噪声,经CEF算法复原得到的图像有着较传统特征图滤波算法更好的图像质量。该算法为其他扫描成像系统去除类似的条纹噪声提供了新的参考。

提出了一种基于局部线结构约束的模糊C均值(FCM)聚类眼底视网膜血管分割方法。通过预处理增强血管和背景的对比度信息,采用多尺度匹配滤波器和B-COSFIRE滤波器提取像素特征,然后采用局部线结构约束的FCM聚类算法实现视网膜血管分割,最后通过后处理操作去除孤立的噪声点。在DRIVE数据库的实验结果表明,本文方法的平均准确率为94.21%,平均灵敏度为67.21%,平均特异性为98.2%。与特征空间FCM方法相比,本文方法分割的血管结构的连续性较好,提升了对细小血管检测的灵敏度。

视网膜血管分割是构建眼底图像分析和计算机辅助疾病诊断系统的关键环节。提出了一种基于Hessian的方向自适应Gabor小波的视网膜血管分割方法,根据Hessian矩阵的本征向量获得血管走向,并将其作为Gabor小波变换的方向角;提取出4个尺度的方向自适应Gabor小波特征,结合Hessian矩阵的大本征值构建5维的视网膜血管特征;采用支持向量机进行眼底图像像素分类实现血管分割。所提方法能准确感知血管方向,只需计算此方向下Gabor小波的滤波响应,减小了特征提取的计算量,实现了Hessian矩阵大本征值与Gabor小波特征较好的互补性。利用所提方法在DRIVE数据库进行实验,获得较好的分割性能,所提方法对细小血管的提取和对分叉、交叉处血管点的检测表现出良好的效果。

提出一种基于超像素仿射传播聚类的视网膜血管分割方法。首先对预处理后的图像提取Hessian最大本征值、Gabor小波、B-COSFIRE滤波特征,构建3维眼底图像像素特征;同时对眼底图像进行超像素分块,并采用一致性准则对所分的超像素块进行筛选,得到超像素候选块;把超像素候选块当作样本点,把候选块内的像素特征的统计平均值当作特征向量,在特征空间中进行仿射传播聚类得出血管类和背景类两个聚类中心;根据血管类和背景类两个聚类中心,采用最近邻方法对眼底像素进行分类,实现对视网膜血管的分割。实验表明:在DRIVE和STARE眼底图像数据库上,本文算法的平均准确率分别为94.63%和94.30%;相较于K-means、模糊C均值(FCM)和其他聚类方法,本方法对血管的识别度高,所分割的视网膜血管有较好的连续性和完整性。

对于同轴傅里叶数字全息，传统重构算法应用快速傅里叶逆变换算法进行重构，但采样过程需要满足香农采样定理，导致海量采样数据，大大增加了存储和传输的代价。提出了一种基于压缩传感的相移同轴傅里叶数字全息重构方法，利用马赫曾德尔干涉光路采集同轴全息图，对采集数据进行部分采样、测量；然后利用最小全变分法对采集的数据进行数值再现。数值仿真结果表明，基于压缩传感的傅里叶全息重构算法优于基于快速傅里叶逆变换的传统算法，它将全息数据的采集和压缩合为一步进行，不仅采样数据明显少于传统采样数据，而且利用约8%的数据仍然能精确地重构出原图像。

在颗粒的数字全息中，传统方法应用数值再现反演计算得到颗粒的相关信息，其中再现的判焦过程中存在繁琐费时的缺点.本文提出了一种基于希尔伯特黄变换方法的同轴粒子全息图分析方法.将粒子同轴全息图沿中心往外得到的单个粒子径向强度分布作为初始信号，根据希尔伯特黄变换方法中的经验模态分解首先将信号分解成几个本征模态函数，通过分析第一本征模态函数的希尔伯特谱，由拉依达法则剔除部分奇异点后做最小二乘线性回归分析，得到粒子的空间位置.该方法不需要对全息图进行重建，由信号自身构建基函数，有很强的适应性.理论模拟和实验证明，该方法计算速度快，准确度高，有望应用于全息图的实时在线分析.

余弦变换广泛应用于图像和视频的压缩编码以及模式识别之中.余弦变换为实偶对称的傅里叶变换,把实偶对称物体传送到位于傅里叶变换透镜前焦面的空间光调制器上,采用单色均匀平面激光光波照射,则在后焦面上为光波复振幅分布为实偶对称物体的傅里叶变换,即为物体的余弦变换.由于余弦变换谱系数既有正实数又有负实数,提出了采用傅里叶变换同轴数字全息方法记录余弦变换谱系数,通过把数字全息图减去参考光光强和物光光强而得到余弦变换系数.理论推导和实验结果表明了该方法的可行性,该方法可应用于图像的快速余弦变换.

基于二元声学的方法提出了一种折射/衍射混合声透镜设计方案,该声透镜在对光声信号进行二维成像时体现出了极大的优越性,与单声透镜相比,除了有实时成像、成像焦深较大且可以利用时间分辨技术实现层析成像的优点外,还可以利用二元声学透镜独特的色散特性校正单声透镜的轴向色差,可以极大提高成像的分辨力。通过计算机模拟了有一定带宽的点声源通过该声透镜像面上的点扩展函数,与经单声透镜的结果比较,可以看出点扩展函数弥散斑得到明显改善,极大地消除色差对成像质量的影响。