天津市自然科学基金(07JCYBJC06600)
- 作品数：11 被引量：39H指数：5
- 相关作者：高峰赵会娟杨芳马艺闻阮平巧更多>>
- 相关机构：天津大学奥克拉荷马大学更多>>
- 发文基金：天津市自然科学基金国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：生物学医药卫生电子电信自动化与计算机技术更多>>
- X射线同轴相衬成像实验被引量：2
- 2010年
- X射线相衬成像技术对软组织成像时比基于衰减的传统X射线成像技术优势明显,现在亟待发展一套广泛适用的相衬成像理论来指导其发展和临床应用.首先介绍了同轴相衬成像及相位成像的原理,随后根据菲涅耳-基尔霍夫衍射理论,利用数值模拟的方法研究微焦点源的尺寸对图像可见度的影响,最后在数值模拟结果指导下通过实验室直径为50μm的微焦点源X射线成像系统获得了厚度为150μm左右塑料气泡膜的相衬图像.
- 龚绍润高峰徐雅洁刘泓
- 关键词：相衬成像
- 基于时间分辨反射测量的混浊介质光学参数计算方法被引量：5
- 2008年
- 发展了一种基于时间分辨反射测量技术的混浊介质光学参数重构方法.采用半无限空间扩散方程解析解卷积时间定标测量曲线获得模拟时间扩展曲线,将此与基于时间相关单光子计数技术实测的全时间分辨曲线进行归一化拟合;在对一个已知光学参数的定制模型验证的基础上,通过对4个参数未知的混浊介质进行测量,显示了方法的可行性和有效性.
- 高峰和慧园马烝
- 一种基于共轭梯度最优化技术的三维时域扩散光学层析方法被引量：3
- 2009年
- 扩散光学层析(DOT)中的图像重建是一个面向大参数集的非线性最优化问题,其标准求解方法为牛顿类迭代法,需要对整个Jacobian矩阵进行构建、求逆和存贮,这对大规模的三维问题是不可行的,为此常采用基于逐行线性逆策略的非创伤性填充(ART)技术,图像质量受到严重制约。采用共轭梯度算法,直接求解非线性目标函数梯度,可避免对Jacobian矩阵的操作,为有效降低步长因子求解引起的附加计算量,采用一维不精确搜索算法。通过对双非均匀目标体的平板模型进行模拟成像,与代数重建算法结果进行比较,表明共轭梯度法的重建质量、收敛速度和收敛性都优于ART算法。
- 杨芳阮平巧高峰赵会娟
- 关键词：图像处理逆问题共轭梯度算法
- 基于透射和反射时间分辨测量数据的荧光参数三维重建被引量：6
- 2009年
- 提出了一种同时重建荧光参数的全三维时域荧光分子层析方法,通过选择一对合适的拉普拉斯变换因子提取时间扩展曲线的特征信息,求解时域耦合扩散方程。在图像重建过程中,应用代数重建技术求解线性逆问题,且引入归一化玻恩比方法。基于多通道时间相关单光子计数系统对模拟仿体进行了透射和反射式时间分辨数据测量,利用所提方法同时重建了荧光产率和寿命的三维图像。实验结果表明利用反射式测量数据目标体位置、大小、形状等方面具有一定的偏差,透射式达到了较好的重建效果,而两种模式相结合重建效果最优。
- 张丽敏高峰李娇赵会娟
- 关键词：生物光学图像重建技术
- 基于傅里叶级数参数化描述的形状扩散光学层析成像方法研究被引量：2
- 2010年
- 提出了一种形状扩散光学层析成像技术的数值方法,它能同时重建组织器官的边界和器官内的光学参数。假设不同类型的组织器官内具有各异的均匀光学参数,光子传输模型便可由一些耦合的Helmholtz方程描述,并使用边界元法作为正向模型的数值求解方法。区域的复杂光滑边界用傅里叶级数展开参数化方法表示。反演问题采用Levenberg-Marquardt优化算法,并用加入不同噪声水平的模拟数据对算法进行验证。数值模拟结果表明,提出的图像重建算法具有较快的收敛速度和全局收敛性,并能从噪声数据中准确恢复相应区域的形状参数和光学参数。
- 阮平巧杨芳高峰赵会娟
- 关键词：边界元法逆问题
- 基于图像分割的时域乳腺扩散光学层析成像方法被引量：5
- 2009年
- 鉴于乳腺光学层析成像方法中的不适定性严重影响重建图像性能,引入图像分割技术.通过选择合适的图像分割阈值,将基于全域重建的图像分割为背景区域和目标区域,再对得到的"目标区域"进行二次图像重建.数值模拟研究表明,该技术可有效地减小反演变量的维数,提高重建图像的性能.
- 马艺闻徐雅洁高峰赵会娟杨芳
- 关键词：有限元法图像分割技术
- 一种基于多级小波域分解的时域扩散光学层析成像方法的研究被引量：13
- 2008年
- 面向基于有限差分光扩散模型的平板乳腺扩散光学层析反演问题,提出了一种有效提高图像重建质量的方法。与基于全空间域离散像点的传统重建算法不同,本方法采用小波函数对吸收系数和散射系数在空间域进行多尺度分解,在减少低分辨率重建中光学参量的个数、有效改善重建过程病态性的同时,通过逐级细化分解尺度,最终提高了图像的量化度和空间分辨率。数值模拟表明,该方法可实现目标体边对边4 mm的空间分辨率,量化度明显高于传统算法。
- 杨芳马艺闻高峰赵会娟
- 关键词：离散小波变换逆问题多尺度分解
- 基于多区域椭圆参数化描述的形状扩散光学层析成像方法研究被引量：1
- 2009年
- 获取生物组织体的光学结构是扩散光学成像模式研究(如扩散光学层析技术和荧光分子成像技术)的核心内容。当假设组织器官中具有均匀光学参数时,光学结构的获取方法可归为基于形状的扩散光学层析成像(DOT)重建技术,该技术致力于同时重建组织器官的边界和内部光学参数。实现了二维的边界元正向模型,并与有限元正向模型的结果进行比较。反演问题中使用了截断奇异值(truncated-SVD)优化算法,并在40 dB噪声水平下用内部具有3个异质体的目标模型进行验证。数值结果表明,提出的图像重建算法具有良好的收敛性能,并能从噪声数据中准确恢复相应区域的形状参数和光学参数。
- 阮平巧刘艳芳高峰赵会娟杨芳
- 关键词：生物光学边界元法逆问题
- 一种基于测量空间样条插值扩展的扩散光学层析图像改善方法被引量：5
- 2009年
- 面向基于光扩散模型的平板乳腺扩散光学层析反演问题,提出了一种有效提高图像重建质量的方法。针对扩散光学成像逆问题存在不适定性的特点,在不增加源和探测器数量的基础上,通过样条插值的方法有效地扩展测量空间,由此改善了逆问题中未知量远远多于已知量(测量值)的问题,在一定程度上减轻了反演问题的不适定性,使得重建图像在空间分辨率和量化度上都有相应的提高。通过对内置两非光学均匀立方体的平板模型进行模拟成像,并分析重建图像的空间对比度。结果表明:经过样条插值对测量空间的扩展,重建目标的空间分辨率可以达到边对边4mm。
- 杨芳高峰马艺闻赵会娟阮平巧
- 关键词：逆问题三次样条插值
- 荧光分子层析中的全时间分辨图像重建法被引量：12
- 2008年
- 在荧光分子层析(Fluorescence molecular tomography,FMT)中,全时间分辨(Time Resolved,TR)测量包含了最多的光子传输信息。基于有限元-有限差分扩散方程的正向模型和Newtown-Raphson的逆向模型,将全时间分辨方法用于时域荧光分子层析中,用模拟数据对算法在空间分辨率、定量性、重建尺寸和灰度的保真度以及噪声稳健性等方面进行了验证。结果表明,此方法能够实时重建荧光产率和荧光寿命图像。与以前发展的基于广义脉冲谱技术(Generalized pulse spectrum technique,GPST)的特征数据法进行图像重建相比较,整体上优于广义脉冲谱技术。
- 张丽敏和慧园高峰赵会娟
- 关键词：图像处理图像重建
