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一种提高扫频光学相干层析成像分辨率的延时自动校正算法

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中国激光 2015年第12期42卷 123-130页

作者：陈效杰白宝平陈晓冬汪毅郁道银天津大学教育部光电信息与技术重点实验室天津300072 北京华科创智健康科技股份有限公司北京100195

在扫频光学相干层析(SS-OCT)仪器中,由于光谱标定信号k-clock与OCT信号之间存在不确定的延时,导致光谱标定结果不准确,成像分辨率降低。延时自动校正算法能够准确地自动校正k-clock信号与OCT信号之间的延时。该算法基于提出的平均峰值... 详细信息

在扫频光学相干层析(SS-OCT)仪器中,由于光谱标定信号k-clock与OCT信号之间存在不确定的延时,导致光谱标定结果不准确,成像分辨率降低。延时自动校正算法能够准确地自动校正k-clock信号与OCT信号之间的延时。该算法基于提出的平均峰值法和平均半峰全宽(FWHM)法,对OCT信号进行处理分析,分粗调、微调和精调三步对延时点进行自动查找,根据查找结果完成对延时的校正。延时校正后,通过光谱标定得到波数(k)空间均匀分布的OCT信号,可以实现高分辨率图像的重建。实验结果显示,经过自动延时校正,成像分辨率可提高60%,证实了该算法的有效性。

关键词：相干光学扫频光学相干层析延时自动校正平均峰值法平均半峰全宽法

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基于扫频光学相干层析的墨迹鉴别方法研究

中国激光 2020年第11期47卷 159-166页

作者：吴彤吴超潘瑞斌张磊赫崇君王吉明路元刚刘友文南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室江苏南京210016 南京航空航天大学理学院江苏南京211106

当前墨迹伪造造成的经济损失逐年增加,基于此,提出一种基于扫频光学相干层析(SSOCT)的墨迹鉴别方法。使用自主搭建的SSOCT成像系统采集墨迹样品背向反射光强随深度下降的数据,通过数据拟合获得墨迹层的衰减系数,用以区分同种颜色不同品... 详细信息

当前墨迹伪造造成的经济损失逐年增加,基于此,提出一种基于扫频光学相干层析(SSOCT)的墨迹鉴别方法。使用自主搭建的SSOCT成像系统采集墨迹样品背向反射光强随深度下降的数据,通过数据拟合获得墨迹层的衰减系数,用以区分同种颜色不同品牌墨水在白纸上书写的墨迹。实验测得百乐牌墨迹衰减系数范围为0.1333~0.1434,得力牌墨迹衰减系数范围为0.1501~0.1695,英雄牌墨迹衰减系数范围为0.1748~0.1892。重建了使用三种墨水书写的“OCT”字母的X-Y横截面图像,实现了墨迹的鉴别与区分,验证了方法的可行性。

关键词：测量墨迹鉴别扫频光学相干层析衰减系数阈值处理

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扫频光学相干层析视网膜图像配准去噪算法

中国光学 2021年第2期14卷 289-297页

作者：蔡怀宇韩晓艳娄世良汪毅陈文光陈晓冬天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 上海美沃精密仪器股份有限公司上海200237

多帧叠加平均处理是去除扫频光学相干层析系统散斑噪声、获得较为清晰结构信息的有效方法,但眼睛的震颤、漂移、微眼跳等生理特性和系统光路特性会使图像之间存在错位,导致叠加效果不佳、结构稳定性差,为此本文提出一种基于灰度分布信... 详细信息

多帧叠加平均处理是去除扫频光学相干层析系统散斑噪声、获得较为清晰结构信息的有效方法,但眼睛的震颤、漂移、微眼跳等生理特性和系统光路特性会使图像之间存在错位,导致叠加效果不佳、结构稳定性差,为此本文提出一种基于灰度分布信息和目标几何信息相结合的配准算法。该方法根据图像平均灰度分布提取包含目标信息的感兴趣区域,通过相位相关算法和基于分段拟合的灰度投影算法的双重作用校正图像的平移变换;通过拟合视网膜上边界作为特征点迭代确定最佳旋转参数,并再次重新估计平移参数,实现图像的刚性配准;最后通过轴向扫描一对一映射法以能量函数为约束条件实现图像的非刚性配准。对活体兔眼进行实验,结果表明,本文算法配准后的叠加图像边界清晰,结构信息增强,信噪比和对比度平均有效提高一倍多。本算法适用于强噪声视网膜B-Scans图像的配准,能满足多种类型OCT系统的叠加成像需要,具有较高的鲁棒性和图像配准精度。

关键词：扫频光学相干层析视网膜图像图像去噪图像配准

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一种多样品臂扫频光学相干层析系统

半导体光电 2017年第5期38卷 751-753,757页

作者：娄帆霍力清华大学电子工程系集成光电子学国家重点实验室北京100084

报道了一种多样品臂扫频光学相干层析(OCT)系统,使用光开关将多路样品臂接入同一个扫频OCT成像系统,通过光开关的快速切换,实现了多路同时实时成像。设计并展示一个双样品臂的成像系统,两路成像性能均与典型扫频OCT系统相当;通过两路实... 详细信息

报道了一种多样品臂扫频光学相干层析(OCT)系统,使用光开关将多路样品臂接入同一个扫频OCT成像系统,通过光开关的快速切换,实现了多路同时实时成像。设计并展示一个双样品臂的成像系统,两路成像性能均与典型扫频OCT系统相当;通过两路实时成像结果相结合,在仅使用少量额外硬件的情况下,实现了对成像视场的成倍扩展。

关键词：多样品臂扫频光学相干层析光开关视场扩展实时成像

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基于SS-OCT的大范围眼轴长度测量系统

光子学报 2019年第5期48卷 197-204页

作者：刘珊珊汪毅(指导) 张玮茜陈文光蔡怀宇陈晓冬天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室天津300072 上海美沃精密仪器股份有限公司上海200237

针对传统眼轴长度测量需要分段检测且测量误差较大的问题,设计了一种具有大探测范围的扫频光学相干层析系统,实现了对眼轴长度的单次完整测量.提出了自适应峰值点提取与自适应误差校正相结合的算法,实现了大深度干涉信号的重构;利用CPU-... 详细信息

针对传统眼轴长度测量需要分段检测且测量误差较大的问题,设计了一种具有大探测范围的扫频光学相干层析系统,实现了对眼轴长度的单次完整测量.提出了自适应峰值点提取与自适应误差校正相结合的算法,实现了大深度干涉信号的重构;利用CPU-GPU协同加速技术实现了系统的实时测量,解决了大范围探测数据量大、处理速度慢的问题.对光学眼模型进行实验,结果表明:该系统对眼轴长度的测量误差为0.01mm,优于传统分段测量系统,系统单次测量时间为0.10s,满足实时测量要求.

关键词：光学相干层析扫频光学相干层析光谱标定眼轴长度 GPU并行处理

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一种基于光纤AOTF的扫频光源

压电与声光 2020年第3期42卷 293-295页

作者：吴中超申向伟王大贵夏茜王晓新张泽红何晓亮中国电子科技集团公司第二十六研究所重庆400060

扫频光源是扫频光学相干层析(SSOCT)的关键器件。高质量的扫频光源可以提高系统的成像速度、分辨率和信噪比。该文采用光纤声光可调滤光器(FAOTF)、保偏半导体光放大器(PMBOA)、光纤隔离器和光纤耦合器搭建了环形腔结构的扫频光源,实验... 详细信息

扫频光源是扫频光学相干层析(SSOCT)的关键器件。高质量的扫频光源可以提高系统的成像速度、分辨率和信噪比。该文采用光纤声光可调滤光器(FAOTF)、保偏半导体光放大器(PMBOA)、光纤隔离器和光纤耦合器搭建了环形腔结构的扫频光源,实验得到一种全光纤扫频光源,其扫频速率为100 kHz,扫频范围为119 nm(1550.1462~1619.4700 nm),单光谱3 dB带宽可达0.0966 nm,平均输出功率12 mW。该扫频光源具有扫频范围广、速度快、相干性好等优点,在SSOCT系统中具有一定的实用价值。

关键词：扫频激光器扫频光学相干层析光纤声光可调滤光器

一种可实现入瞳位置不变的超广角扫频光相干层析成像系统

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半导体光电 2019年第4期40卷 546-549页

作者：汤剑宇王颖奇霍力清华大学电子工程系集成光电子学国家重点实验室北京100084 北京图湃影像科技有限公司北京100084

报道了一种可实现入瞳位置不变的超广角扫频光相干层析成像(OCT)系统,对成像系统的样品臂进行了建模和光学仿真,证实其可行性和有效性。设计并展示了一个超广角OCT成像系统,在仅改变振镜位置及透镜间距的情况下,实现了超过40°的眼底单... 详细信息

报道了一种可实现入瞳位置不变的超广角扫频光相干层析成像(OCT)系统,对成像系统的样品臂进行了建模和光学仿真,证实其可行性和有效性。设计并展示了一个超广角OCT成像系统,在仅改变振镜位置及透镜间距的情况下,实现了超过40°的眼底单次超大角度扫描,单次横向扫描范围覆盖眼底Ⅰ区,有效增加了OCT单次扫描的成像范围。

关键词：扫频光学相干层析超广角眼底成像光学设计光学仿真

广义极大似然估计在OCT无创血糖监测中的应用

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激光与光电子学进展 2016年第3期53卷 191-196页

作者：付磊苏亚李果华姚晓天江南大学理学院江苏无锡214000 河北大学物理学院光信息创新中心河北保定071002

在光学相干层析术(OCT)无创血糖监测过程中,预测模型的建立容易受异常点的干扰。采用广义极大似然估计(M估计)建立的预测模型能够有效地通过权函数降低异常点在模型中的权重。通过人体血糖钳夹临床实验和口服葡萄糖耐量测试实验,利用M... 详细信息

在光学相干层析术(OCT)无创血糖监测过程中,预测模型的建立容易受异常点的干扰。采用广义极大似然估计(M估计)建立的预测模型能够有效地通过权函数降低异常点在模型中的权重。通过人体血糖钳夹临床实验和口服葡萄糖耐量测试实验,利用M估计和最小二乘估计法(OLS估计)两种方法建立了血糖预测模型,采用交互验证法对两种模型的均方根误差(RMSE)进行了比较。对比结果表明,M估计能有效地降低血糖预测模型的RMSE值。此外,利用克拉克误差表格分析法对两个模型的预测结果进行评估,评估结果表明采用M估计建立的血糖预测模型的准确性和稳定性高于OLS估计,因此M估计更适合临床上的OCT无创血糖监测应用。

关键词：医用光学扫频光学相干层析广义极大似然估计血糖预测模型克拉克误差表格分析

基于相敏扫频OCT的镜头可靠性前后无损检测方法

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基于相敏扫频OCT的镜头可靠性前后无损检测方法

作者：曹曈曈浙江大学

学位级别：硕士

可靠性测试是镜头加工生产环节中重要的一环,只有通过可靠性测试的镜头才能进入量产阶段。镜头经过可靠性测试后,其内部镜片的相对位置可能发生变化,进而影响镜头的成像性能。因此,对镜头可靠性测试前后镜片相对位置的变化进行定量检测... 详细信息

可靠性测试是镜头加工生产环节中重要的一环,只有通过可靠性测试的镜头才能进入量产阶段。镜头经过可靠性测试后,其内部镜片的相对位置可能发生变化,进而影响镜头的成像性能。因此,对镜头可靠性测试前后镜片相对位置的变化进行定量检测具有重要的意义。现有的检测方法大多基于镜片的面型检测,这些方法一次只能检测一个表面,速度较慢。光学相干层析(OCT)成像技术是一种具有深度分辨能力的三维成像技术,其具有非侵入、高分辨、实时成像等优点,因此具有应用于镜头可靠性前后无损检测的发展前景。本文基于OCT成像技术开展镜头可靠性前后无损检测方法的研究,具体包括:设计搭建了一套相位敏感型扫频OCT成像系统,轴向分辨率为20μm,量程为11mm,线扫描速度为100kHz,能够实现镜头内全镜片的OCT实时成像。通过应用光源上光纤布拉格光栅(FBG)标定特定波长,并通过特定位置处的相位突变计算光谱错移,进行扫频OCT系统的相位校正,实现扫频OCT系统的相位稳定。提出一种基于相位信息的多镜片位移测量方法,突破了扫频OCT系统μm量级分辨率的限制,具体包括:基于深度域相位的位移测量方法和基于光谱域相位的测量范围扩展方法,以及基于系统自参考的相位校正方法。所提出的方法能够实现多镜片位移的同步测量,测量精度能够达到0.1μm。

关键词：镜头可靠性测试扫频光学相干层析相位校正相位检测