非直观成像图像快速解调算法研究

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摘要光学技术广泛应用于薄膜检验和应用测量中。非直观成像作为一种新兴的成像手段，继承了传统光学成像高效、快速、宽场成像的优势，正在国际范围内掀起一股研究的热潮，随着研究的深入，目前整个非直观成像理论正在逐步走向成熟。本文基于偏振调制解调的非直观成像图像处理基本理论和思路，通过运用鱼骨图和流程图等方法详细介绍了一个运用非直观成像算法的源代码，并且分析了现有算法性能优缺点，及可能改进的方向和途径；进行软件算法改进及软件调试，并用软件对手指表皮细胞样品非直观成像图像进行了处理。42782

关键词非直观成像反演算法偏振调制解调

毕业论文设计说明书外文摘要

Title Study on image processing algorithm for polarization indirect microscopic imaging

Abstract

Optical technologies are widely used in thin-film testing and measuring. Indirect imaging as a new imaging method, inherited the advantages of traditional optical imaging techniques, such as efficient, fast and wide-field. Along with the in-depth study, the indirect imaging theory is gradually maturing. Based on the theory of polarization indirect microscopic imaging, a software for indirect imaging processing was introduced with fishbone diagrams and flowcharts in details. The performance and possible ways for improvements was analyzed. The source code was debugged and compiled. Samples of finger skin were processed with the compiled software.

Keywords indirect microscopic imaging inversion algorithms Polarization modulation demodulation

1 引言 1

1.1 研究背景1

1.2研究现状 2

1.3算法研究 4

1.4偏振光调制方法 5

2 非直观成像基本过程和算法描述 8

2.1 非直观成像基本过程8

2.2 非直观成像算法描述8

3 程序基本框架12

3.1 软件核心程序16

3.2调制电机驱动程序 16

3.3图像获取处理程序 17

3.4信号拟合过滤程序 18

4 软件基本功能描述分析 20

结论 27

致谢 28

参考文献29

1 引言

随着科学技术的不断发展，学术界在光学成像领域的研究，从最原始对光强信息的探测，逐渐发展到对光的频率和相位信息的探测上来。作为光学领域的发展成果，偏振光学成像技术已经广泛应用在应力分布测量、光通信、光存储、图像识别，乃至生物医学领域。偏振作为光波的固有特性，在光波与其他物质表面发生相互作用时，会根据物体表面不同的状态(例如性质、形状、粗糙度、空隙、含水量等[1])，反射光的偏振特性会相应的发生改变，光波的偏振参数特征就成为了一种有效鉴别地物的依据。对于特定结构的样品，通过偏振参数成像手段，可以获得比传统光强差成像分辨率更高的偏振参数图像，在开展偏振非直观成像超分辨测量的研究也起着至关重要的作用。因此对光波偏振信息的有效提取和鉴别，逐渐成为了各国学者研究的热点[2]。

1.1 研究背景

人类在向微观世界探索的过程中，遇到不断增加的难度，特别是在用光学方法分辨越来越小的形貌和物质结构特征时，受到了光学物理本身的限制。一方面，光波在传播过程中所产生的自衍射效应，将光学系统的分辨率限制在了约kλ/NA（k为常数>1/4，λ为波长，NA为系统数值孔径）。另一方面，越来越小的探测要求，对于光学系统的像差提出了更高的要求。正是这些越来越高的要求，从而促进了一些新型高精度光学显微成像方法的诞生。