- 上一篇：应力对气体通过二维多孔材料的影响
- 下一篇：ZnO薄膜结晶特性的衬底依赖性分析
计算机层析技术（computed tomography）,简称CT，是用X射线进行扫描后由探测器接收并将其转化为数字输入计算机处理的技术。在1917年Johann Radon开拓的由积分投影反演原场的Radon变换为现代计算机层析技术奠定基础。1963年美国物理学家Cormark A. M.[1]发现人体的不同组织对X射线透过率不同，从而得出了关于投影图像精确重建的计算方法，为后来计算机层析技术的应用打下了理论基础。在同一年，Kuhl和Edwards在这一领域也做了开创性工作[2]。英国的电子工程师Hounsfield G. N.[3]在1968年研究模式识别后制作了能用于头部检查的医用CT。1972年世界上的第一台X射线CT正式诞生，但只能用于头部检查-751`文~论^文.网www.751com.cn。1974年CT技术的检测范围已经扩大到全身。CT的问世引起了巨大的轰动，以至于两位从未有过医学经历的科学家Cormark A. M.和Hounsfield G. N.被授予了1979年的诺贝尔生理与医学奖。
1.2 光学层析技术
光学层析技术（optical computerized tomography）,简称OCT，是一种光信号获取和处理的技术。在1973年，C.M.Vest[4][5]开拓了光学层析的道路，他选用光学干涉法获得严格定量的多方向干涉数据作为投影数据，实现了光学三维定量层析。光学层析技术是由CT技术发展的而来的全新的成像技术。其利用激光作为探测源，主要研究光波相位携带的相位场的折射率变化。光学层析技术具有成像分辨率高、非入侵成像、成像速度快等优点。对一般相位场而言，激光具有高透射率、高方向性、高准直度和足够的探测强度，保证了干涉测试或全息术的实现，尤其是瞬态地实现。再加上高速、高分辨率、高精度CCD的产品化与计算机的蓬勃发展，使光学层析技术在相位场的瞬态测试，尤其是实时显示中的地位不可动摇。
光学层析技术可以分为三方面的内容：首先是获取相位场多方向投影数据的技术，即如何布置光路和用什么记录手段获取场致变形光波的光学图像(干涉图、散斑图、全息图或莫尔图等）。然后是从光学图像中提取投影数据的技术。最后是重建算法，即由投影数据精确的重建相位场分布。本文主要研究的是第二个方面的内容，即投影相位的提取工作。
1.3 投影图相位提取技术
CT技术的数据提取是十分简单的，可以直接从探测器上读取强度信号。但是相位场OCT所获取的投影数据并不是直接的一维积分值，而是某种被调制的二维信号。具体来讲，在光学层析技术中，对场函数的积分值Δϕ是通过它的一个调制余弦三角函数（干涉图）或多个调制三角函数的线性组合（莫尔图或多重干涉图）表现出来的。因此对该被调制信号的解调，以求得场函数Δn沿各给定方向θ、位置s的投影Δϕ(θ,s)，是光学层析技术重要一步。因此，能否准确的提取出投影数据，事关着光学层析技术的成败。从条纹图中获取投影数据的方法主要可以分为三种：条纹跟踪法、相移法、傅里叶变换法。
1.3.1条纹跟踪法
条纹跟踪法是最为直观的条纹图像处理方法。其获得图像信息的在于基于图像的灰度分布来提取条纹骨架的方式。条纹跟踪算法的基本步骤是：首先，对条纹图像进行预处理（滤波、灰度变换、图像增强等）来提高信噪比；其次，对图像进行信息消减（二值化、细化、骨架抽取）；最后，通过跟踪算法得到图像信息。但是条纹跟踪算法存在着许多的问题。首先，条纹跟踪算法在对条纹图进行处理时，不可避免地丢失了大量信息，噪声对其的影响较大，提取投影数据的精度不高。其次，由于条纹跟踪算法是对条纹骨架的研究，因此不能得到连续的投影数据，只能得到在图像上灰度最大或最小的信息。