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欠过补偿离焦误差对显微干涉测量高深宽比结构深度的影响
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作者 刘秋言 高志山 +4 位作者 鲍帅 乔文佑 霍霄 袁群 郭珍艳 《光子学报》 北大核心 2025年第6期21-32,共12页
在主动补偿型显微干涉技术测量硅基高深宽比结构时,当物镜焦面与沟槽底部未重合,由于变形镜被施加了欠补偿或过补偿的离焦量,尽管可以得到清晰的底部成像,但物镜焦面偏离沟槽底部,导致干涉信号包络偏移,进而影响深度及其他关键形貌参数... 在主动补偿型显微干涉技术测量硅基高深宽比结构时,当物镜焦面与沟槽底部未重合,由于变形镜被施加了欠补偿或过补偿的离焦量,尽管可以得到清晰的底部成像,但物镜焦面偏离沟槽底部,导致干涉信号包络偏移,进而影响深度及其他关键形貌参数的测量精度。为此,本研究基于时域有限差分法与角谱衍射理论构建了三维点扩散函数模型,并利用该模型设计逆滤波器以模拟变形镜的像差补偿过程。通过仿真定量分析了欠补偿和过补偿离焦误差对深度测量的影响,提出了离焦像差补偿的容差判据。随后,通过主动补偿型近红外显微干涉系统进行了实验,以验证仿真提出的容差判据在实际测量中的有效性,并明确离焦误差对测量精度的影响。结果表明,当离焦误差小于±3λ时,深度测量的相对误差低于1%,对测量结果的影响可忽略。 展开更多
关键词 近红外显微干涉 深度测量 三维点扩散函数 高深宽比结构 离焦补偿
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数字共焦显微镜实验3维点扩散函数的构建
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作者 邓文波 陈华 聂雄 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期769-774,共6页
为了获取作者所在实验室数字共焦显微镜光学系统实验3维点扩散函数,采用荧光微珠模拟点光源,利用该显微镜对荧光微珠不同散焦量的切片图像进行采集,采用多图像平均法对切片图像进行降噪处理,以此构建显微镜光学系统的实验3维点扩散函数... 为了获取作者所在实验室数字共焦显微镜光学系统实验3维点扩散函数,采用荧光微珠模拟点光源,利用该显微镜对荧光微珠不同散焦量的切片图像进行采集,采用多图像平均法对切片图像进行降噪处理,以此构建显微镜光学系统的实验3维点扩散函数。以该实验点扩散函数进行3维显微图像复原,并与理论点扩散函数的复原效果进行了比较。结果表明,两种点扩散函数对图像复原时均获得良好的复原效果,但是以正确实验方法获取的实验3维点扩散函数,更符合该光学系统的光学传递特性,复原效果更准确。所构建的实验3维点扩散函数,为下一步的生物显微图像复原处理提供了一种较好的选择,为数字共焦显微镜实验3维点扩散函数的构建提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 图像处理 3维点扩散函数 荧光微珠 数字共焦显微镜
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A High Speed Detection Scheme for Point Targets in a Multitarget Environment
3
作者 Song Liuping and Sun ZhongkangDept. of Electronic Eng., National Univ. of Defense Technology, Changsha 410073, China 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1991年第2期109-123,共15页
The purpose of this paper is to develop a high speed detection scheme for moving and / or stationary point targets in a multitarget environment as registered in an IR image sequence. An iterative approximate 3-D line ... The purpose of this paper is to develop a high speed detection scheme for moving and / or stationary point targets in a multitarget environment as registered in an IR image sequence. An iterative approximate 3-D line searching algorithm based upon the geometric representation of lines (for non-maneuvering targets in space) in a 3-D space is derived. The convergency of the algorithm is proved. An analysis is performed of the theoretical detection performance of the algorithm. The statistical experiment results show high effectiveness and computational efficiency of the algorithm in the case of low SNR. The idea may be employed to satisfy the real-time processing requirement of an IR system. 展开更多
关键词 point target Three-dimensional space(3-D space) Iterative algorithm Objective function Convergency.
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基于点扩散函数的图像学高分辨率技术
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作者 陶永慧 白英哲 《石油物探》 CSCD 北大核心 2024年第3期548-557,共10页
常规基于一维假设的高分辨率处理技术如反褶积、反Q滤波方法等,针对水平构造或者小倾角构造有较好的处理效果,但在面向高陡构造或者断裂等复杂构造时处理效果不佳。而偏移成像结果可以看作是点扩散函数(PSF)与真实反射系数褶积的结果,... 常规基于一维假设的高分辨率处理技术如反褶积、反Q滤波方法等,针对水平构造或者小倾角构造有较好的处理效果,但在面向高陡构造或者断裂等复杂构造时处理效果不佳。而偏移成像结果可以看作是点扩散函数(PSF)与真实反射系数褶积的结果,高维空间条件下的高分辨率处理技术实际上是此正演问题的一个反问题,即基于成像结果进行反射系数反演。为此,提出了一种基于点扩散函数的高分辨率处理技术,首先基于点扩散函数的计算原理,推导出了基于高频近似条件下的快速求解算法,并在高维空间褶积理论的指导下结合图像学反演算法研发了纯数据驱动的点扩散函数提取技术,最后采用高维空间反褶积算法求得高分辨率成像结果,实现地震频带的有效拓宽和成像分辨率的提升。模型数据和实际数据测试结果表明,该算法可在不损失低频的前提下有效扩宽高频,且具有在计算效率与常规高分辨率算法基本相当的条件下有效提高不同展布方位地质体分辨率的优势。 展开更多
关键词 高陡构造 高分辨率处理 点扩散函数 高维空间反褶积 偏移反偏移 逆时偏移 图像学反演算法
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基于波形分析的二维条码识别 被引量:20
5
作者 刘宁钟 杨静宇 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期463-469,共7页
传统的条码识别方法是通过边缘检测来定位条码边界 对于被光学系统点扩展函数严重模糊的高密度条码图像 ,这种方法的性能急剧下降 为了克服点扩展函数造成的模糊 ,提出了一种基于波形分析的二维条码识别算法 先在图像上定位条码位置 ... 传统的条码识别方法是通过边缘检测来定位条码边界 对于被光学系统点扩展函数严重模糊的高密度条码图像 ,这种方法的性能急剧下降 为了克服点扩展函数造成的模糊 ,提出了一种基于波形分析的二维条码识别算法 先在图像上定位条码位置 ,并在条码中分割出单行码字符号的图像 然后分析条码波形 ,计算出点扩展函数的标准方差 根据点扩展函数 ,重建条码波形 最后为了提高对图像噪音的抗干扰性 ,根据波形峰点定位条码边界 实验结果表明 ,基于波形分析的识别算法具有优秀的性能 ,显著地提高了高密度条码的识别率 。 展开更多
关键词 条码识别 二维条码 波形分析 点扩展函数
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用于微结构探测的并行共焦光学结构的研究 被引量:4
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作者 刘文文 余晓芬 +1 位作者 余卿 毕美华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1266-1270,共5页
基于菲涅尔衍射理论推导并行共聚焦系统的两种常用光路(显微与远心)的三维相干成像公式,发现两者在傍轴近似条件下并行探测能力没有明显区别,并且这一结果得到了实验证实。但是显微光路离轴探测光场在物面和图像面存在横向漂移,漂移随... 基于菲涅尔衍射理论推导并行共聚焦系统的两种常用光路(显微与远心)的三维相干成像公式,发现两者在傍轴近似条件下并行探测能力没有明显区别,并且这一结果得到了实验证实。但是显微光路离轴探测光场在物面和图像面存在横向漂移,漂移随着离轴和离焦程度增加而增加,干扰了系统的轴向探测能力并且使正焦辨识过程复杂化,影响系统的测量效率;远心光路由于不存在探测光场的横向漂移,以及较好的结构可靠性使系统精度易于保证,应该成为构建并行共聚焦微结构探测系统的首选。 展开更多
关键词 并行共聚焦 3-D点扩散函数 显微 远心 微结构
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圆周SAR与线性SAR成像特性分析与对比 被引量:3
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作者 贾高伟 常文革 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期161-168,198,共9页
圆周合成孔径雷达因其独特优势已经成为雷达领域的研究热点。分析圆周合成孔径雷达与线性合成孔径雷达在成像区域大小、点散布函数特性、回波频谱特点、三维成像能力等方面的差异,凸显了圆周合成孔径雷达的成像特点。发现单航过圆周合... 圆周合成孔径雷达因其独特优势已经成为雷达领域的研究热点。分析圆周合成孔径雷达与线性合成孔径雷达在成像区域大小、点散布函数特性、回波频谱特点、三维成像能力等方面的差异,凸显了圆周合成孔径雷达的成像特点。发现单航过圆周合成孔径雷达频域成像处理的难点在于其回波频谱的空变性。为提高频域成像处理的效率,分析了平面圆周合成孔径雷达与多航过圆周合成孔径雷达成像模式,并指出这两种模式易于在频域开展一致化处理。仿真试验证明了分析内容的正确性。 展开更多
关键词 圆周合成孔径雷达 线性合成孔径雷达 回波频谱 点散布函数 三维成像
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三维燃烧火焰辐射成像模型及其构建算法 被引量:2
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作者 张杰 程勇 黄志锋 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期347-354,共8页
基于辐射图像的燃烧温度场测量方法由于其系统简单、对被测对象无干扰等特点而受到广泛关注.该测量方法中建立准确的辐射成像模型以获得三维燃烧火焰发射和二维辐射图像间对应关系是温度场准确测量的前提.基于点扩散函数的透镜成像模型... 基于辐射图像的燃烧温度场测量方法由于其系统简单、对被测对象无干扰等特点而受到广泛关注.该测量方法中建立准确的辐射成像模型以获得三维燃烧火焰发射和二维辐射图像间对应关系是温度场准确测量的前提.基于点扩散函数的透镜成像模型能够考虑三维燃烧火焰中聚焦平面内外发射点的不同成像特性,适用于不同的燃烧对象和辐射成像系统.针对现有成像模型构建算法在计算精度或计算时间上存在的不足,通过分析发射点在成像面上的能量分布函数,得到改进的辐射成像模型构建算法.以简化的三维燃烧火焰为研究对象,利用不同算法获得辐射图像并进行对比分析.结果表明,文中改进的辐射成像算法具有很好的计算精度,且计算效率高于蒙特卡罗方法. 展开更多
关键词 三维燃烧火焰 辐射图像 辐射成像模型 点扩散函数
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DH-PSF三维动态多粒子追踪在活细胞成像的应用
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作者 李恒 陈丹妮 +2 位作者 于斌 牛憨笨 郭宝平 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期526-531,共6页
利用双螺旋点扩散函数三维定位的能力建立了三维多粒子追踪成像系统,成像深度可达到4μm,定位精度达到20 nm,并在该系统上实现了对巨噬细胞内多个荧光微球的动态追踪.结果显示,细胞内荧光探针的运动范围达到7μm,可实时获取荧光微球在... 利用双螺旋点扩散函数三维定位的能力建立了三维多粒子追踪成像系统,成像深度可达到4μm,定位精度达到20 nm,并在该系统上实现了对巨噬细胞内多个荧光微球的动态追踪.结果显示,细胞内荧光探针的运动范围达到7μm,可实时获取荧光微球在细胞内的运动速率,研究表明该系统是生物学家研究细胞内分子转运和相互关系非常有用的工具. 展开更多
关键词 光学工程 三维成像 多粒子 点扩展函数 纳米定位 活细胞 动态追踪
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多光谱遥感大气邻近效应的蒙特卡罗模拟与验证
10
作者 鲍云飞 何楠 +3 位作者 高慧婷 岳春宇 邢坤 何红艳 《航天返回与遥感》 CSCD 2018年第1期94-103,共10页
大气邻近效应是影响光学遥感高精度定量化应用的重要因素之一。由于大气散射作用随大气状况变化具有很强的时效性,因此大气邻近效应具有很强的时空特性,其估算很难进行测量和验证。采用基于蒙特卡罗方法模拟大气点扩展函数(PSF),实现大... 大气邻近效应是影响光学遥感高精度定量化应用的重要因素之一。由于大气散射作用随大气状况变化具有很强的时效性,因此大气邻近效应具有很强的时空特性,其估算很难进行测量和验证。采用基于蒙特卡罗方法模拟大气点扩展函数(PSF),实现大气邻近效应模拟分析,结合"资源三号"卫星多光谱影像,利用调制传递函数测量方法获得大气点扩展函数,从而开展多光谱大气邻近效应分析研究。模拟与测量对比分析结果显示:1)测量方法和模拟方法得出的相同谱段PSF的形状很接近,PSF的半高宽误差小于8%;2)两次模拟结果与对应的测量结果随光谱变化是一致的,黑白靶标从蓝色到近红外光谱的邻近效应都依次降低;3)模拟结果要小于实测结果,并且两者的误差在1.6%~18.2%之间,这表明除了考虑大气气溶胶外,实际遥感图像的邻近效应评估还要考虑卫星在轨状况以及大气其它状况的影响。模拟分析结果表明该方法可有效地估算多光谱影像大气邻近效应,能够为不同大气状况下遥感图像品质的评估提供一定依据,也有助于多光谱遥感大气邻近效应校正及图像品质提升的研究。 展开更多
关键词 大气邻近效应 点扩展函数 蒙特卡罗方法 多光谱影像 “资源三号”卫星
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基于DH-PSF与DG结合三维荧光动态成像重构方法研究及处理结果
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作者 李恒 陈丹妮 +1 位作者 屈军乐 郭宝平 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期64-70,共7页
针对超分辨成像方法景深不够的局限性,发展了具有超大景深的三维超分辨成像系统,通过点扩展函数的改造,形成携带有三维信息的双螺旋点形式,同时结合变形光栅能够在12μm轴向范围内实现荧光分子的实时位置信息获取,为了精确地获得荧光分... 针对超分辨成像方法景深不够的局限性,发展了具有超大景深的三维超分辨成像系统,通过点扩展函数的改造,形成携带有三维信息的双螺旋点形式,同时结合变形光栅能够在12μm轴向范围内实现荧光分子的实时位置信息获取,为了精确地获得荧光分子的定位,利用模式识别方法实现图像重构,通过系统标定获取匹配图像,利用相关性计算以及拟合算法获取分子的三维位置信息。实验验证,该方法可以高效实现图像信息获取,为DH-PSF与DG结合方法实现三维成像奠定了基础。 展开更多
关键词 三维成像 双螺旋点扩展函数 变形光栅 模式识别 动态追踪
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三维追踪方法用于HEP-2细胞的受体介导成像
12
作者 李恒 陈丹妮 郭宝平 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期154-159,共6页
本文基于双螺旋点扩散函数方法,建立了具有高定位精度的三维多粒子追踪成像系统,成像深度达到4μm,利用荧光珠进行标准实验,通过探测探针在甘油-水溶液中的均方位移曲线得到了粒子扩散系数。最后利用本系统实现了对喉癌(HEP-2)细胞内多... 本文基于双螺旋点扩散函数方法,建立了具有高定位精度的三维多粒子追踪成像系统,成像深度达到4μm,利用荧光珠进行标准实验,通过探测探针在甘油-水溶液中的均方位移曲线得到了粒子扩散系数。最后利用本系统实现了对喉癌(HEP-2)细胞内多个荧光微球的动态追踪.通过数据分析得到细胞内荧光微球的移动量以及运动速率,为研究活细胞内分子转运和相互关系提供了非常有用的工具. 展开更多
关键词 三维成像 双螺旋点扩展函数 扩散系数 多粒子 动态追踪
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基于二次二维经验模态分解去噪的湍流退化图像复原算法 被引量:6
13
作者 徐斌 葛宝臻 +1 位作者 吕且妮 陈雷 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2020年第5期1582-1586,共5页
为实现大气湍流环境下的高质量成像,将自适应光学波前探测技术与数字图像处理技术相结合,并提出了一种基于二次二维经验模态分解去噪的湍流退化图像复原算法。通过在光学系统中使用哈特曼-夏克波前传感器探测波前信息,进而计算光学系统... 为实现大气湍流环境下的高质量成像,将自适应光学波前探测技术与数字图像处理技术相结合,并提出了一种基于二次二维经验模态分解去噪的湍流退化图像复原算法。通过在光学系统中使用哈特曼-夏克波前传感器探测波前信息,进而计算光学系统点扩散函数;然后使用改进的二次二维经验模态分解算法进行图像去噪,最后利用R-L算法实现对湍流退化图像的复原。通过搭建光学实验系统,对实际拍摄的湍流退化图像进行了复原实验。结果表明,该算法能够有效减弱噪声放大现象,得到更加稳定的高质量大气湍流退化图像复原结果。 展开更多
关键词 图像复原 二维经验模态分解去噪 自适应阈值法 点扩散函数 R-L算法
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电子显微镜成像质量与样品倾斜角度关系的数值化评价 被引量:1
14
作者 杨超 张海波 鹰冈昭夫 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1063-1066,共4页
提出用计算图像点扩散函数的等效面积(归一化点扩散函数值大于等于0 7071时所对应的自变量定义域的面积)的方法来评价电镜图像质量,用此方法对一组实际的用于三维重构的超高压电镜图像的质量进行了分析,从计算值上得出电子显微镜成像质... 提出用计算图像点扩散函数的等效面积(归一化点扩散函数值大于等于0 7071时所对应的自变量定义域的面积)的方法来评价电镜图像质量,用此方法对一组实际的用于三维重构的超高压电镜图像的质量进行了分析,从计算值上得出电子显微镜成像质量与样品倾斜角度的关系.在样品单轴旋转的条件下,随着样品倾斜角度的增加,电镜图像质量下降;倾斜角度大于60°时,图像质量急剧下降.30°、60°和70°时的点扩散函数的等效面积分别是0°时的2 5、4 5和11 7倍.这种镜像质量随样品倾斜角度(尤其是角度大于60°)增加而变差的效应,将限制通过增大样品倾斜角度范围来提高三维重构分辨率的效果,同时表明电镜三维重构中样品的倾斜存在最佳的角度范围. 展开更多
关键词 透射电子显微术 图像质量 点扩散函数 三维重构
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体全息成像系统的深度分辨率特性分析 被引量:1
15
作者 孙亚军 江竹青 +1 位作者 刘少杰 陶世荃 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1454-1458,共5页
通过分析探测点光源在x、y、z轴偏移时的衍射光场分布,研究了以球面参考光和平面物光波记录的体全息透镜系统的成像特性.结果表明:探测点光源在z轴偏移,引起衍射场的显著变化,并且衍射成像光场分布不再为理想成像点,而是在成像面上呈现... 通过分析探测点光源在x、y、z轴偏移时的衍射光场分布,研究了以球面参考光和平面物光波记录的体全息透镜系统的成像特性.结果表明:探测点光源在z轴偏移,引起衍射场的显著变化,并且衍射成像光场分布不再为理想成像点,而是在成像面上呈现扩展分布,成像质量明显下降;探测点光源在x、y轴偏移,衍射场变化不明显,成像质量无显著变化. 展开更多
关键词 体全息成像系统 三维成像 点扩散函数 深度分辨率
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三维点扩散函数层距与图像复原的关系 被引量:1
16
作者 梁日柳 陈华 +1 位作者 莫春球 聂雄 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第3期810-815,共6页
为研究三维点扩散函数层距与图像复原的关系,对数字共焦光学显微成像系统3D-PSF的构成、3D-PSF不同层距与图像复原效果的关系进行理论分析。通过仿真实验,研究了不同放大倍数的3D-PSF,在不同层距,相同层数和径向大小的情况下与图像复原... 为研究三维点扩散函数层距与图像复原的关系,对数字共焦光学显微成像系统3D-PSF的构成、3D-PSF不同层距与图像复原效果的关系进行理论分析。通过仿真实验,研究了不同放大倍数的3D-PSF,在不同层距,相同层数和径向大小的情况下与图像复原效果的关系。实验表明:层距小于0.6μm时,放大倍数为40倍,图像在层距为0.5μm处取得最佳复原效果,放大倍数为20倍和10倍时,图像在层距为0.025μm处取得较好的复原效果。研究结果为在细胞切片的采集和三维显微图像复原实际应用中对3D-PSF的层距选取提供了理论依据和选取方法。 展开更多
关键词 三维点扩散函数 图像复原 层距 采样 改善信噪比
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多维度单分子成像研究进展
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作者 李孟帆 陈剑威 +5 位作者 石伟 傅爽 李昀泽 罗婷丹 陈俊帆 李依明 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1243-1257,共15页
单分子成像方法被广泛应用于亚细胞结构的三维空间定位。点扩散函数是分析单分子信息的重要窗口,除了能反映空间坐标外还蕴含着丰富的额外信息。本文介绍了从点扩散函数中解析空间位置、荧光波长、偶极子朝向及干涉相位等多维度单分子... 单分子成像方法被广泛应用于亚细胞结构的三维空间定位。点扩散函数是分析单分子信息的重要窗口,除了能反映空间坐标外还蕴含着丰富的额外信息。本文介绍了从点扩散函数中解析空间位置、荧光波长、偶极子朝向及干涉相位等多维度单分子成像研究进展,简要地概括了目前主流定位方法,并对该技术的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 超分辨 单分子定位显微方法 多维度成像 点扩散函数
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