使用OCT初步探究了艾灸对经络上不同穴位表皮微循环的影响。对每位健康志愿者先后进行3次大陵穴艾灸实验, 共得到30组实验数据。每组对4个观测点进行10次测量, 共获得1200次实验数据。基于OCT信号的成像特性与组织光学中的光学特性参数, 对穴位处深度为0.4~1.0mm的后向散射信号区间内进行拟合, 获得了穴位皮肤的光衰减系数。结果显示, 与自然状态下的皮肤光衰减系数相比艾灸后30min内穴位皮肤光衰减系数升高约40%, 艾灸点所在经络上的其他穴位后向散射信号强度明显降低。而在临近经络的非穴位对照点和其他经络上的对照点处并没有观察到这一现象。表明了, 利用OCT可以观测到艾灸对穴位皮肤微循环的影响可以通过经络这一通道进行传递至其它穴位, 这种现象具有一定的临床意义, 也进一步扩展了传统OCT的运用范围。

糖尿病性黄斑水肿（DME）是导致失明的主要原因之一, 由专业的医生通过检查光学相干扫描（OCT）图像是主要的诊断方法, 但这一过程不仅耗时而且容易误判, 提出一种辅助诊断模型来区分DME和正常黄斑。对原始OCT图像进行降噪、展平、裁剪预处理, 得到易于分类的病灶区图像, 在小波分解金字塔模型的基础上用局部二值模式方法对原图和低频子图像提取纹理特征; 与提取细节图像的灰度-梯度共生矩阵特征融合形成最终的全局特征, 并对其进行降维; 用weka平台的序列最小优化模型进行分类。在杜克大学数据集和临床数据集上的试验结果表明, 算法在两个数据集上验证的准确率分别为95.7%、95.3%, 灵敏性分别为95.3%、95.5%, 特异度分别为96.0%、95.1%。因此, 所提方法能有效对OCT图像分类, 为临床上视网膜疾病辅助诊断提供技术支撑。

为了减轻频域光学相干断层扫描成像(Frequency Domain Optical Coherence Tomography, FD-OCT)中高数据量导致的后续数据采集与处理系统的压力, 同时解决成像时间和成像质量之间的矛盾, 引入了压缩感知技术, 并对该技术中的重构算法进行了重点研究。首先, 通过分析压缩感知技术的框架, 利用离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT)获得频域OCT图像的稀疏表示。接着, 利用高斯随机矩阵对OCT图像进行线性观测。然后, 研究了FOCUSS(Focal Underdetermined System Solver)重构算法的原理, 并在算法中结合分块思想、引入正则项lp范数以及嵌入各向异性平滑算子。最后, 组合所有小图像块, 得到整幅频域OCT图像的压缩感知重构结果。实验结果表明: 改进重构算法的运行时间由78.65 s缩短为1.89 s, 并且显著改善了图像块效应, 将重构图像的PSNR值提高了1.6~2.7 dB, SSIM值可达到0.938 3。压缩感知技术可以用较小的采样数据量精确重构出原始频域OCT图像, 改进FOCUSS重构算法可以在一定程度上实现频域OCT图像重构效率和重构质量的平衡。

通过对光学相干层析(OCT)系统中的噪声源进行分析,提出了一种将小波变换和分数阶积分结合的OCT图像去噪方法。先将OCT图像进行小波分解,获得不同频带的子图像。将低频近似图像保持不变,对水平、垂直和对角三个方向的高频细节图像采用三种改进的分数阶积分Tiansi模板进行滤波,最后将低频近似图像与三个分数阶积分滤波后的高频细节图像合成,得到去噪后的图像。实验结果表明;该算法在有效降低OCT图像散斑噪声的同时,尽可能地保留了图像的细节;相比经典的去噪算法和单一的分数阶积分算法,本文算法的去噪效果较好。

光学相干断层扫描(OCT)作为眼科疾病的重要诊断手段之一, 具有巨大的发展潜力。OCT图像中含有大量的散斑噪声, 会影响图像病理信息的检测和提取。提出一种去除OCT图像散斑噪声的方法, 依据散斑噪声的乘性特性建立了乘性噪声模型。针对双域滤波中产生的伪吉布斯现象, 引入各向异性扩散获得引导图像, 代替了算法中的自身引导, 减少了迭代次数。结果显示, 所提方法提高了算法效率与图像质量, 算法运行时间大幅度下降, 图像峰值信噪比(PSNR)提高到36dB, 结构相似性(SSIM)和边缘保持系数(EPI)分别达到0.8和0.7左右, 有效抑制了OCT图像中的散斑噪声。

光学相干层析扫描(OCT)作为一种新型无创高分辨率扫描方式, 在临床上得到广泛应用, 但是 OCT图像本身存在严重的散斑噪声, 这大大影响了疾病的诊断。本文针对 OCT图像中的乘性散斑噪声, 改进了两种原始字典降噪算法。该算法首先对 OCT图像进行对数变换, 采用正交匹配追踪算法进行稀疏编码, 以及 K奇异值分解学习算法进行自适应字典的更新, 最后通过加权平均以及指数变换回到空域。实验结果表明, 本文改进的两种字典算法能有效降低 OCT图像中的散斑噪声, 获得良好的视觉效果。并通过均方误差 (MSE)、峰值信噪比 (PSNR)、结构相似性 (SSIM)以及边缘保持指数(EPI)四个指标评价降噪效果, 与两种原始字典降噪算法和传统滤波算法相比, 两种改进字典算法降噪效果优于其他算法, 其中自适应字典算法表现更好。

测试了采集自黑龙江省塔河地区的300块并进行抛光处理后的岩石样本350～2 500 nm间光谱反射率、 磁化率、 密度 、 孔隙率和金属元素含量(Fe, Mn, Ti, Zr, V, Zn, Pb, Nb, Co, Bi), 并计算了其光谱吸收深度。 在此基础上, 以相关性分析方法为依据, 探讨了所采集岩石样本的金属元素含量、 物性参数、 反射光谱间的特征响应关系, 计算了岩石样本金属元素和光谱吸收深度间的相关性系数、 物性参数与光谱反射率的相关性系数, 获得成果如下: (1)在410 nm附近, 闪长玢岩各金属元素与吸收深度间的相关系数都存在尖锐的波峰和波谷, 相关系数达到极值。 (2)岩石样本金属元素和吸收深度的相关性研究中, 侵入岩的相关系数则显著高于其他岩石类型。 (3)1 400 nm附近, 岩石样本金属元素与吸收深度、 各物性参数与光谱反射率的相关性都存在尖锐的波峰和波谷。 其中磁化率、 密度、 视孔隙率与光谱反射率的相关系数在可见光范围内波动变化较大。 (4)在1 900～2 500 nm范围内, 金属元素与光谱吸收深度、 各物性参数与光谱反射率间的相关系数波动较大, 其中金属元素和光谱吸收深度呈显著相关, 相关系数达到极值。 进一步研究了岩石金属元素和物理特性与其光谱特征的关系, 对于不同岩性的不同波段的反射率与不同金属元素间分布状态的探测, 具有一定意义。

实验对辽宁省兴城地区的97块岩石样本测量了350～2 500 nm间光谱反射率, 岩石化学成分及部分样本的复介电常数值, 并用包络线去除法计算了光谱吸收深度。 研究基于岩石化学成分光谱特征理论、 介电常数相关理论, 利用相关性分析的方法求得岩石各化学成分与光谱吸收深度间的相关系数曲线、 岩石复介电常数与光谱反射率间的相关系数曲线。 通过归纳总结曲线形态特征, 获得以下信息: (1)岩石中SiO2, Al2O3, CaO, K2O, MgO, 灼失含量与光谱吸收深度在波段(1 900～2 500 nm)间相关性明显, 在1 900, 2 200和2 300 nm等化学元素识别特征波段处, 出现局部极大/极小值; 火成岩中Fe2O3含量与光谱吸收深度在铁元素的特征波段(400～550 nm)有着良好的相关性, 相关系数达-0.406。 探讨岩石光谱吸收特征与其化学成分含量间的关系在通过遥感影像进行成矿预测、 识别岩性等方面都有着积极的作用。 (2)岩石复介电常数总体与岩石反射率呈负相关, 实部相关性优于虚部, 实部相关系数在1 900 nm附近达到极小值-0.753。 观查曲线可知, 介电常数实部与光谱反射率相关系数在1 900和2 200 nm附近都有着良好的相关性, 因此实验运用不同的模型拟合了在该处的响应关系函数曲线。 介电常数是介质的基本物理性质之一, 现有研究中多在微波波段中分析电磁波特征与介电常数间的关系, 该研究在可见光和近红外波段范围内探究了二者间的关系, 为进一步探讨岩石介电特性和光谱特征奠定了基础。

岩石的矿物组成成分是影响其反射光谱特征的主要因素之一, 是产生各类岩石特征谱带的重要原因。 本文选择美国喷气推进实验室提供的岩石样本(包括组成岩石样本的各类矿物百分含量和用Analytical Spectral Devices (ASD)地物光谱仪测得0.35～2.50 μm波长范围内岩石样本光谱反射率)、 岩石所包含的各类矿物的光谱反射率为基础数据, 根据岩石和所含矿物的光谱线性混合模型, 首先进行了岩石及其矿物成分线性混合模拟实验, 实验结果表明基于线性混合光谱理论的岩石矿物模拟模型能够较好的模拟岩石光谱曲线, 并且能够保留各个矿物组分的吸收特征。 然后从火成岩的岩石光谱中选出含有黑云母矿物的八个样本, 研究岩石样本中黑云母含量及其在2.332 μm处反射光谱吸收深度的特征, 用线性和非线性等多种常用统计模型拟合了岩石光谱吸收深度与矿物组分黑云母含量之间的响应关系, 最后本文将增长型(Growth)和指数曲线型(Exponential)两个模型相结合获得新的拟合模型, 利用该模型拟合了岩石光谱吸收深度与矿物组分黑云母含量之间的统计响应关系, 拟合结果表明二者的相关系数达到0.998 4, 标准偏差为0.57 2, 虽然利用Growth和Exponential模型拟合的标准偏差小于两个模型结合后的新模型拟合的标准偏差, 但新模型的相关系数有了显著提高, 这说明新模型拟合效果更接近样本的实测值。

通过对三大岩类中15种岩石样本(样本总数目达208块)进行取样测定,获得其密度、磁化率以及波段350~2 500 nm的反射光谱数据.以研究岩石物性(密度及磁化率)与其不同波段反射率相关性,求取了相关系数曲线.根据试验结果曲线,进一步对具有岩石反射率定性及定量探讨岩石密度及磁化率前景的岩石种类及波段进行了总结,并且对几种岩石相关系数曲线的特征进行了归纳.认为通过岩石反射率间接获取岩石密度及磁化率的研究思路具有一定意义及可行性.