针对在外部干扰或昏暗环境下利用图像光电容积描记(image Photoplethysmography, iPPG)技术进行心率测量时准确度较差, 提出了一种自适应心率提取算法, 并在嵌入式硬件平台上进行了验证。算法根据图像中人脸与背景区域的色度关系来识别不同的场景并启动合适的摄像头进行图像采集及自适应映射, 接着对提取出的信号进行滤波, 在信号质量评估后输出结果。上述方法在Zynq平台上进行了验证, 使用双摄像头实现实时心率测量, 并对结果进行可视化输出。实验结果表明: 优化后的算法在光照及运动的双重干扰下的测量误差从3.36BPM降至2.78BPM, 准确率提升了17.3%。另外, 所设计的系统能够实现在极端黑暗条件下的心率采集, 平均误差约为2.39BPM。

为解决在激光直写系统中利用数字微镜器件(DMD)无法对纵向像素数大于768的灰度图像进行滚动显示的问题,文章在其控制电路的数据传输、存储及显示驱动技术方面开展了研究。利用FPGA中丰富的逻辑资源实现了图像数据传输方式的改进,通过移位寄存器对数据进行拆分和位宽转换。提出间隔存储方法实现大尺寸灰度图像数据的存储,基于此方法可实现灰度图像滚动显示时的数据读取。同时,省去在上位机中进行位平面拆分和图像分割的预处理步骤,简化了上位机操作流程并提高了系统数据传输效率。实验结果表明,该系统能够以419.6Hz的刷新率对大尺寸灰度图像进行滚动显示。

在荧光分子断层图像重建过程中，对于生物组织体内具有相同光学参数、相同深度，但不同体积的荧光团，重建出的荧光团光学参数存在较大误差。提出了一种基于体积补偿的荧光分子断层图像重建算法。该算法利用改进的迭代自组织数据分析技术(ISODATA)，设计了初始聚类中心选择和初始期望聚类个数确定的方法，对预迭代的重建图像进行聚类分析。根据聚类得出的荧光团体积大小，设计了一种基于对数运算的体积权值系数计算方法，对重建的荧光光学参数进行非线性补偿。仿真实验结果表明，非线性补偿方法能够较好地修正因荧光团体积大小不一而造成的图像重建误差，显著提高重建图像的质量。