1 中国计量科学研究院力学与声学计量科学研究所，北京 100029
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
空气耦合（简称“空耦”）超声换能器具有非接触检测、适合复杂工况和原位检测等独特优势，已被广泛应用于超声无损检测等领域。声场重建对于开展空耦超声换能器声束宽度、扩散角等声场特性参数的表征，进而保障超声检测系统的横向分辨率及定位精度具有重要意义。笔者基于声光效应和层析成像技术对50~200 kHz空耦超声换能器的声场重建开展研究。超声声场的重建质量与空间分辨率密切相关，但高空间分辨率会导致扫描时间呈几何倍数增长。笔者从仿真和实验的角度对声场空间分辨率（即声场扫描参数）进行优化，在保证声场重建图像质量的前提下将扫描效率提高了2~4倍。同时，将优化后的声场重建结果与传声器在相同位置处的声场直接测量结果进行比较，验证了声光效应层析成像进行超声声场重建的可靠性。
测量 层析成像处理 声光效应 激光测振仪 声场表征 扫描效率
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
为了进一步提高合成孔径雷达(synthetic aperture radar，SAR)面对海量回波数据的实时成像处理能力，基于4f光学结构对SAR实时成像光学处理器进行了光机系统设计和分析。首先，设计了适用于滤波算法的入瞳直径21 mm、视场角7°、焦距172 mm的傅里叶变换透镜，并对4f光学系统采取紧凑化设计。然后，利用集成优化方法优化了4f光机结构中的柔性镜座，并对整体结构进行了模块化设计和分析。分析结果表明：4f光学系统成像质量趋于衍射极限，傅里叶变换透镜的MTF在55 lp/mm处优于0.57，4f光机系统在常温1
g重力工况下透镜面形RMS值小于
，整体结构基频大于100 Hz。4f光学处理器整体尺寸为405 mm×145 mm×92 mm，质量约为2.94 kg，其体积、质量分别仅是同等SAR数据处理水平的斜平面光学处理器的30%、48%。通过数据的模拟仿真，表明系统设计满足星载或机载的实时成像使用需求。
1 郑州航空工业管理学院,郑州 450000
2 福建工程学院,福州 350000
3 河南农业大学,郑州 450000
针对城区不规则高层建筑目标三维成像算法进行研究,基于Attributed Scattering Center(ASC)模型,优化不规则复杂体高层建筑的GEO SAR重构算法。利用北斗GEO卫星作为辐射源,机载接收机作为信号接收平台,成像场景反射GNSS信号作为回波信号,建立以稀疏表示系数和字典为凸优化变量的优化模型,提出一种基于变量分裂和增广拉格朗日技术的迭代方法。基于GEO SAR系统进行回波仿真和成像处理,利用TeslaK20C显卡仿真平台,生成建筑物图像并应用于目标成像仿真。仿真结果表明,生成的图像可反映不规则高层建筑结构特点和散射强度差异,具备较好的准确性、完整性与可视性,证明了所构建的高层建筑目标模型能够应用于GEO SAR成像系统的仿真验证。
北斗GEO卫星 凸优化合成孔径雷达 高层建筑 成像处理 反演重构 Beidou GEO satellite convex optimized synthetic aperture radar high-rise building imaging processing inversion and reconstruction
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 北京华科创智健康科技股份有限公司, 北京 100195
针对合成孔径连续声束合成(SASB)算法渡越时间存在误差,会带来严重伪影的问题,提出线性约束最小方差(MV)准则和SASB算法相结合的内镜超声成像(SASB-MV)算法。该算法首先对各个虚拟源点进行固定聚焦,获取成像点的超声回波信号矢量,根据成像点的超声回波信号矢量构建样本协方差矩阵;然后由线性约束最小方差准则构建权值矢量;最后,通过权值矢量和超声回波信号矢量得到成像点的高分辨率回波信号值。在Filed Ⅱ中进行散射点仿真实验和圆形暗斑仿真实验。实验结果表明本文算法的横向分辨率相比动态接收聚焦算法(DRF)和SASB算法分别提高了59.1%和31.2%,同时图像对比度分别提高了44.7%和16.2%。
成像处理 超声成像 超声内镜 波束合成 最小方差准则 合成孔径
1 中国科学院电子学研究所微波成像技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
实际飞行过程中载机的俯仰角和偏航角会在顺轨干涉处理的基线中引入交轨基线分量，在振动条件下对高程起伏地形难以精确成像。为实现机载合成孔径激光雷达(SAL)振动有效估计，提出了一种基于三探测器正交基线干涉处理的振动估计和成像处理方法，建立了信号模型并进行了精度分析。该方法需要使视场重叠，并利用了SAL非成像光学系统的特点来实现。介绍了利用一个对地宽幅成像探测器和三个振动估计探测器分置的光学系统实现方案，并讨论了探测器视场重叠度和信噪比对振动估计性能的影响。振动条件下对高程起伏地形的仿真成像结果验证了该方法的有效性。
遥感 激光光学 合成孔径 振动估计 干涉处理 正交基线 成像处理
1 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072
2 林茨大学 实验物理研究所原子与表面科学系,奥地利,林茨 A-4040
论述了一种高精度快速的单分子实时跟踪方法,包括图像去噪处理与高斯掩模质心法相结合的定位算法和同时考虑等效光强和帧间最大运动位移的同分子概率链接算法。对不同信噪比(SNR)下的单分子荧光图像的仿真结果表明,该定位算法与被认为表现最好的二维直接高斯拟合相比,不仅运算时间缩短为原来的1/10,而且在整个测试信噪比范围内具有更低的偏差和更好的精度,甚至在低信噪比时也能得到可信的小偏差、高精度中心位置值。在普通个人计算机上利用该方法对单分子的百万像素级序列帧进行实时跟踪时,跟踪速率能达到4-5 frame/s。
图像处理 荧光成像处理 单分子跟踪 图像去噪高斯掩模(IDGM)法 实时分子运动监测
