[發(fā)明專利]單次快照多頻解調(diào)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510638861.7
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105245761B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐敏;曾碧新;曹自立;林維豪
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州醫(yī)科大學(xué)
• 主分類號: H04N5/14
• 分類號: H04N5/14
• 代理公司: 溫州金甌專利事務(wù)所(普通合伙) 33237
• 代理人: 林益建

本發(fā)明涉及一種單次快照多頻解調(diào)的方法，在時間域或空間域?qū)τ梢粋€或多個原始成分經(jīng)不同頻率調(diào)制相加得到的調(diào)制圖像、尤其是包含有多個不同頻率成分的調(diào)制圖像，首先依次提取出每個像素點的各個頻率交流(AC)和直流(DC)分量值，進(jìn)而得到相應(yīng)各個頻率交流(AC)和直流(DC)的原始成分圖像。該方法可以用于時域或空域中，利用一次測量就能分解出多個頻率成分圖像，具有速度快、解調(diào)精度更高以及去噪效果很好的優(yōu)點，滿足了一次性獲取多個頻率信息量的需求，克服了多次測量中不能避免的誤差問題。同時，也可以利用該解調(diào)方法一次性傳輸多幅圖像信息，實現(xiàn)在通訊領(lǐng)域多信息并行實時傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間頻域成像、實時多成分成像、時空域?qū)崟r信號調(diào)制解調(diào)技術(shù)及多組分圖像信息傳輸，更具體地，涉及一種用于非接觸式成像技術(shù)中涉及的單次快照多頻解調(diào)方法。

背景技術(shù)

在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中，新興的空間頻域成像(Spatial Frequency DomainImaging，SFDI)作為一種新穎的非接觸式成像技術(shù)，具有獨一無二的空間上同時解析光學(xué)吸收和散射參數(shù)的能力，允許寬視場量化組織光學(xué)參數(shù)分布。通過入射不同空間頻率的空間調(diào)制圖案到樣品區(qū)域并用CCD相機(jī)捕捉反射圖像來獲取樣品的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)。MTF包含了重要的光學(xué)特性信息——吸收系數(shù)(μ_a)和衰減散射系數(shù)(μ_s')?；诿商乜_或各種散射模型，通過非線性最小二乘法擬合或查表方法，由MTF數(shù)據(jù)可以反演計算出生物組織的吸收系數(shù)與衰減散射系數(shù)的二維分布圖。最后，通過光學(xué)參數(shù)的變化可以反推出組織結(jié)構(gòu)和組織成分的改變，進(jìn)而做出相應(yīng)疾病的診斷。

根據(jù)Essex T.J.H.，Byrne R O.A laser Doppler scanner for imaging bloodflow in skin[J].Medical engineering and physics，1991，13(3)：189-194的記載，假設(shè)入射到樣品的結(jié)構(gòu)光強(qiáng)用函數(shù)表示為：

這里S₀代表光源強(qiáng)度，M₀是入射調(diào)制深度，f_x是空間頻率，α是空間相位，x是空間坐標(biāo)。

從樣品反射出來被CCD照相機(jī)捕獲的光可以分解為直流DC部分和交流AC部分：

I＝I_AC+I_DC (2)

樣品反射光的AC部分可以用函數(shù)表示為：

I_AC＝M_AC(x,f_x)×cos(2πx+α) (3)

這里M_AC表征散射光子密度波的調(diào)制，此因子在混沌介質(zhì)中依賴于組織的光學(xué)特性，目前的主流作法是基于擴(kuò)散理論或蒙特卡羅的光傳輸方法進(jìn)行建模。為了得出M_AC，必須對信號進(jìn)行解調(diào)，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)作法是三相移法(在文獻(xiàn)Neil MAA,Juskaitis R,WilsonT.Method of obtaining optical sectioning by using structured light in aconventional microscope.Opt.Lett1997；22(24):1905–1907.[PubMed:18188403]中提到)。即若樣品是在一個特定頻率正弦波的三個相位差α＝0,2π/3,4π/3處進(jìn)行光照，測得三幅光強(qiáng)圖像I₁、I₂、I₃，則M_AC因子可以用式(4)解調(diào)方程來計算。