寬場OCT系統(tǒng)性能和彩色圖像重建的研究.pdf

1、光學(xué)相干斷層成像(OCT)是一種新興的光學(xué)檢測方法，它具有高分辨率、高靈敏度、無損檢測的特性。寬場OCT系統(tǒng)一次掃描可以完成一個(gè)二維平面圖像的采集，避免了傳統(tǒng)OCT技術(shù)的逐點(diǎn)掃描，通過不同深度的掃描可以獲得樣品的三維數(shù)據(jù)集，根據(jù)三維圖像算法，將三維數(shù)據(jù)集合成樣品的三維圖像。三維圖像可以幫助檢測人員從不同角度觀察樣品的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)信息，為醫(yī)學(xué)的早期診斷、病灶位置的判斷以及材料缺陷檢測提供有利的依據(jù)。本文主要研究寬場OCT系統(tǒng)的性能、寬場OC

2、T系統(tǒng)的三維圖像重建和彩色單層圖像重建。
　　 在寬場OCT系統(tǒng)性能研究方面，分析影響系統(tǒng)性能的因素，包括震動(dòng)、雜光和噪聲的影響、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)元器件性能的限制等，對(duì)橫向分辨率、縱向分辨率、采集速度、探測深度等四個(gè)系統(tǒng)性能進(jìn)行了研究。首先，由于橫向分辨率主要受CCD最小分辨率的限制，成像深度主要受樣品的反光性和透光性的影響，通過實(shí)驗(yàn)方法確定寬場OCT系統(tǒng)的橫向分辨率和探測深度;其次，縱向分辨率主要受光源的中心波長的限制，采集速度主要受

3、微動(dòng)臺(tái)穩(wěn)定性的影響，通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合來確定系統(tǒng)的縱向分辨率和成像速度。在實(shí)驗(yàn)中，可通過改善實(shí)驗(yàn)條件達(dá)到提高系統(tǒng)性能的目的，獲得較好的圖像質(zhì)量。
　　 在寬場OCT的系統(tǒng)三維圖像重建方面，本文根據(jù)OCT系統(tǒng)的基本原理和OCT系統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，基于體繪制的基本思想提出一種對(duì)OCT系統(tǒng)掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維圖像重建的方法，在VC++環(huán)境中應(yīng)用VTK可視化工具包中的相應(yīng)函數(shù)實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)。平面像素點(diǎn)發(fā)出多條射線，射線穿過OCT系統(tǒng)獲得三

4、維數(shù)據(jù)集，同時(shí)沿射線穿過三維數(shù)據(jù)集的方向?qū)ν该鞫戎岛皖伾颠M(jìn)行采樣并合成，合成的圖像即是三維重建圖像的初步結(jié)果，然后應(yīng)用合理的光照模型進(jìn)行光照計(jì)算得到樣品表面的明暗效應(yīng)，最后得到樣品的最終三維重建圖像。使用這種方法分別對(duì)傳統(tǒng)OCT系統(tǒng)和寬場OCT系統(tǒng)采集的不同材料樣品的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維圖像重建，并討論了不同采樣參數(shù)對(duì)重建圖像的影響。對(duì)OCT系統(tǒng)采集的三維數(shù)據(jù)集進(jìn)行了重切片，獲得了樣品橫截面、冠狀面、矢狀面的二維斷層圖像，實(shí)現(xiàn)從多角度觀察樣品