




激光散斑血流成像(LSI,Laser Speckle Imaging)是一种非***的、无需扫描的全场光学高分辨成像技术,能够用于术中血流实时监测,皮肤***治果评估,血流监测等。实时快速的激光散斑血流成像系统具有重大意义,但是激光散斑血流成像数据处理计算量过高,因此,实时快速的激光散斑血流成像系统的实现面临很大挑战。本文的主要目的是在数据处理算法上进行优化、采用并行计算、研制专用硬件处理器等方法,实现激光散斑血流成像数据快速处理分析;基于激光散斑血流成像专用硬件处理器,研制出一种激光散斑血流成像的SoC (System on Chip)系统;并进一步在SoC系统基础上,实现图像数据无线传输功能,研制出一种微型激光散斑血流成像系统。
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现有的***激光散斑的方法大致可分为两类:
一种是,改造激光光源以降低其时间或空间相干性的方法,包括利用不同波长的 光源照明、利用温度效应造成激光波长漂移等降低时间相干性的方法;或者,利用相同波 长的激光器阵列照明,利用脉冲激光的叠加以降低其空间相干性方法。但是,这些方法都 需要对激光光源进行较为复杂的设计与改造。例如,利用相同波长的激光器阵列照明来减 弱激光散斑的方法中,采用Μ个互不相干的激光光源(即激光光源阵列)分别以不同的入 射角入射到屏幕上,各激光光源的入射角大于成像角时才能将散斑的对比度降低到原来的 这样,在设计激光光源阵列时就需要考虑投影显示系统,不同的投影显示系统可能 需要不同的激光光源阵列,显然导致了激光光源阵列的设计比较复杂。
散斑典型激光散斑图像是由明暗相间的单个散斑组成。散斑现象主要由可见的相干光形成,但应强调的是,在其它的电磁波谱区会出现此类现象。比如典型的例子有:超声影像时的散射现象,综合孔径雷达在微波谱区的散射现象以及 X 射线在液体中的散射等等。时变散斑是一种随机现象,只能使用统计学的方法分析,为此提出了详细的理论解释和分析 。其中的一个结论对激光散斑衬比成像技术非常重要,就是散斑图像的一阶统计特性。这里的一阶是指空间中一点散斑强度的统计特性,或者对时变散斑来说是时空的统计特性。对于光谱区内大多数实验,直接测量的是光波的强度;而对超声和微波谱区成像,可以直接测量场的幅度分布。因此,首先考虑散斑的随机复矢量振幅的统计特性,然后计算出散斑图像强度的一阶统计特性。
