相位展開(kāi)技術(shù)的應(yīng)用

關(guān)于相位展開(kāi)技術(shù)的應(yīng)用相位展開(kāi)在各方面的應(yīng)用1.自適應(yīng)光學(xué)2.光學(xué)測(cè)量3.醫(yī)學(xué)磁共振成像4.干涉合成孔徑雷達(dá)第2頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天自適應(yīng)光學(xué)

自適應(yīng)光學(xué)：由大氣引起的波面誤差由一個(gè)可變形的鏡面進(jìn)行實(shí)時(shí)校正的光學(xué)技術(shù)。它是補(bǔ)償由大氣湍流或其他因素造成的成像過(guò)程中波前畸變的最有前景的技術(shù)。

這源于大氣擾動(dòng)造成的波前在時(shí)間和空間的不穩(wěn)定。第3頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天光學(xué)測(cè)量

光學(xué)測(cè)量：如全息干涉計(jì)量，散斑干涉術(shù)，光柵投影輪廓術(shù)。第4頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天相位展開(kāi)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用用相位展開(kāi)技術(shù)可以處理醫(yī)學(xué)上的圖像的偽影。磁敏感加權(quán)成像(susceptibilityweightedimaging，SWI)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種全新的磁共振成像方法。這種方法可利用不同組織間磁敏感性的差異產(chǎn)生圖像對(duì)比，進(jìn)而可對(duì)各組織顯影的新技術(shù)。第5頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天

與傳統(tǒng)磁共振成像方式相比，SWI在靜脈顯影方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于腦腫瘤、腦出血或其他有靜脈參與的病灶研究中，從而有效地改善對(duì)這些疾病的診斷。第6頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天靜脈血的主要成分為順磁性的去氧血紅蛋白，動(dòng)脈血?jiǎng)t是抗磁性的氧合血紅蛋白。這種磁敏感性差異將最終導(dǎo)致兩種血管信號(hào)的相位信息強(qiáng)度不同，在與幅度信息相加權(quán)后，使靜脈能獨(dú)立于動(dòng)脈清晰成像，這是SWI成像的理論基礎(chǔ)。第7頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天

在臨床醫(yī)學(xué)診斷中，由外傷所導(dǎo)致的微出血以及很多腫瘤病變都與靜脈有關(guān)，目前的成像手段對(duì)靜脈血管的成像效果都不甚理想，而利用SWI可獲得清晰的靜脈血管影像，因此SWI具有廣泛的臨床應(yīng)用價(jià)值。第8頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天

SWI原始圖像包括幅值圖像和相位圖像。幅值圖像中包含了絕大部分的組織對(duì)比信息，而相位圖像則從磁敏感性的角度反映組織對(duì)比，特別是磁化率差異較大的組織。第9頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天幅值圖像和相位圖像這兩種圖像是在掃描過(guò)程中同時(shí)獲得的，所以，它們總是成對(duì)出現(xiàn)，每一對(duì)圖像所對(duì)應(yīng)的解剖位置都完全一致。幅值圖像相位圖像第10頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天

但是，因?yàn)榇嬖谙辔粋斡暗膯?wèn)題，從上圖中的幅值圖像和相位圖像很難獲得血管的診斷信息。要利用原始SWI圖像獲得連續(xù)清晰的血管影像，需要對(duì)原始圖像進(jìn)行一系列復(fù)雜的后處理過(guò)程。第11頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天相位偽影是由于磁場(chǎng)的不均勻性造成的，通常出現(xiàn)在具有不同磁化率物質(zhì)的交界面周圍，如副鼻竇、蝶鞍和顱底等位置。在成像過(guò)程中由于磁場(chǎng)的不均勻性，導(dǎo)致了在SWI的相位圖像中出現(xiàn)相位模糊(或相位纏繞)問(wèn)題，在相位圖上，表現(xiàn)為環(huán)繞在交界面周圍的擾動(dòng)波紋。第12頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天

關(guān)于相位纏繞(wrapping)問(wèn)題，可以用下圖進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。真實(shí)相位纏繞相位一個(gè)相位本應(yīng)在0到4π的信號(hào)因?yàn)槟撤N原因，落在了-π到π之間，這就是所謂的相位纏繞問(wèn)題。第13頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天經(jīng)相位展開(kāi)技術(shù)處理后的圖像處理前處理后第14頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天

總的來(lái)說(shuō)磁敏感加權(quán)成像是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種全新的磁共振成像方法。其主要特點(diǎn)就是利用不同物質(zhì)間的磁敏感性差異進(jìn)行靜脈的顯影成像。

第15頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天相位展開(kāi)在SAR系統(tǒng)應(yīng)用

SAR系統(tǒng)：干涉合成孔徑雷達(dá)(InterferometricSyntheticApertureRadar)，能夠在全天候條件下獲得大測(cè)繪帶地表高度和監(jiān)測(cè)地表形變信息。數(shù)據(jù)處理主要包括保持相位的成像處理、復(fù)圖像配準(zhǔn)、干涉相何圖生成、二維相位展開(kāi)和相位高程變換等步驟。第16頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天

按照干涉SAR的工作模式對(duì)其進(jìn)行分類，主要包括：垂直軌道(Cross．track)工作模式、順軌道(Along-track)工作模式和重復(fù)軌道(Repeat-track)工作模式。垂直軌道工作模式第17頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天主要的應(yīng)用方面繪制三維地形圖冰川測(cè)量地球動(dòng)力學(xué)應(yīng)用海洋探測(cè)陸地覆蓋分類第18頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天繪制三維地形圖利用相位展開(kāi)來(lái)獲取高精度的數(shù)字高程圖(DEM)是其最初的目標(biāo)，也是其最直接的應(yīng)用之一。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前通過(guò)相位展開(kāi)技術(shù)進(jìn)行高程測(cè)繪已經(jīng)逐步走向工程化，國(guó)外在平坦地區(qū)已經(jīng)可以取得達(dá)到2米左右的高程精度，在地形起伏較大的地區(qū)，高程精度為5米左右，基本上可以滿足實(shí)際需要。第19頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天冰川測(cè)量

主要研究?jī)?nèi)容有冰川地形測(cè)量、冰速測(cè)量和冰川學(xué)應(yīng)用等。Goldstein等人在1993年最早提出將相位展開(kāi)技術(shù)引入冰川運(yùn)動(dòng)研究中。其研究表明，相位展開(kāi)技術(shù)可以檢測(cè)南極冰川的運(yùn)動(dòng)速率和基準(zhǔn)線位置變化，并通過(guò)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)的分析給出了冰川的位移速度，該結(jié)果與當(dāng)?shù)氐膶?shí)測(cè)結(jié)果吻合較好。第20頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天地球動(dòng)力學(xué)應(yīng)用

諸如地震現(xiàn)象的研究，包括：震后和抗震構(gòu)造的機(jī)理研究等、火山下陷與抬升、地面沉降與抬升、滑坡和區(qū)域運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)以及海床的擴(kuò)張等。第21頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天海洋探測(cè)

可以用來(lái)研究海波和海流的變化情況以及海洋動(dòng)力學(xué)方面的研究等。海洋占地球表面70％的面積，而且隨著人類技術(shù)的不斷發(fā)展，資源消耗越來(lái)越大，對(duì)海洋的探索和研究已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急。第22頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天陸地覆蓋分類相位展開(kāi)技術(shù)還可以用于陸地的覆蓋分類，這是因?yàn)閮纱物w行形成的干涉圖還提供了雷達(dá)回波信號(hào)中除幅度外的相位信息，這些信息可以作為覆蓋分類的依據(jù)。第23頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天

隨著干涉合成孔徑雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，相位展開(kāi)技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于DEM測(cè)量以及地形測(cè)繪等多個(gè)方面，更高層次的應(yīng)用比如海岸帶變形、土地覆蓋及沙漠化、森林砍伐和洪澇預(yù)報(bào)等都可以用這一技術(shù)快速準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)。第24頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天

現(xiàn)代測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)在飛快的發(fā)展，對(duì)物體相位圖的測(cè)量已經(jīng)成為一項(xiàng)基本的測(cè)量項(xiàng)目。由于相位纏繞等問(wèn)題的存在，相位展開(kāi)算法在不斷的研究更新，相位展開(kāi)技術(shù)也在不斷的發(fā)展中。第25頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天THANKYOU！第26頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天垂直軌道工作模式

它是利用一副天線來(lái)發(fā)射雷達(dá)波信號(hào)，然后再利用兩副天線同時(shí)接收回波信號(hào)。第27頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天主要的應(yīng)用方面第28頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天順軌道工作模式

它是在不同的時(shí)間分別對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行成像，通過(guò)所得圖像對(duì)的相位差來(lái)確定地面目標(biāo)在雷達(dá)視線方向的位移來(lái)獲得地物目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀況。第29頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天主要的應(yīng)用方面第30頁(yè),共33頁(yè)，2024年2月25日，星期天重復(fù)軌道工作模式

它只利用一