相位展开技术的应用.ppt

相位展开的应用 相位展开在各方面的应用 1 自适应光学2 光学测量3 医学磁共振成像4 干涉合成孔径雷达 自适应光学 自适应光学 由大气引起的波面误差由一个可变形的镜面进行实时校正的光学技术 它是补偿由大气湍流或其他因素造成的成像过程中波前畸变的最有前景的技术 这源于大气扰动造成的波前在时间和空间的不稳定 光学测量 光学测量 如全息干涉计量 散斑干涉术 光栅投影轮廓术 相位展开技术在医学中的应用 用相位展开技术可以处理医学上的图像的伪影 磁敏感加权成像 susceptibilityweightedimaging SWI 是近年来发展起来的一种全新的磁共振成像方法 这种方法可利用不同组织间磁敏感性的差异产生图像对比 进而可对各组织显影的新技术 与传统磁共振成像方式相比 SWI在静脉显影方面具有独特的优势 可应用于脑肿瘤 脑出血或其他有静脉参与的病灶研究中 从而有效地改善对这些疾病的诊断 静脉血的主要成分为顺磁性的去氧血红蛋白 动脉血则是抗磁性的氧合血红蛋白 这种磁敏感性差异将最终导致两种血管信号的相位信息强度不同 在与幅度信息相加权后 使静脉能独立于动脉清晰成像 这是SWI成像的理论基础 在临床医学诊断中 由外伤所导致的微出血以及很多肿瘤病变都与静脉有关 目前的成像手段对静脉血管的成像效果都不甚理想 而利用SWI可获得清晰的静脉血管影像 因此SWI具有广泛的临床应用价值 SWI原始图像包括幅值图像和相位图像 幅值图像中包含了绝大部分的组织对比信息 而相位图像则从磁敏感性的角度反映组织对比 特别是磁化率差异较大的组织 幅值图像和相位图像这两种图像是在扫描过程中同时获得的 所以 它们总是成对出现 每一对图像所对应的解剖位置都完全一致 幅值图像 相位图像 但是 因为存在相位伪影的问题 从上图中的幅值图像和相位图像很难获得血管的诊断信息 要利用原始SWI图像获得连续清晰的血管影像 需要对原始图像进行一系列复杂的后处理过程 相位伪影是由于磁场的不均匀性造成的 通常出现在具有不同磁化率物质的交界面周围 如副鼻窦 蝶鞍和颅底等位置 在成像过程中由于磁场的不均匀性 导致了在SWI的相位图像中出现相位模糊 或相位缠绕 问题 在相位图上 表现为环绕在交界面周围的扰动波纹 关于相位缠绕 wrapping 问题 可以用下图进行简单说明 真实相位 缠绕相位 一个相位本应在0到4 的信号因为某种原因 落在了 到 之间 这就是所谓的相位缠绕问题 经相位展开技术处理后的图像 处理前 处理后 总的来说磁敏感加权成像是近年来发展起来的一种全新的磁共振成像方法 其主要特点就是利用不同物质间的磁敏感性差异进行静脉的显影成像 相位展开在SAR系统应用 SAR系统 干涉合成孔径雷达 InterferometricSyntheticApertureRadar 能够在全天候条件下获得大测绘带地表高度和监测地表形变信息 数据处理主要包括保持相位的成像处理 复图像配准 干涉相何图生成 二维相位展开和相位高程变换等步骤 按照干涉SAR的工作模式对其进行分类 主要包括 垂直轨道 Cross track 工作模式 顺轨道 Along track 工作模式和重复轨道 Repeat track 工作模式 垂直轨道工作模式 主要的应用方面 绘制三维地形图冰川测量地球动力学应用海洋探测陆地覆盖分类 绘制三维地形图 利用相位展开来获取高精度的数字高程图 DEM 是其最初的目标 也是其最直接的应用之一 随着技术的发展 目前通过相位展开技术进行高程测绘已经逐步走向工程化 国外在平坦地区已经可以取得达到2米左右的高程精度 在地形起伏较大的地区 高程精度为5米左右 基本上可以满足实际需要 冰川测量 主要研究内容有冰川地形测量 冰速测量和冰川学应用等 Goldstein等人在1993年最早提出将相位展开技术引入冰川运动研究中 其研究表明 相位展开技术可以检测南极冰川的运动速率和基准线位置变化 并通过对雷达数据的分析给出了冰川的位移速度 该结果与当地的实测结果吻合较好 地球动力学应用 诸如地震现象的研究 包括 震后和抗震构造的机理研究等 火山下陷与抬升 地面沉降与抬升 滑坡和区域运动的监测以及海床的扩张等 海洋探测 可以用来研究海波和海流的变化情况以及海洋动力学方面的研究等 海洋占地球表面70 的面积 而且随着人类技术的不断发展 资源消耗越来越大 对海洋的探索和研究已经成为了当务之急 陆地覆盖分类 相位展开技术还可以用于陆地的覆盖分类 这是因为两次飞行形成的干涉图还提供了雷达回波信号中除幅度外的相位信息 这些信息可以作为覆盖分类的依据 随着干涉合成孔径雷达技术的发展 相位展开技术可以广泛应用于DEM测量以及地形测绘等多个方面 更高层次的应用比如海岸带变形 土地覆盖及沙漠化 森林砍伐和洪涝预报等都可以用这一技术快速准确地监测 现代测量系统技术在飞快的发展 对物体相位图的测量已经成为一项基本的测量项目 由于相位缠绕等问题的存在 相位展开算法在不断的研究更新 相位展开技术也在不断的发展中 THANKYOU 垂直轨道工作模式 它是利用一副天线来发射雷达波信号 然后再利用两副天线同时接收回波信号 主要的应用方面 顺轨道工作模式 它是在不同的时间分别对同一地区进行成像 通过所得图像对的相位差来确