时间：2021-04-22
空间频率域成像(Spatial Frequency Domain Imaging, SFDI)通过测量组织体在不同空间频率下的表面反射光，计算漫反射率，通过在已建立的光学参数与漫反射率数据库中查表重构出组织体光学参数。但在SFDI中，所测量目标体表面形貌的不同会造成漫反射率测量上的误差，从而影响重建光学参数的准确性。针对SFDI中待测样本表面形貌对测量光强和空间频率的影响，本课题提出一种基于样本形貌测量的光强和空间频率校正方法。
首先使用已发展的单像素SFDI系统，结合相位轮廓测量技术获取样本表面三维形貌数据。针对形貌对投影空间频率的影响，提出一种适形投影方法，即根据样本表面形貌调整SFDI投影图案的正弦调制频率，在复杂形貌的样本表面投影空间频率均匀的正弦光。适形投影方法有效矫正了样本表面高度不平引起的投影正弦光的空间频率波动，从而降低了调制幅度解调和重建光学参数的误差。针对形貌对测量光强的影响，基于Minnaert模型同时补偿样本表面入射光和相机测量的反射光强度，以获得样本的真实漫反射率。
图1 频率矫正结果：(a)各高度平板仿体三维表面形貌图(左)、30 mm高度下表面正弦波形强度剖面图(中)、各高度矫正前后的空间频率均值(右)；(b)倾斜仿体三维表面形貌图(左)、频率为0.1 mm-1 正弦波形强度剖面图(中)、矫正前后空间频率分布(右)。
图2 光强矫正原理三维示意图。
图3 均匀小球仿体形貌矫正前后重建吸收系数和约化散射系数结果：(a) 三维分布图；(b) 剖线图。
图4 在体手背血管成像结果：(a) 手背血管成像区域。 (b) 手背三维形貌图 (c) 形貌矫正前后重建的手背血管吸收系数和约化散射系数。
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