有限频菲涅尔体层析成像及应用的任务书.docx

有限频菲涅尔体层析成像及应用的任务书
任务书
1.背景
有限频菲涅尔体层析成像（Limited-angleFresnelTomography，LAFT）是一种非常有前景的成像技术，它可以通过少量的投影数据来重建三维物体的结构。这种技术主要应用于医学成像、材料科学、工业成像等领域。它可以避免传统的层析成像技术需要的大量数据，为具体应用提供了更灵活的解决方案。
2.目的
本次任务的主要目的是掌握有限频菲涅尔体层析成像技术的基础理论和实际应用，具体包括以下几个方面：
（1）了解有限频菲涅尔成像技术的原理和基本算法；
（2）掌握有限频菲涅尔层析成像的实现方法和参数优化技术；
（3）熟悉有限频菲涅尔成像在医学、材料科学、工业成像等领域的应用情况；
（4）通过实践操作，实现真实数据的有限频菲涅尔层析成像重建。
3.内容
（1）原理和算法
学习有限频菲涅尔体层析成像技术的基础理论和原理，掌握正向投影算法、反向重建算法及其优化方法，包括滤波、截断、正则化及反向投影等。
（2）方法和优化
掌握有限频菲涅尔层析成像的具体实现方法，包括样品制备、镜头选择和调节、投影采集和数据处理等。通过参数优化技术，提高层析成像的精度和重建质量。
（3）应用情况
研究有限频菲涅尔层析成像在不同领域的应用情况，包括医学成像、材料科学、工业成像等。探究该技术的特点、优势和局限性，比较有限频菲涅尔层析成像和传统成像技术的差异。
（4）实践操作
通过使用真实数据，进行有限频菲涅尔层析成像的实践操作和重构实验。通过实验结果验证有限频菲涅尔层析成像的可靠性和精度。
4.要求
（1）完成任务书中的所有内容；
（2）具有一定的数学基础，熟悉线性代数、微积分和概率论等知识；
（3）具备基本的编程能力，使用MATLAB、Python等软件实现有限频菲涅尔层析成像算法；
（4）具备一定的文献阅读能力，在完成任务过程中积极查阅资料，综合运用理论知识的同时，掌握前沿的研究进展。
5.参考文献
（1）Y.Zhang,Y.Wu,andH.Yu,“Limited-angleFresneldiffractiontomography,”Opt.Lett.36,2605-2607(2011).
（2）G.Sheng,“Algorithmicandnumericalchallengesinlimited-angletomography,”InverseProblems29,045001(2013).
（3）L.Liu,X.Jia,S.Zhao,J.Liang,andC.Jin,“Limited-anglecomputedtomographyreconstructionviatotalvariationregularizedNewtonmethod,”Biomed.Opt.Express9,77-94(2018).
（4）J.M.Schmitt,S.H.Xiang,andK.M.Yung,“Tomographicimagingofpath-lengthresolvedopticalpropertiesinscatteringmedia,”Opt.Lett.19,333-335(1994).