【摘 要】
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监测血流微循环的实时动态变化对疾病机理与生物组织功能研究具有重要意义。激光散斑衬比成像技术可实现大视场范围的二维流速成像，具有无需扫描、快速成像、高分辨率等特点，为研究疾病机理、生物功能以及药效评价提供了重要手段。然而，激光散斑衬比成像过程中，成像设备或成像对象的运动会对血流速度检测造成显著干扰，严重降低测量准确性及其成像质量，不利于该技术的实际应用与推广。 本文针对降低运动对激光散斑血流成像影
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监测血流微循环的实时动态变化对疾病机理与生物组织功能研究具有重要意义。激光散斑衬比成像技术可实现大视场范围的二维流速成像，具有无需扫描、快速成像、高分辨率等特点，为研究疾病机理、生物功能以及药效评价提供了重要手段。然而，激光散斑衬比成像过程中，成像设备或成像对象的运动会对血流速度检测造成显著干扰，严重降低测量准确性及其成像质量，不利于该技术的实际应用与推广。
本文针对降低运动对激光散斑血流成像影响的的图像配准算法展开研究，主要研究内容和结果包括：
(1)提出一种基于LK光流金字塔算法的原始散斑图像配准方法，实现对非刚性运动时原始散斑图像的有效配准，显著降低了成像过程中运动引起多帧原始散斑图像错位造成的血流速度估计误差和图像模糊。配准之后，原始散斑图像的标准差图像与参考图像的标准差图像的峰值信噪比(PSNR)可提升0.5dB~1.2dB。
(2)提出一种结合LK光流金字塔算法和demons算法的血流图像配准方法，对血流图像的整体大运动和局部小运动都具有较好的校正效果。单独使demons算法(迭代50次)配准一帧具有大运动的血流图，浮动图像与参考图像的PSNR提升约4dB，而结合LK光流金字塔和demons算法(迭代10次)进行配准时PSNR提升约6dB。
(3)开发了采用GPU对配准过程中薄板样条变换和demons算法进行加速优化的激光散斑成像图像配准软件，实现快速配准。薄板样条变换的计算时间由4.6秒左右减少到约80毫秒，demons算法的计算耗时由3.2秒左右减少到约450毫秒。
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