为适应某些特殊领域对微型化和简单化的需要，运用光学设计软件CODEV，在传统机械补偿式变焦镜头的基础上，结合非球面透镜理论，设计了一个可见光波段的只有一个移动镜的4片式微型变焦系统。此系统具有结构简单、精度高、成本低、体积小等特点，可满足在变焦范围内连续清晰成像的要求。

文中提出了一种与视觉特点相匹配的图像放大技术--递归极值方法.通过采用不同的窗口,循环使用递归极值技术优化邻域信息,实现图像的二倍放大和四倍放大,进而实现图像的2n倍放大.在这个过程中,为保证最佳赋值与避免图像污染,建立了一种软判据算法决定图像的待插值像素是否接受新值.实验结果表明,这种技术在实现图像放大的同时,充分保留了原图像的丰富细节和边缘信息.

介绍了一种基于PCI总线的电子内窥镜图像实时采集和显示系统的实现,主要讨论了该系统的实现原理、硬件结构、软件设计和采用FPGA实现传输控制的设计.系统采用AMCC S5933作为PCI总线控制器,FPGA进行传输控制,图像采集频率可达33MHz,有效地解决了图像数据的实时传输和存储,为内窥镜图像信号的实时处理提供了方便.

为了同时获取样品的表面和深度信息,研究光学相干层析的成像原理,建立了基于光学相干层析技术的内窥系统,实现了旋转扫描成像,系统的工作波长为1310nm,工作带宽为80nm.理论推导及计算机仿真得到了系统信噪比与干涉仪的分光比、反射率之间的关系并分析了理论分辨率和探测深度.提出外径为5mm的内窥镜扫描探头,聚焦距离为12mm,数值孔径NA为0.47,折射率分布常量√A=0.2187.利用微型电机驱动直角棱镜实现扫描,旋转速度为25rpm,旋转一周得到640个采样点.采用多层盖玻片和洋葱表皮作为样品进行实验分析,得到了盖玻片和洋葱的图像,横向分辨率和纵向分辨率分别为10μm和15μm.结果表明,设计的光学相干层析内窥系统能够用于旋转扫描成像,获取更多的组织信息.

介绍了医用超声内窥镜成像系统的工作原理,构建了驱动控制系统.根据超声成像系统指标确定了超声探头的设计参数,并具体设计了超声波激发、接收电路以及系统收发保护电路,电路的性能已得到实验的验证.

设计了医用电子内窥镜(MEE)畸变实时校正硬件系统,以有效改善图像的畸变失真,实时地反映病变部位.采用FPGA作为图像处理器,用Verilog HDL语言设计了双线性内插模块,实现了MEE标准视频图像的硬件双线性插值.系统延迟40 ms,校正前、后图像的相对畸变分别小于-20%和±1%.