08 ；
[0248] 步骤908 :判断是否1~ < ，如果是，执行步骤903 ;否则，外循环结束，执行步骤 909,其中为三维离子速度聚焦影像总的半径大小；
[0249] 步骤909:将矩阵I' (r，0)在0min< 0 < 0 _范围内的列进行累加，得到三 维离子速度聚焦影像的其速度分布I' (r)，其中0 min，0 _分别为所求角度范围的下限和 上限；
[0250] 步骤910 :将速度分布]^ (r)归一化，即先利用matlab程序中的max函数找出速 度分布I' (r)中的最大值1"，再将I' (r)/IJ!武给I' (r)便完成了速度分布的归一化 过程，得到了归一化的速度分布I' (r)(后面简称为速度分布）；
[0251] 步骤911 :判断归一化的速度分布的分辨率是否达到了获取该三维离子速度聚焦 影像的仪器的分辨率，如果是，执行步骤I，否则，调整微调步骤中参数％，a2, a3, bp b2,匕的 设定值，重新执行步骤G。
[0252] 对于步骤H需要说明的是，速度分布的分辨率可对微调步中&1，a 2, a3, bp b2, b# 数调节的合适程度做出细致的反馈，若速度分布的分辨率越接近获取该三维离子速度聚焦 影像的仪器的分辨率，则说明参数调节得越合适；若速度分布的分辨率越偏离获取该三维 离子速度聚焦影像的仪器的分辨率，则说明参数调节得越不合适。当微调后的三维离子速 度聚焦影像的速度分布的分辨率与获取该三维离子速度聚焦影像的仪器的分辨率相同时， 参数设置完成，微调结束。
[0253] 从以上说明可以看出，步骤G与步骤H是相互联系，密切相关的。一方面，步骤G 中通过调节参数可以改变步骤H中计算出的速度分布的分辨率；另一方面，步骤H中计算出 的速度分布的分辨率可以反馈出步骤G中参数调节的合适与否。
[0254] 步骤I :对微调完成后的三维离子速度聚焦影像进行对称化处理，从而得到处理 后的影像，该影像与原影像相比信噪比更高。
[0255] 通过三维离子速度聚焦影像的对称化处理可以使其信噪比变得更高。该步骤中的 影像的对称化处理包括以下对称化处理至少其中之一：上下对称化、左右对称化、四分之一 对称化，这三种对称化处理可根据需要进行选择。
[0256] 图10为图1所示处理方法中影像对称化步骤的详细流程图。参照图10,具体分析 如下：
[0257] 由于在步骤B中已经完成了影像平移，此时进行对称化操作，过程将会变得非常 简单，该步骤中可直接调用矩阵上下翻转函数flipudO以及左右翻转函数fliplrO对影 像所对应的矩阵进行操作。具体而言，该步骤I包括：
[0258] 步骤1001 :将矩阵I与上下翻转后的矩阵flipud(I)累加后除以2,得到上下对称 平均后的新矩阵，此矩阵所对应的影像的信噪比将提高一倍；
[0259] 步骤1002 :将矩阵I与左右翻转后的矩阵fliplr(I)累加后除以2,得到左右对称 平均后的新矩阵，所得的影像的信噪比将会更高。
[0260] 本实施例可以在matlab程序平台中利用GUI实现。以下将结合具体示例以及 matlab程序的CTI对本实施例的影像数据处理方法进行更进一步的说明。
[0261] 以氧气光解离02+4hv (224. 998nm) - 0++0+e_为例，采集0 +的三维离子速度聚焦影 像。
[0262] (1)点击"File"一"Open..."一载入原始数据一作出原始影像。如图11所示，为 本发明实施例的原始离子影像示意图，图中显示的原始影像漆黑一片，是由于影像中奇异 点存在，使得信号点对比度太低所致。故需要接下来进行影像优化。
[0263] (2)点击"影像优化"按钮，其中的奇异点与负背景点被扣除，如图12所示，优化后 的影像清楚显示。
[0264] (3)设置参数画圆，如图13所示，圆心坐标、圆的半径、圆的粗细参数都可根据需 要自行设定。图13中通过改变参数画圆，最终确定的影像中心坐标为（692,495)。
[0265] (4)点击"影像平移"按钮，将影像中心从（692,495)移至整个矩阵的中心（688， 520)。如图14所示，通过重新画圆可确定影像中心已移至（688,520)。
[0266] (5)此时对平移后的影像可计算其速度分布与角分布。
[0267] 点击"速度分布"按钮，会出现一个名为sdfb的子窗口，如图15所示，在sdfb窗 口中可根据需要自行输入角度积分的范围，图中选择的积分范围是0~360°，其速度分布 结果如图15所示。从图中的速度分布图可看出，在460像素点左右只显示出一个峰，但是 在图12、13、14中能看出影像的最外围不只有一个圆环存在。通过画圆可清楚了解到影像 的速度分布曲线的分辨率较差是由影像扭曲导致。
[0268] 点击"拟合角分布"按钮，会出现一个名为beta_fit的子窗口，如图16所示，在窗 口中可根据需要自行输入半径的范围，图16选择的半径范围是208~224 (所积分的圆环 可从图14中画的圆形了解），其角分布结果如图16所示。之后，尝试输入一个旋转补偿角 观察角分布拟合情况，经过多次尝试，图17中最终确定当旋转补偿角为1. 0°时，角分布拟 合的差值平方和为〇. 0600748 (小于0. 1)，故影像旋转角可被确定1. 0°，另外，在窗口中输 出的0值清楚显示为1.51 (每次操作都可直接读出0值）。
[0269] (6)点击"影像旋转"按钮，出现一个名为txxz的子窗口，如图18所示。将图17 中确定的旋转角1.0°直接输入，再点击"旋转影像"按钮，便会在Main窗口中显示出旋转 后影像。
[0270] (7)影像旋转之后便可进行扭曲调整，点击"调整扭曲"按钮，出现一个名为tznq 的子窗口，如图19所不。
[0271] 经过前面画圆观察得出，采集的影像在横向较宽，故需进行横向压缩粗调。输入 横向压缩系数，点击"横向"运行按钮，会在Main窗口中显示出粗调后影像。通过比较压缩 后影像与所画圆形的差别，最终确定当横向压缩系数为〇. 015时，得到的影像效果最好。另 外，需要注意的是，若想进行影像纵向压缩，应在纵向压缩系数对应的方框内输入系数，再 点击"纵向"按钮开始运行。
[0272] 粗调完成后，开始微调。如图20A所示，微调区设有6个可调参数apayapbplv b3，待这6个参数全部设定完成后，点击"调整"按钮，进入运行阶段，界面会出现一个提示 "Please wait..."的进度条，待进度条跑满并关闭后，整个微调过程完成。之后，再使用画 圆工具，将处理后的影像与画的圆形进行比较。经过反复修改可调参数，必能使处理后的影 像效果达到最好。图20A所示，经过多次参数调节，最终确定当 ai，a2, a3, bp b2, b3分别为 5,-7,-1，2. 5,1，1时，处理后影像效果最佳。最后，为了调节的需要，下面将对ap a2，a3, bp b2，b3各个参数调节时的作用效果分别作图说明：
[0273] 图20B为本发明实施例的微调公式中每个系数的作用效果示意图。请参照图20B 来理解各个参数的含义，此处不再赘述。
[0274] 以下圆形的变化倾向，都是对应某一参数单独作用（其他参数都为0)，且该参数 设为正数的情况下发生的。故当所有参数都为非零时，产生的总效果便是每个参数调节效 果的加和。
[0275] (8)计算调整后影像的速度分布，如图21所示。点击Main界面中的"速度分布" 按钮，出现sdfb窗口，输入的角度积分范围与步骤5-样，为0~360°。为了展示本发明 对影像的处理效果，将图21中的速度分布曲线与图15中的进行比较，明显看出图21中的 速度分布曲线在460像素点左右出现3个峰，而图15中只有1个大包络。另外，在440~ 450像素点范围，图21中的每个峰都很清楚，而图15中也只能看见几个包络峰。因此，将 速度分布曲线进行比较，便能直观感受到速度分布曲线的分辨率在影像调整后得到明显提 高。另外，对于此时计算出的速度分布曲线，还可根据其分辨率有效判断（7)中微调参数&1， a2, a3, bp b2, b3设置得合适与否。
[0276] 计算调整后影像的角分布及各向异性参数，如图22所示。点击Main界面中的"拟 合角分布"按钮，出现beta_f it窗口，输入与步骤5 -样的半径范围208~224,运行"角分 布"按钮，得出角分布图。之后进行各向异性参数拟合，此时的旋转补偿角与步骤5中有所 差别，由于在这之前已进行过影像旋转处理，故此时的旋转补偿角应为0。将图22中获得 的各向异性参数0 = 1. 56与图17中的|3 = 1. 51进行比较，两次的各向异性参数有所差 异。在步骤E中介绍影像旋转时提到，由于影像的旋转和扭曲等问题，会使拟合出的各向异 性参数值不准确。那么，当影像的旋转和扭曲被处理以后，这时获得的各向异性参数值必定 更准确，故0 = 1. 56更可信。
[0277] (9)为了提高影像的信噪比，还可进行影像对称化处理，如图23所示。点击Main 界面中"影像对称化"按钮，出现一个名为txdc的子窗口。txdc窗口中的三个按钮可根据 需要自行选择，分别是"上下对称"、"左右对称"、"四分之一对称"。图23展示的是经过四分 之一对称化处理后的影像，与对称化前的影像相比，信噪比明显提高很多。
[0278] 本实施例通过matlab程序平台上的⑶1(可视化界面）实施运行，界面简单，可操 作性强，能直接观测输出结果，十分直观。另外，程序对处理后的影像矩阵都注意保存，以便 用户进行后续其他处理。用户还可根据需要将输出影像保存为图片格式，方便备份。而且， 程序中还添加了一个Help菜单，菜单中介绍了程序的使用流程及界面上一些公式的含义， 新用户可通过查看Help菜单在短时间内熟练运用。通过本发明，用户可快速将三维离子速 度聚焦影像进行准确、有效地处理，直接得到离子解离过程中的相关物理量，大大提高了工 作效率。
[0279] 需要说明的是，本发明的整个影像处理方法不仅能在matlab程序平台上实现，还 可通过其他编程语言来实现。本领域的相关技术人员可根据本发明介绍的思路与方法运用 多种编程语言达到影像处理的最佳效果。
[0280] 至此，本发明三维离子速度聚焦影像处理方法的所有内容全部介绍完毕。本实施 例通过对影像进行优化和定量变换，使得到的离子解离过程中的各物理量更准确。
[0281] 此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形 状或方式。例如：
[0282] (1)本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而 是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值；
[0283] (2)实施例中提到的方向用语，例如"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"等，仅是参 考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围；
[0284] (3)除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列， 且可根据所需设计而变化或重新安排。
[0285] (4)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例 混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
[0286] (5)在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相 关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所 要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用 各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露 本发明的最佳实施方式。
[0287] 综上所述，本发明能对三维离子速度聚焦影像进行优化、定量变换，实现影像扭曲 的有效调整，使最终获得的离子速度分辨更高以及各向异性参数更准确。
[0288] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种三维离子速度聚焦影像的处理方法，其特征在于，包括： 步骤A:将三维离子速度聚焦影像进行优化预处理； 步骤B:对优化预处理后的三维离子速度聚焦影像，通过画圆确定影像圆环的中心位 置，对其进行横向和纵向平移，将影像圆环的中心移至整个矩阵的中心处； 步骤C:对影像圆环的中心移至整个矩阵中心处的三维离子速度聚焦影像，计算其角 分布； 步骤D:对三维离子速度聚焦影像的角分布进行拟合，根据曲线拟合情况得到CCD相机 摆放不正导致影像旋转的角度0。； 步骤E:将三维离子速度聚焦影像旋转0 ^角度，使三维离子速度聚焦影像的对称纵轴 与竖直线完全重合； 步骤F:对旋转0。角度后的三维离子速度聚焦影像，根据其扭曲情况，将其沿横轴或 纵轴进行压缩，使