A卷参考答案要点 名词解释 1．绝对黑体：指能够全部吸收而没有反射电磁波的理想物体。 2．大气窗口：大气对电磁波有影响，有些波段的电磁波通过大气后衰减较小，透过率较高的波段。3．图像融合：由于单一传感器获取的图像信息量有限，难以满足应用需要，而不同传感器的数据又具有不同的时间、空间和光谱分辨率以及不同的极化方式，因此，需将这些多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像，这个过程即图像融合。 4．距离分辨力：指测视雷达在发射脉冲方向上能分辨地物最小距离的能力。它与脉冲宽度有关，而与距离无关。 5．特征选择：指从原有的m个测量值集合中，按某一规则选择出n个特征，以减少参加分类的特征图像的数目，从而从原始信息中抽取能更好的进行分类的特征图像。即使用最少的影像数据最好的进行分类。 二、简答题（45） 1．分析植被的反射波谱特性。说明波谱特性在遥感中的作用。 由于植物进行光合作用，所以各类绿色植物具有相似的反射波谱特性，以区分植被与其他地物。 （1）由于叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿色反射作用强，因而在可见光的绿波段有波峰，而在蓝、红波段则有吸收带； （2）在近红外波段（0.8-1.1微米）有一个反射的陡坡，形成了植被的独有特征； （3）在近红外波段（1.3-2.5微米）受绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降；但是，由于植被中又分有很多的子类，以及受到季节、病虫害、含水量、波谱段不同等影响使得植物波谱间依然存在细部差别。 波谱特性的重要性： 由于不同地物在不同波段有着不同的反射率这一特性， 1使得地物的波谱特性成为研究遥感成像机理，选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据； 2在外业测量中，它是选择合适的飞行时间和飞行方向的基础资料； 3有效地进行遥感图像数字处理的前提之一； 4用户判读、识别、分析遥感影像的基础；定量遥感的基础。 2．遥感图像处理软件的基本功能有哪些？ 1）图像文件管理——包括各种格式的遥感图像或其他格式的输入、输出、存储以及文件管理等；2）图像处理——包括影像增强、图像滤波及空间域滤波，纹理分析及目标检测等； 3）图像校正——包括辐射校正与几何校正； 4）多图像处理——包括图像运算、图像变换以及信息融合； 5）图像信息获取——包括直方图统计、协方差矩阵、特征值和特征向量的计算等； 6）图像分类——非监督分类和监督分类方法等； 7）遥感专题图制作——如黑白、彩色正射影像图，真实感三维景观图等地图产品； 8）三维虚拟显示——建立虚拟世界； 9）GIS系统的接口——实现GIS数据的输入与输出等。
《医学影像成像原理》名词解释 第一章 1．X 线摄影（radiography）：是X 线通过人体不同组织、器官结构的衰减 作用，产生人体医疗情报信息传递给屏-片系统，再通过显定影处理，最终以X 线平片影像方式表现出来的技术。 2．X 线计算机体层成像（computed tomography，CT）：经过准直器的X 线束穿透人体被检测层面；经人体薄层内组织、器官衰减后射出的带有人体信息的X 线束到达检测器，检测器将含有被检体层面信息X 线转变为相应的电信号；通过对电信号放大，A/D 转换器变为数字信号，送给计算机系统处理；计算机按 照设计好的方法进行图像重建和处理，得到人体被检测层面上组织、器官衰减系数（|）分布，并以灰度方式显示人体这一层面上组织、器官的图像。 3．磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）：通过对静磁场（B0）中的人体施加某种特定频率的射频脉冲电磁波，使人体组织中的氢质子（1H）受到激励而发生磁共振现象，当RF 脉冲中止后，1H 在弛豫过程中发射出射频信号 （MR 信号），被接收线圈接收，利用梯度磁场进行空间定位，最后进行图像重建而成像的。 4．计算机X 线摄影（computed radiography，CR）：是使用可记录并由激光读出X 线影像信息的成像板（IP）作为载体，经X 线曝光及信息读出处理，形成数字式平片影像。 5．数字X 线摄影（digital radiography，DR）：指在具有图像处理功能的计算机控制下，采用一维或二维的X 线探测器直接把X 线影像信息转化为数字信号的技术。 6．影像板（imaging plate，IP）：是CR 系统中作为采集（记录）影像信息 的接收器（代替传统X 线胶片），可以重复使用，但没有显示影像的功能。7．平板探测器（flat panel detector，FPD）：数字X 线摄影中用来代替屏- 片系统作为X 线信息接收器（探测器）。 8．数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）：是计算机与常规X 线血管造影相结合的一种检查方法，能减去骨骼、肌肉等背景影像，突出显示血管图像的技术。 9．计算机辅助诊断（computer aided diagnosis，CAD）：借助人工智能等技术对医学影像作图像分割、特征提取和定量分析等增加诊断信息，用以辅助医生对各种医学影像进行诊断的技术。 第二章 1．X 线强度（X-ray intensity）：指在垂直于X 线传播方向单位面积上、单 位时间内通过光子数量（N）与能量（hν）(hv)乘积的总和。常用X 线强度表 示X 线的量与质。 2．光学密度（density，D）：又称黑化度。指X 线胶片经过曝光后，通过 显影等处理在照片上形成的黑化程度。
双目视觉成像原理 1.引言 双目立体视觉(Binocular Stereo Vision)是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。融合两只眼睛获得的图像并观察它们之间的差别，使我们可以获得明显的深度感，建立特征间的对应关系，将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来，这个差别，我们称作视差(Disparity)图。 双目立体视觉测量方法具有效率高、精度合适、系统结构简单、成本低等优点，非常适合于制造现场的在线、非接触产品检测和质量控制。对运动物体（包括动物和人体形体）测量中，由于图像获取是在瞬间完成的，因此立体视觉方法是一种更有效的测量方法。双目立体视觉系统是计算机视觉的关键技术之一，获取空间三维场景的距离信息也是计算机视觉研究中最基础的内容。 2.双目立体视觉系统 立体视觉系统由左右两部摄像机组成。如图一所示，图中分别以下标L和r标注左、 右摄像机的相应参数。世界空间中一点A(X，Y，Z)在左右摄像机的成像面C L 和C R 上的像点 分别为al(ul，vl)和ar(ur，vr)。这两个像点是世界空间中同一个对象点A的像，称为“共轭点”。知道了这两个共轭像点，分别作它们与各自相机的光心Ol和Or的连线，即投影线alOl和arOr，它们的交点即为世界空间中的对象点A(X，Y，Z)。这就是立体视觉的基本原理。 图1：立体视觉系统 3.双目立体视觉相关基本理论说明
3．1 双目立体视觉原理 双目立体视觉三维测量是基于视差原理，图2所示为简单的平视双目立体成像原 理图，两摄像机的投影中心的连线的距离，即基线距为b 。摄像机坐标系的原点在摄像机镜头的光心处，坐标系如图2所示。事实上摄像机的成像平面在镜头的光心后，图2中将左右成像平面绘制在镜头的光心前f 处，这个虚拟的图像平面坐标系O1uv 的u 轴和v 轴与和摄像机坐标系的x 轴和y 轴方向一致，这样可以简化计算过程。左右图像坐标系的原点在摄像机光轴与平面的交点O1和O2。空间中某点P 在左图像和右图像中相应的坐标分别为P1(u1,v1)和P2(u2,v2)。假定两摄像机的图像在同一个平面上，则点P 图像坐标的Y 坐标相同，即v1=v2。由三角几何关系得到: c c 1z x f u = c c 2z ）b -x （f u = v 1 c c 21z y f v v == 上式中（x c ，y c ，z c ）为点P 在左摄像机坐标系中的坐标，b 为基线距，f 为两个摄 像机的焦距，（u1，v1）和（u2，v2）分别为点P 在左图像和右图像中的坐标。 视差定义为某一点在两幅图像中相应点的位置差: 图2：双目立体成像原理图 由此可计算出空间中某点P 在左摄像机坐标系中的坐标为: 因此，只要能够找到空间中某点在左右两个摄像机像面上的相应点，并且通过摄像机标定获得摄像机的内外参数，就可以确定这个点的三维坐标。 双目立体视觉的系统结构以及精度分析 由上述双目视觉系统的基本原理可知，为了获得三维空间中某点的三维坐标，需要在
工业相机的原理及选择 随着工业4.0的到来，机器视觉系统在智能制造领域的应用越来越广泛，相机、镜头是机器视觉的重要组成部分，合适的相机和镜头决定了系统应用的好坏。因此，选择合适的工业相机与镜头非常重要，本文主要介绍如何选择合适的工业相机和对应的镜头。 小孔成像原理 由光源A发出的一束光线通过一个小孔后，在孔后面的屏幕上就会留下一个光斑。同理光源B也会在屏幕上形成一个光斑，如果A和B离得足够远，它们在屏幕上的光斑也分开比较远，这就得到了物体AB的一个比较清晰的像。 凸透镜成像原理
由光源发出的一束光线，经过透镜的折射作用后方向和发散度都出现变化，在像平面上形成一个新的交点，即像点。 工业相机结构和成像过程 被摄物通过镜头汇聚光线，使机身内部的感光材料（就是传统的胶片，或者说现在数码时代说的ccd、cmos）感知光线，然后通过相应的光电或者化学反应，让影像清晰的留在感光材料上，并通过光电技术存储在存储卡上。光线通过镜头后，在机身内有一个五棱镜，光线通过反复折射后，将影像还原成了正的。如下图所示。 工业相机的选择步骤： 步骤一，需要先知道系统精度要求和工业相机分辨率； 步骤二，需要知道系统速度要求与工业相机成像速度； 步骤三，需要将工业相机与图像采集卡一并考虑，因为这涉及到两者的匹配； 步骤四，价格的比较。 选择工业相机应注意什么？
1、根据应用的不同来决定是需要选用CCD还是CMOS相机。CCD工业相机主要应用在运动物体的图像提取，如贴片机，当然随着CMOS技术的发展，许多贴片机也在选用CMOS工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。 2、分辨率的选择，首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。其次看工业相机的输出，若是体式观察或机器软件分析识别，分辨率高是有帮助的；若是VGA输出或USB输出，在显示器上观察，则还依赖于显示器的分辨率，工业相机的分辨率再高，显示器分辨率不够，也是没有意义的；利用存储卡或拍照功能，工业相机的分辨率高也是有帮助的。 3、与镜头的匹配，传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配（或者增加转接口）； 4、相机帧数选择，当被测物体有运动要求时，要选择帧数高的工业相机。但一般来说分辨率越高，帧数越低。
1.1.1 镜头焦距选择依据 1.1.1.1 令狐采学1.1.1.2原理图
镜头焦距测算原理图 1.1.1.3 焦距测算公式 同样的CCD 宽度、同样的物距下，焦距越小，物宽越大。电警抓拍图片范围要求为3个车道，所以这里的物宽即为施工现场车道宽度的3倍。如车道一般为3.75米标准宽度，则物宽为11.25米。 其中600W电警CCD宽度为12.8mm。 以600W电警安装高度6米、停车线到立杆的距离20米（停止线后面要求有7米的路面视场）、物宽11.25米（3个车道宽度，车道宽度为3.75米标准车道）为例子。 物距计算三角形 所以w=12.8mm，L=（6*6+20*20）?=20.88米，W=11.25米 按照等比三角形原理，f=wL/W，所以f=23.70mm 因此在18米远安装方式下我们推荐使用20mm的定焦镜头，如果车道宽度不是3.75米，则可以按照此公式推算出大致
焦距范围，然后选择镜头。 1.1.2 立杆安装位置与停止线距离计算依据 立杆安装位置与停止线距离需要考虑的因素： 1）主视场覆盖范围要求：停止线前的视频检测区域长度不低于7米，能够覆盖车道宽度并且看到信号灯； 2）车牌识别要求：在触发线1位置抓拍的车辆，其车牌像素点建议不低于90； 3）补光要求：补光灯的光斑能够覆盖整个视场； 4）车辆遮挡行为：由于视频电警抓拍车辆尾部，这就可能存在后一辆车的车头遮挡前一辆车尾车牌的现象。见下图：A为车辆尾牌的下边界（一般车辆距离地面为70CM，部分小型车50CM，大型车辆80CM），B是车辆前部的高度，一般为80CM，C为车辆最高点一般为140CM，D为摄像机安装处，一般高度为630CM，BC距离一般车辆为2米，摄像机到A点的水平距离为安装距离减去4.5米（遮挡一般发生在红灯
小孔成像机理 影、像、光斑是人们籍以说明光的直进性的重要事实。三者同出一源，经不同的控制，演化成不同的光学图景。 我们知道，光束在直进过程中若遇不透光遮蔽物，便形成影。影之可被观察，是借助于明暗对比。光斑的形成与影成一种置换对称。如图1，S为点光源。若S前方AB部分不透光，在其后因光不能到达而形成锥形暗区；若S前方仅AB为一透光的窗口，则其后将形成锥形亮区，用一足够大的光屏横截锥形区域，前者在屏上投下黑影，后者则形成光斑，有如照片、底片的颠倒黑白，影与光斑也恰好亮暗相反，两者的显现均有赖于局部与环境的明暗反差。 光束经反射或折射，只要仍保持为单心光束——发散光束或会聚光束，便可得到像。来自发光物体上各点的光束经光具作用，若成会聚光束，则会聚点即物点的实像；若经光具作用成发散光束，则光束反向延长后的交点即物点的虚像。对应于一定位置的物点，理想像的像点位置是唯一的，所有像点的集合构成发光物体的像。将屏置于会聚光束群的成像位置，可拉收到清晰的实像，像的形状取决于物体。而在光束群的其它位置，光屏上会有轮廓不明的图样，那是光斑，其形状取决于光束群的形状、边界及交叠情况。可见，从光斑到实像有一个质的突变。 现在我们来看小孔对光的控制作用。如图2，在暗室朝阳的竖直墙上开一矩形窗口，当太阳光射入窗口，相对的墙面上就出现一个矩形的亮区，形似窗口，这是我们司空见惯的情景。如若使窗口尺寸逐渐减小，墙上的亮区会随之边界模糊、失去棱角。当窗口极小而成其为方孔时，墙面上将出现一个圆形的亮块——与太阳成相似形，这便是小孔成像，与阳光透过浓荫在地面上撒下亮圆斑同出一辙。同一个太阳为什么引起形状迥异的图形呢？试设想太阳表面上一光点，从该点射到窗口的光进入暗室后，成一棱柱形光束，故在墙面上成一矩形光斑。从太阳表面各点发出的光经窗口进入暗室后，将各形成一棱柱形光束，并在墙上形成一矩形光斑。由于墙到窗口的距离与窗口尺寸的大小相比并不大，且太阳光几近平行光，这无数矩形光斑便非常靠拢地交叠重合，其结果是一个与窗口形状相似的亮斑。然而，当阳光经过小孔时，上述太阳上各点发出的光经小孔进入暗室后所成的棱柱形光束极其细小，在墙上引起极小的矩形斑点，这些小亮斑虽互有重叠，但已有足够的区分度，它们各各对应于太阳上的每一点，总体效果是勾勒出太阳的形状。可见小孔成“像”者，实质上是物体各点发
镜头的种类及选择 1．镜头的种类（根据应用场合分类） 广角镜头：视角90 度以上，观察范围较大近处图像有变形。松下公司有WV-LA2R8C3、WV-LA210。 标准镜头：视角30 度左右，使用范围较广。松下公司有WV-LA9C3B。 长焦镜头：视角20 度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。松下公司有WV-LA18A、WV-LZ62/8 等。 变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦距越长则成像越大。松下公司型号有WV-LZ61/10、WV-LZ61/15 等。 针孔镜头：用于隐蔽观察，经常被安装在如天花板或墙壁等地方。 2．被摄物体的大小、距离与焦距的关系 假设被摄物体的宽度和高度分别为W.H,被摄物体与镜头间的距离为L，镜头的焦距为F。 3．相对孔径 为了控制通过镜头的光通量的大小，在镜头的后部均设臵了光圈。假定光圈的有效孔径为d，由于光线折射的关系，镜光实际有效的有效孔径为D，比 d 大，D 与焦距 f 之比定义为相对孔径A，即
A=D/f，镜头的相对孔径决定被摄像的照度，像的照度与镜头的相对孔径的倒数来表示镜头光圈的大小。F 值越小，光圈越大，到达CCD 芯片的光通量就越大。所以在焦距f 相同的情况下，F 值越小，表示镜头越好。 4．镜头的焦距 1）定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。 有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境江照的变化，应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节，人为手工调节光圈的，称为手动光圈。镜头自带微型电机自动调整光圈的，称为自动光圈。 无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用于光源恒定或摄像机自带电子快门的情况。 2）变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。 常用的变焦镜头为六倍、十售变焦。 三可变和二可变镜头 三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。 二可变镜头：可调焦调、调聚焦、自动光圈。
㈠名词解释 ⒈CT值：CT影像中每个像素所对应的物质对X线线性平均衰减量大小的表示。CT值定义为 将人体被测组织的吸收系数与水的吸收系数的相对值 ⒉TR（重复时间）：从90°脉冲开始至下一次90°脉冲开始的时间间隔。 ⒊SNR（信噪比）：图像中的信号能量与噪声能量之比。 ⒋PACS（图像存档与传输系统）：是适应医学影像领域数字化、网络化、信息化发展势的要求，一数字成像、计算机技术和网络技术为基础，以全面解决医学影像获取、显示、处理、储存、 传输和经管为目的的综合性规划方案及系统。 ⒌螺距：（pitch,P）有关螺旋CT的一个概念。对单层螺旋CT，各厂家对此定义是统一的, 即螺距=球管旋转360度的进床距离/准直宽度。也即扫描时床进速度与扫描层厚之比。 ⒍阳极效应：又称足跟效应，是指在通过X线管长轴且垂直于有效焦点平面内，近阳极端X线 强度弱，近阴极端强，最大值约在10°处，其分布是非对称性的，这种现象称为阳极效应。阳极倾角越小，阳极效应越明显。 ⒎自旋-晶格弛豫：又称纵向弛豫(longitudinal relaxation)或T1弛豫。指平行于外磁场Bo方向的磁化矢量的指数性恢复的过程。 ⒏灵敏度：（Sensitivity）也称敏感度，在MR范畴内，是反映磁性核的MR信号可检测程 度的指标。 ㈡简答与分析论述题 ⒈分析CR成像基本原理 答：X射线入射基于光激励荧光粉（PSP）的成像板（IP）产生一帧潜影（latent image），潜影存储于成像板中。用激光激励成像板，成像板会发射出和潜影能量分布一致的光，这些光 被捕捉后被转换成电信号，从而潜影被转换成可以传输和存储的数字图像。 ⒉分析MRI空间分辨力优化的方法与作用 答：⑴调整扫描矩阵、FOV 扫描矩阵的大小决定序列中相位编码梯度的步数及频率编码步数，即数据的采样点数。FOV一定时，相位编码步数越多，体素的尺寸就越小，图像分辨力就越高。 ⑵调整层面厚度为了尽量减小部分容积效应的影响，一般应该选择较薄的层面进行扫描。 ⑶增加NEX ⒊简述MRI成像过程 答：通过对静磁场(Bo)中的人体施加某种特定频率的射频脉冲(RF)电磁波，使人体组织中的 氢质子受到激励而发生磁共振现象，当RF脉冲中止后，氢质子在弛豫过程中发射出射频信号，被接收线圈接收，再利用梯度磁场进行空间定位，最后进行图像重建而成像。 ⒋磁共振成像系统主要有哪几部分组成？ 答：磁体、梯度系统、射频系统和计算机系统组成。 ⑴磁铁系统 ①静磁场：又称主磁场。 ②梯度场：用来产生并控制磁场中的梯度，以实现NMR信号的空间编码。这个系统有三组线圈，产生x、y、z三个方向的梯度场，线圈组的磁场叠加起来，可得到任意方向的梯度场。 ⑵射频系统 ①射频（RF）发生器：产生短而强的射频场，以脉冲方式加到样品上，使样品中的氢核产生NMR现象。 ②射频（RF）接收器：接收NMR信号，放大后进入图像处理系统。 ⑶计算机图像重建系统 由射频接收器送来的信号经A/D转换器，把模拟信号转换成数学信号，根据与观察层面各体 素的对应关系，经计算机处理，得出层面图像数据，再经D/A转换器，加到图像显示器上， 按NMR的大小，用不同的灰度等级显示出欲观察层面的图像。 ⒌何为薄层扫描，其优点是什么？
小孔成像、凸透镜成像及全部光学内容梳理， 一、光的直线传播 1.光现象：包括光的直线传播、光的反射和光的折射。 2.光源：能够发光的物体叫做光源。 光源按形成原因分：可以分为自然光源和人造光源。 例如，自然光源有太阳、萤火虫等，人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。 月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。 3.光的直线传播：光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的，光的传播不需要介质。 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等） 光沿直线传播的现象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。 光沿直线传播的应用： ①激光准直。直队要向前看齐，打靶瞄准。 ②影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。 ③日食月食的形成 日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食. 月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食. 如图：在月球后 1的位置可看到日全食， 在2的位置看到日偏食， 在3的位置看到日环食。
④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。像可能放大，也可能缩小。 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化。这种现象反映了光沿直线传播的性质。 小孔成像原理：光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播。根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。 4.光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。（光线是假想的，实际并不存在） 光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。 5.光速：光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快。 (1)光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s； 光在空气中速度约为3×108m/s（注意指数）。 光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3 。 雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？ 这表明光的传播速度比声音快。
工业相机镜头的参数与选型 一、镜头主要参数 1.焦距（Focal Length） 焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距 离。焦距的大小决定着视角的大小，焦距数值小，视角大，所观察的范围也大；焦距数值大，视角小，观察范围小。根据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。 2.光圈(Iris) 用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值，例如8mm /F1.4代表最大孔径为 5.7毫米。F值越小，光圈越大，F值越大，光圈越小。 3.对应最大CCD尺寸(Sensor Size) 镜头成像直径可覆盖的最大CCD芯片尺寸。主要有：1/2″、 2/3″、1″和1″以上。 4.接口(Mount) 镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。 5.景深(Depth of Field,DOF) 景深是指在被摄物体聚焦清楚后，在物体前后一定距离内，其影像仍然清晰的范围。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化。 光圈越大，景深越小；光圈越小、景深越大。焦距越长，景深越小；
焦距越短，景深越大。距离拍摄体越近时，景深越小；距离拍摄体越远时，景深越大。 6.分辨率(Resolution) 分辨率代表镜头记录物体细节的能力，以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位：“线对/毫米”（lp/mm）。分辨率越高的镜头成像越清晰。 7、工作距离(Working distance,WD) 镜头第一个工作面到被测物体的距离。 8、视野范围(Field of View,FOV) 相机实际拍到区域的尺寸。 9、光学放大倍数(Magnification,?) CCD/FOV，即芯片尺寸除以视野范围。 10、数值孔径(Numerical Aperture,NA) 数值孔径等于由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半（a\2）的正弦值的乘积，计算公式为N.A=n*sin a/2。数值孔径与其它光学参数有着密切的关系，它与分辨率成正比，与放大率成正比。也就是说数值孔径，直接决定了镜头分辨率，数值孔径越大，分辨率越高，否则反之。 11、后背焦(Flange distance) 准确来说，后倍焦是相机的一个参数，指相机接口平面到芯片的距离。但在线扫描镜头或者大面阵相机的镜头选型时，后倍焦是一个
第三章遥感成像原理与遥感图像特征 目的与要求：掌握可见光、近红外、热红外和SAR成像机理，遥感器的类型及其特性对遥感影像的影响，评价遥感影像的主要指标等。 重点及难点：遥感器与遥感成像特性，评价遥感影像的主要指标；遥感成像机理。教学法：讲授法、演示法 教学过程： 第一节传感器 一、传感器的定义和功能 传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。 它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。 二、传感器的分类 按工作方式分为： 主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。 被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫描仪（MSS）、TM、ETM、HRV、红外扫描仪等。 三、传感器的组成 收集器：收集地物的辐射能量。 探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能。 处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理。 输出器：将获取的数据输出。 四、传感器的工作原理 收集、量测和记录来自地面目标地物的电磁波信息的仪器，是遥感技术的核心部分。 ?根据传感器的工作方式分为：主动式和被动式两种。 主动式：人工辐射源向目标物发射辐射能量，然后接收目标物反射回来的能量，如雷达。 被动式：接收地物反射的太阳辐射或地物本身的热辐射能量，如摄影机、多光谱扫描仪（MSS、TM、ETM、HRV）。 ?传感器按照记录方式 1）非成像方式：探测到地物辐射强度，以数字或者曲线图形表示。 如：辐射计、雷达高度计、散射计、激光高度计等。 2）成像方式：地物辐射（反射、发射或两个兼有）能量的强度用图象方式表示。如：摄影机、扫描仪、成像雷达。 五、摄影型传感器 1、航空摄影机：是空中对地面拍摄像片的仪 器，它通过光学系统采用感光材料记录地物 的反射光谱能量。记录的波长范围以可见光~ 近红外为主。 2、成像原理：由于地物各部分反射的光线强 度不同，使感光材料上感光程度不同，形成 各部分的色调不同所致。 涉及的概念
一、选择题 1.下列常用的临床检查方法中无电离辐射的是(c） A、CT和PET B、超声和CT C、超声和MRI D、CT和MRI E、PET和MRI 2.X线信息影像传递过程中，作为信息源的是（b） A、X线 B、被照体 C、增感屏 D、胶片 E、照片 3.X线胶片特性曲线组成，不包括（d） A、趾部 B、直线部 C、肩部 D、顶部 E、反转部 4.摄影时，可以人为控制的运动模糊是（a） A、呼吸 B、痉挛 C、胃蠕动 D、肠蠕动 E、心脏搏动 5.与散射线量产生无关的因素是（c） A、被照体厚度 B、被照体密度 C、被照体姿势 D、照射野面积 E、被照体体积 6.影响散射线因素的叙述，错误的是（a） A、物体越厚，产生散射线越少 B、管电压越高，产生散射线越多 C、物体受照面越大，产生散射线越多 D、X线波长越短，产生散射线越多 7.X线照片上相邻两点之间的密度差是（b） A、密度 B、对比度 C、清晰度 D、锐利度 E、失真度 8.减小运动模糊的叙述，错误的是（c） A、需固定肢体 B、缩短曝光时间 C、尽量缩短焦-片距 D、将肢体尽量移近胶片
E、选择运动小的机会曝光 9.使用增感屏摄影的论述，错误的是（b） A、影像颗粒性变差 B、增加影像的清晰度 C、增加影像的对比度 D、减少X线照射量 E、降低影像的清晰度 10.X线影像的转换介质，不包括（e） A、屏-片系统 B、影像增强器 C、成像板（IP） D、荧光屏 E、滤线栅 11.构成照片影像的几何因素是（a） A、失真度 B、对比度 C、颗粒度 D、锐利度 E、密度 12.胶片密度与曝光量成正比关系的是（c） A、足部 B、肩部 C、直线部 D、反转部 E、全部 13.屏-片系统X线信息影像传递过程中，作为信息载体的是（a） A、X线 B、胶片 C、被照体 D、增感屏 E、显影液 14.下到哪个不是影响X线照片对比度的因素（c） A、胶片γ值 B、X线质和量 C、被照体形态 D、增感屏的使用 E、冲洗技术 15.X线检查程序可以简化为（a） A、X线→被照物→信号→检测→图像形成 B、被照物→X线→信号→检测→图像形成 C、X线→被照物→检测→图箱像成→信号 D、被照物→X线→检测→信号→图像形成 E、X线→被照物→检测→信号→图像形成 16.增感屏的核心结构是（b）
【焦点】“小孔成像原理”带来指纹识别革命性突破 2015-01-14 全球安防网注 指纹的特征通常可分为三级。一级特征表示指纹的纹型、流向等宏观特征;二级特征表示指纹的Galton细节，即纹线的分叉点、端点等特征;三级特征则是更高分辨率上的纹线属性，例如纹线的偏移、宽度、汗孔、边缘形状、断裂、褶皱、伤疤，以及其他的永久性特征…… 2015年美国CES展上，一款拥有2000PPI超高分辨率的光学指纹采集器吸引了全球手机厂商的目光。这款由中国印象认知推出的名为UTFIS的超薄型光学指纹传感器，分辨率超越了目前市面上主流的电容式指纹传感器，是苹果手机指纹识别芯片的四倍。 据印象认知总经理王曙光博士透露，UTFIS采用了自主研发的矩阵式微孔阵列(MAPIS)专利技术，分辨率高达2000PPI产品，是目前全球首款可用于移动电子设备、且厚度仅有1.5mm的光学指纹采集器。 “小孔成像原理”带来的革命性突破 据悉，UTFIS的诞生源于印象认知在古老的“小孔成像原理”上的新发现。 在现代生活中，极少有使用小孔成像的工业产品，在物理教科书中，小孔成像原理也仅作为一种朴素原理简单介绍。但印象认知为了实现超薄尺寸的光学指纹采集器，重新审视了这一古老的成像原理，并在其中发现了小孔成像的诸多优点。 王曙光博士介绍称：首先，小孔成像不需要光学镜头和其他复杂的附属部件，非常简单，也不存在焦距问题。而照相机等所使用的凸透镜成像，通常要求物距为焦距的两倍以上，像距为焦距的一倍至两倍之间，这样就限制了物像之间的距离。因此，如果使用小孔成像，则物像之间的距离可以做到非常之小，意味着我们可以把指纹采集器做得很薄。其次，指纹采集是可控环境，意味着我们可以使用很小的小孔，同时提供较强照明以避免成像黯淡的问题。 在此基础之上，印象认知团队成功自主开发MAPIS技术(矩阵式微孔阵列)，并藉此替代了传统光学指纹采集器的透镜系统。此外，UTFIS用透明薄板代替了传统材质三棱镜，进而使产品获得1.5mm 的超薄尺寸，是传统光学指纹采集器的几十分之一，成功解决了将光学指纹采集器小型化的难题。此外，MAPIS技术的成本并不高，只需要光学透镜系统的几十分之一，为日后批量生产提供了可能。 2000PPI超高分辨率，国际领先 MAPIS技术带来的另一项巨变，是UTFIS分辨率达到惊人的2000PPI。这一突破性的成果，对于整个智能手机、移动支付等领域都将产生巨大的革命性意义，或将加速互联网移动端从传统密码、手势识别向指纹识别转变。 目前，全球范围内为智能手机提供指纹识别技术的厂商不超过10家，其中包括被苹果收购的AuthenTec，以及FingerprintCards、Validity、Goodix汇顶科技等非苹果系供应厂商。AuthenTec 是目前公认的业界最强，但其为苹果开发的指纹传感器分辨率也仅有500PPI。而UTFIS创新性突破2000PPI的超高分辨率，将直接登上全球智能手机指纹识别技术的顶端。 此外，光学指纹传感器要比电容式传感器更为稳定，且不像电容式易受腐蚀、磨损和静电干扰破坏。在传统市场上，尤其是在AFIS、证件、通关、门禁等领域，光学指纹识别依旧是主流，智能手机应用指纹识别才刚刚起步。这也意味着UTFIS的出现，有望加速指纹识别的应用实现大众化、常态化。 汗孔识别打通“三级特征” UTFIS不仅继承了传统光学指纹传感器的优点，同时还通过超高的分辨率，实现了电容式指纹传感器所无法达到的安全级别。
工业相机镜头的参数与选型
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工业相机镜头的参数与选型 一、镜头主要参数 １.焦距(Focaｌ Lｅngth） 焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。焦距的大小决定着视角的大小，焦距数值小，视角大，所观察的范围也大；焦距数值大，视角小,观察范围小。根据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。 2.光圈(Iris) 用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大Ｆ值,例如８mm /F1.４代表最大孔径为５.７毫米。Ｆ值越小，光圈越大，F值越大，光圈越小。 3.对应最大CCＤ尺寸(Senｓoｒ Sizｅ) 镜头成像直径可覆盖的最大ＣCＤ芯片尺寸。主要有：1／2″、2／3″、1″和１″以上。 4.接口（Mouｎt） 镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、Ｆ、Ｖ、T２、Ｌe ｉca、M42x1、M75x0.７5等。 5．景深(Ｄepth of Ｆield，ＤOF） 景深是指在被摄物体聚焦清楚后,在物体前后一定距离内,其影像仍然清晰的范围。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化。光圈越大，景深越小；光圈越小、景深越大。焦距越长，景深越小;
焦距越短，景深越大。距离拍摄体越近时，景深越小；距离拍摄体越远时,景深越大。 6.分辨率(Ｒeｓoluｔion) 分辨率代表镜头记录物体细节的能力,以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位：“线对/毫米”（lp/mm）。分辨率越高的镜头成像越清晰。 ７、工作距离（Wｏｒking ｄistance,WＤ) 镜头第一个工作面到被测物体的距离。 8、视野范围（Fｉeld of Viｅw,ＦOＶ） 相机实际拍到区域的尺寸。 9、光学放大倍数(Mａｇnｉｆｉcation，?) CCＤ/FOV,即芯片尺寸除以视野范围。 10、数值孔径(Numerｉcａｌ Apｅｒture,NＡ) 数值孔径等于由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半（a\２）的正弦值的乘积，计算公式为N.A=n＊ｓin a／2。数值孔径与其它光学参数有着密切的关系,它与分辨率成正比，与放大率成正比。也就是说数值孔径，直接决定了镜头分辨率，数值孔径越大，分辨率越高,否则反之。 11、后背焦(Flａnge distａnｃe) 准确来说,后倍焦是相机的一个参数，指相机接口平面到芯片的距离。但在线扫描镜头或者大面阵相机的镜头选型时,后倍焦是一个
从小孔成像到全息照相 摄影既能如实地记录被摄物的图象、色彩和尺寸，又是文字语言的重要补充，比语言表述更形象、具体，起到了文字和语言所起不到的独特作用，它打破了时间和空间的限制，能把过去的事物和瞬息间的事物凝固在一起，使人们能更好地研究过去的历史，给科学研究提供可靠的资料，也给人们的生活增添了无穷的乐趣，由于摄影的上述特点，所以在摄影发明了150年以后的今天，摄影技术仍为许多行业不可缺少的一项专门技术。 一、从小孔成像谈起 摄影术的发展首先是从照相机的发明开始的，而照相机的发明又与人类对小孔成像的研究分不开。我国早在2400年前战国时期《墨经》中就记述了用暗箱摄取影像的小孔成像的原理。沈括（1031—1095），在他的《梦溪笔谈》中，对小孔成像理论作了进一步分析和解释。明末、清初将小孔成像原理应用于绘画暗箱已经很流行了。在西方关于小孔成像的记载，最早见于古希腊著名哲学家、美学家亚里士多德(Aristotle公元前384—322）的著作中，著名画家、科学家达·芬奇（L．Da．vinci1452—1519）也曾用小孔成像描绘景物。小孔暗箱虽能成像并得到应用，但其缺点是不能解决影像亮度和清晰度的矛盾，于是出现了有透镜的暗箱形成的照相机的雏形。带透镜的暗箱虽然能观察景物。但却不能把看到的景物永久保存，后来的人们开始对影像如何复制的问题进行了思考。 对于一些物质的观察发现，经过阳光长期照射之后，它们会改变颜色。我国宋代文人苏轼所编撰的《物类相感志》中就记述银盐变黑现象。1725年，德国医学教授约翰·海因里希·舒尔茨发现，将做粉笔的白粉与硝酸银混合于玻璃瓶中，被日光照射的一面变成了黑色，未照光的一面为白色，18世纪末，英国人托马斯韦奇伍德，将不透明的树叶，昆虫翅膀放在涂有硝酸银的皮革上，在阳光下曝晒后，取下树叶时出现了非常优美的白色轮廓图象，白色部分有感光能力也逐渐变黑了，他虽然没有找到将图象固定下来的方法，但他证实了摄影方法记录成像的可能性。 1826年，德国石版印刷工人约瑟夫·尼塞福尔·尼普斯（J·N·Niepce1765—1833），用涂有沥青的合金板放在暗箱中，将镜头对准他工作的室外，经过8小时的曝光后，浸入熏衣草油中冲洗，得到了第一幅永久保留下来的影像照片，此法称为“日光摄影法”。由于日光摄影法光敏度特别低，不可能成为实用的摄影方法。 法国发明家达盖尔（L·J·M·Daguerre1789—1851）改用银盐，在铜板上涂上碘化银，感光性能大大提高，而用硫代硫酸钠溶解未感光的银盐就是“定影”，1837年5月达盖尔使摄影成为现实，并命名为“达盖尔摄影法”。1839年8月19日法国科学院与艺术学院正式发表了达盖尔摄影术，这一天被世界公认为摄影术的诞生日。
1.电磁波：变化的电场和磁场交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程。 2.干涉:由两个（或两个以上）频率、振动方向相同、相位相同或相位差恒定的电磁波在空间叠加时，合成波振幅为各个波的振幅的矢量和。因此会出现交叠区某些地方振动加强，某些地方振动减弱或完全抵消的现象。 3.衍射:光通过有限大小的障碍物时偏离直线路径的现象。 4偏振:指电磁波传播的方向性。 5电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列。 6绝对黑体：对任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体，称为绝对黑体。绝对白体则能反射所有的入射光。与温度无关。 7等效温度：为了便于分析，常常用一个最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线作为参照，这时的黑体辐射温度称为等效黑体辐射温度（或称等效辐射温度）。 8大气窗口：通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利的电磁辐射波段通常称为大气窗口。而透过率很小甚至完全无法透过的电磁波称为“大气屏障”。 9遥感：即遥远的感知，是在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。 10光谱发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。 11光谱反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比，它是波长的函数。12波谱特性：指各种地物各自所具有的电磁波特性（发射辐射或反射辐射）。13反射波谱特性：物体反射率（或反射辐射能）随波长变化而改变的特性。 14方向反射：具有明显方向性的反射。 15漫反射：入射能量在所有方向均匀反射。 16镜面反射：当入射能量全部或几乎全部按相反方向反射，且反射角等于入射角。 17波谱特性曲线：以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。 18散射：电磁波在传播过程中遇到小微粒而使传播方向发生改变，并向各个方向散开。 1近极地轨道：卫星从南向北或从北向南通过两极运行。 2太阳同步轨道：指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角不随地球绕太阳公转而改变。 3.赤道轨道：i=0度，轨道平面与赤道平面重合。 4.地球静止轨道：i=0度且卫星运行方向与地球自转方向一致，运行周期相等。 5重复周期：指卫星从某地上空开始，经过若干时间的运行后，回到该地上空时所需要的时间。 6星下点：卫星质心与地心连线同地球表面的交点。 7春分点：黄道面与赤道面在天球上的交点。 8升交点：卫星由南向北运行时与赤道面的交点。
《数字图像成像原理》教学大纲 Principles of Digital Imaging 第一部分大纲说明 1. 课程代码： 2. 课程性质：专业非学位课 3. 学时/学分：20/2 4. 课程目标：《数字图像成像原理》课程旨在培养信息与通信工程相关专业研究生对于图像成像原理的理解，本课程将以医学图像成像为例，介绍X线机、CT、磁共振、超声和核医学等相关医学成像设备的发展历程和基本成像原理，使得学生通过本课程的学习，掌握基本的医学图像成像方式和原理，为学习其他相关课程和将来从事相关图像处理课题研究准备必要的知识。 5. 教学方式：课堂讲授、自学与讨论相结合 6. 考核方式：考查 7. 先修课程： （一）教材： 《医学图像配准技术与应用》科学出版社主编吕晓琪 （二）教学参考资料： [1]《医学影像设备学》人民卫生出版社主编徐跃 [2]《医学影像成像原理》高等教育出版社主编黄泉荣 第二部分教学内容和教学要求 第一章医学成像设备综述 教学内容： 1.1 医学影像发展简史 1.2 生物医学工程领域概述
1.3医学成像设备简介 教学要求： 了解相关医学成像设备的发展历程，同时对于计算机和医学相关交叉领域最新的发展和成果进行基本介绍，熟悉现代医学影像学建立的过程。掌握X线的发现、X线产生的原理、CT的发明、磁共振现象的发现；掌握各种成像设备的成像特点及临床应用；了解其它成像设备的应用及影像治疗设备的发展应用。 第二章X射线成像和CT成像 教学内容： 2.1 X射线成像 2.2 X射线的医学应用 2.3 CT成像 教学要求：熟练掌握X射线产生原理，了解X射线的强度和硬度的概念和计算方法，掌握不同密度组织与成像的关系，了解其在医学领域应用的类型，掌握X-CT成像原理及几种投影重建算法，了解CT硬件组成及各代的特点，了解质量评价方式和新的进展与应用。 第三章磁共振设备成像 教学内容： 3.1 磁共振的发展简史 3.2 MRI图像特点及临床应用 3.3 MRI的成像原理 3.4 MRI新技术进展与应用 教学要求： 熟悉磁共振现象的发现及MRI的发展史，了解磁共振成像的原理，了解磁体的类型及优缺点，熟悉梯度磁场的类型和作用，熟悉射频系统的组成及作用，熟悉磁共振成像序列及图像特点，了解fMRI等新技术的发展应用。 第四章视觉假体 教学内容： 4.1视觉产生的原理和视知觉 4.2 视觉假体的基本原理和硬件组成 4.3 仿真假体视觉研究中的最小信息需求研究 教学要求： 掌握视觉产生的基本原理和常见的视知觉现象，了解视觉假体的研究背景，掌握现有假体的分类和基本组成情况，了解不同研究方面已取得的阶段性成果，对现有研究工作有基本认识。 第五章其他成像设备成像