现代成像原理与技术(微课视频版)
现代成像原理与技术讨论关于如何获取模拟和数字影像的理论与方法。从信号的角度讲,成像(Imaging)涵盖二维、三维甚至高维信号的采集、存储、传输、处理与显示等范畴。随着物理、数学、新材料、计算机、微电子等学科的快速发展,以及互联网+、物联网、云计算、嵌入式系统等新一代信息技术的不断成熟和普及,成像领域呈现出不断向高、精、尖方向飞速发展的势头,新的成像理论和技术层出不穷。但是,能够反映这种发展趋势的教材建设却相对滞后。 "iJAM`Hi 本书内容涉及光学成像基础、人眼视觉系统、传统照相成像原理与技术、数码成像原理与技术、红外成像原理与技术、X射线成像原理与技术、超声成像原理与技术以及核磁共振成像原理与技术等现代成像技术,从基础原理和实际应用两方面比较全面的介绍了该领域目前的现状。 44pVZ5c
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L7"<a2J 目录 Of#"nu 第1章绪论 f\z9?Z(~ wj8\eK)]L 1.1成像技术发展回顾 ]}pAZd (!a\23 1.2成像质量评价指标 ypNeTR$4 Ky*xAx: 1.3现代成像技术的发展趋势 .uB[zJc 0R;`)V\^ 1.4本书内容安排 ?4t~z 1.f 1pqYB]*u_ 本章小结 GS*_m4.Ry6 ]''tuo2g8 思考题 lUiO | m/WDJ$d 第2章光学成像基础 ?sxf_0* {JM3drnw 2.1几何光学基本定律 a?)g>e
HN D"K!ELGW 2.1.1光波、光线与光束 f5R%F~ _he~Y2zFz 2.1.2几何光学的基本定律 V/ZWyYxjLi 9Dyw4'W.N 2.1.3费马原理 R%JEx3)0m mG%cE(j*D 2.1.4马吕斯定律 nTsPX Tat Y5TBWcGU% 2.2几何光学成像基础 w$749jGx 7KtgR=-Lb 2.2.1光学系统 V{{UsEVO z]sQ3"cmX 2.2.2光学成像的基本概念 QzYaxNGv .>'J ^^ 2.2.3单个折射球面成像 hG3RZN#ejq R~bLEo 2.2.4透镜成像 (; Zl ^1ks`1 2.3理想光学系统 CF5%&B ;8gODj:dO 2.3.1理想光学系统的定义 w$Mb+b$ P2)g%$ME 2.3.2理想光学系统的物像关系 }80n5X<9 !p)cP"fa 2.4光学像差 hflDVGBW u[!Ex=9W 2.4.1球差 Q?%v b hy:K) _
2.4.2彗差 Pv@;)s(- _"'-fl98* 2.4.3像散 6.4,Qae9E +Jc-9Ko\c; 2.4.4场曲 16I(S qj?I*peK) 2.4.5畸变 U3w*z6OG ,qlFk|A| 2.4.6色像差 1 z[blNs& >2)!w 2.5典型光学成像系统 ^[zF IO ~0 n9In% 2.5.1放大镜 {XYf"ONi ~K|o@LK 2.5.2显微镜成像 t{/
EN)J ZP%Bu2xd 2.5.3望远镜成像 F^');8~L v aaZ 本章小结 [g*]u3s jdVdz,Y 思考题 4U:+iumy2 !!t@H\ 第3章人眼视觉系统 )^'wcBod, >JhIRf 3.1光源与色温 Z8Clm:S kC[nY 3.2人眼的构造 FdJC@Y-#uA Py,@or7n 3.3人眼视觉机理 d_Vwjv&@/" ^A$~8?f 3.3.1人眼视觉形成过程 c[0$8F> v]27+/a$c 3.3.2亮度、颜色与立体感觉 sw &sF WJL,L[XC 3.3.3人眼视觉特性 dUJNr_ `P4qEsZE>` 3.4人眼的彩色视觉 4B}w;d@R mwTn}h3N 3.4.1彩色三要素 ]R{=| cWM|COXL+ 3.4.2三基色原理与混色方法 Bf88f<Z PX'I:B]x* 3.4.3配色方程 ;7<a0HZ5! Dl/_jM 3.4.4彩色模型 UwQ3q Xl*-A|:j 本章小结 bvR*sT#rg I_ .;nU1xA 思考题 @;,O V&XYn /ADxHw`k 第4章照相机成像原理与技术 a^5`fA/L, 9e :E% 2 4.1传统照相机发展回顾 A?|cJ"N JT^E`<nn 4.2传统照相机成像原理与技术 )x|BY> 7<^D7 4.2.1针孔照相机 n7q-)Dv_U PvT8XSlTx! 4.2.2传统照相机的基本结构 M7Hk54U+t \a]\jZb 4.3数码照相机成像原理与技术 :g9z^ $g #-HN[U?Gs 4.3.1数码照相机的特点 {Rj' =%h TcfBfscU 4.3.2数码照相机的分类 -;`W"&`ss ?s"v0cg+ 4.3.3数码照相机的技术指标 #1bgV }5tn 4.3.4数码照相机的系统结构 Eq<#pX6 0RSa{iS*A 4.4全息成像技术 C aJD* 2aje$w- 4.4.1全息成像的基本原理 nG%j4r ; -X}R(.}x 4.4.2全息成像的优势和应用 ]VYl Eqe ToJru 本章小结 I3x}F$^ M7>\Qk 思考题 Csc2 yI%3 .CpF0 第5章电视成像原理与技术 +%Gm2e;_u KnFbRhu[ 5.1电视基础 5~"=Fm<uD z0W+4meoH 5.1.1视频信号 y14@9<~9 %ej"ZeM 5.1.2像素传输 |}|;OG aBC[(}Pb] 5.1.3电子扫描 Q8~pIv NR[mzJv 5.1.4光电变换与电光变换 fIcv}Y nz',Zm}, 5.2模拟电视信号 E>1USKxn ]1[;A$7 5.2.1黑白电视信号 W[m_IY E{ ,O} 5.2.2彩色电视信号 }Tef;8d 7A|jnm 5.3模拟电视制式 ~EM];i -ur]k]R 5.3.1彩色电视制式 ,{50zx2 YBO53S]= 5.3.2亮度信号与色差信号 2yZ6:U~ bcs!4 5.3.3彩色电视频带压缩原理 ]
6gu wm8x1+P 5.3.4色度信号与色同步信号 <<1oc{i 5xHiq&d.E 5.3.5兼容制彩色电视制式 31C]TdJ ZkJM?Fzq 5.4模拟电视广播系统 V"ZbKV+[ `IoX'|C[h 5.4.1电视信号的摄取 lBdF9F< z&0V21"l 5.4.2电视信号的处理 _2Z3?/Y K?je(t^ 5.4.3视频全电视信号和射频全电视信号 ]`XuE-Uh hrD6r=JT<~ 5.4.4电视信号的发射 v^pP&
<G -!cAr
< 5.4.5电视信号的传输 ,f+5x]F?m "/fs%F 5.4.6电视信号的接收 TH!8G,(w 2~DPq p[ 5.4.7有线电视系统 (r4VIlap kU/=Du 5.5数字电视系统 QO.gt*" ODEXQl}R 5.5.1数字电视的基本概念 C(|5,P#5 0Y2^}u@5 5.5.2模拟电视信号数字化 !y`e,(E ~a%hRJg 5.5.3数字电视信号频带压缩 rk |(BA o
z{j2% 5.5.4电视信号的数字处理 m[j3s=Gr
A*~1Uz\t 5.5.5数字电视信号接收 H|U/tU- )X;cS}
yp 5.6电视显示技术 J\'5CG l%(`<a]VIB 5.6.1电子显示器件的分类 Xh"iP % })lT fy 5.6.2液晶显示器 wWU_?Dr_~ gj,J3x4TK/ 5.7高清晰度电视 &;U7/?Q S "Pj1 5.7.1高清晰度电视的基本概念 \]A;EwC4C ~x"79=!W 5.7.2几种HDTV制式 xPup?oP > ~vV)| 本章小结 oQ nk+> }% Zw][c7% 思考题 ('q vYQ uO(guA,C 第6章红外成像原理与技术 :V~*vLvR bxSKe6l 6.1引言 H#6^-6;/ ;nKHm 6.2红外辐射的物理性质 G5#}Ed4 .00=U;H%` 6.2.1红外辐射的基本概念 Df~p'N-$ 1`]IU_) 1B 6.2.2红外辐射定律及特性 |cGeL[ LDEW00zL 6.2.3红外辐射在大气中的传输 Gj19KQ1G /cC6qhkp% 6.3主动式红外成像系统 Z/kaRnG[@t C!{AnWf 6.3.1红外光学系统 5f'g3' T#G<?oF 6.3.2红外变像管 p;=kH{uu R:OU>HsdX 6.3.3直流高压电源 ^I<T+X+< j8Q5d` 6.3.4红外探照灯 #;LMtDaL Kq 4<l 6.3.5红外选通技术 pl x/}ah8 H<Kkj 6.4红外热成像系统 EKeh>3;? d&T6p&V$ 6.4.1热成像光学系统 n R\n\
dH2]ZE0V 6.4.2红外热成像系统的摄像方式 fb"J Bc}X ::OFW@dS 6.4.3红外检测器 xR|eye R 3> \fP#oQ 6.4.4制冷器 e(w/m(!Wny M_!u@\ 6.4.5信号处理与显示 @?3vRs}h Z-t}6c'Kg 6.4.6基本技术参数 K@jSr*\' ?S@R~y0K 6.5微光成像系统 S -6"f/ 3 "l
F 6.5.1微光夜视仪 @0ov!9]Rw- #5-A& 6.5.2微光电视 aXIB ) $1 GL5^_`n 本章小结 |rxKCzjm O+o ;aa6 思考题 'l'
X^LMD *"ykTqa
第7章X射线成像原理与技术 'Gl;Ir^ /1 US, 7.1X射线成像的物理基础 EItxRHV5 B 9LSxB 7.1.1X射线的性质 K=tx5{V J&63Z 7.1.2X射线管 U+.PuC[3 Yz2{LW[K 7.1.3X射线与人体的作用机制 ,TF<y#wed 0):uF_t< 7.1.4X射线的衰减规律 KP=D! l&q "u<jbD 7.2模拟X射线成像 <Spr6U9p7 NWJcFj_ 7.2.1X射线透视 JlC<MQ? QT1:>k 7.2.2X射线摄影 !K3i-zY 1UW s_|X! 7.2.3特殊X射线摄影 (|g").L ezcS[r 7.3数字化X射线成像 \|eJJC U_x0KIm 7.3.1X射线数字透视系统 5jn$7iE` 0
&*P}U}Uc 7.3.2计算机X射线摄影系统 E\R raPkQT 0rk u4T 7.3.3数字化X射线摄影系统 +P[88! ]`zjRRd 7.4X射线计算机断层成像 N@cMM1 .-.q3ib 7.4.1概述 <\, &:<
Z $!C= 7.4.2XCT成像原理 M4TrnZ1D} v[R_S 7.4.3XCT图像重建算法 _&W0e} 4 EvwbhvA( 7.4.4XCT图像的后处理技术 Hs[}l_gYn 968Ac}OA 7.4.5螺旋XCT M'\pkzx *I:mw8t 7.4.6双源XCT LKqRvPnh KU+( YF$1 7.4.7XCT成像的优缺点 yDd=&
T
X$BXT 7.4.8XCT成像质量的评估参数 %S{o5txo 8W-]t1O%! 本章小结 ?N4A9W9 McEmd.S<n 思考题 w`M]0'zls >W8bWQ^fK 第8章核磁共振成像原理与技术 dav vI$TA @(i*-u3Tq 8.1核磁共振原理 %z1{Kus N\_( w:q 8.1.1核磁共振现象 BiA>QQ :tKbz
nd/ 8.1.2静磁场的分类 7k3p'FeS [/?c@N, 8.1.3射频脉冲的作用 Ip>^O/}$1 N%O[ 8.1.4自由感应衰减过程 Y.E?;iS 3nwz<P 8.2核磁共振成像设备结构 gk"mr_03 (Ar?QwP9> 8.2.1主磁体及匀场线圈 PM@XtL7J !{IC[g n 8.2.2梯度线圈 /[0F6 ?hKm&B;d 8.2.3射频线圈
+q7qK* iNt 4> 8.2.4计算机系统 Cq gJ ?3[tJreVj 8.2.5其他辅助设备 %=BtOM_2 Bk+{} 8.3核磁共振成像的脉冲序列设计 \ZqK\= "s% 686Vz 8.3.1脉冲序列的基本概念 ,`<]>;s ja?s@Y}-9s 8.3.2磁共振成像的脉冲序列 _ ~|Q4AJ $;y1Qiel 8.4磁共振图像重建 `%uK0qw" M]1; 8.4.1磁共振信号空间定位 ,pn)> ^dh=M5xz) 8.4.2磁共振加权成像 )R~a;?T_c0 am2a#4` 8.4.3磁共振成像的特点与局限 AhR0zg ikr7DBLt 8.5磁共振图像的质量评估 ]s_@n! vuZf#\zh} 8.5.1磁共振信号的影响因素 +Jdm#n?_ *=TYVM9 8.5.2磁共振图像质量的评价指标 <E SvvTf oQ{cSThj 8.5.3磁共振成像生物安全性的因素 qT$)Rb& uNy!<u 8.6磁共振成像新技术 V#NtBreN f -7S:, 8.6.1磁共振血管造影和灌注成像技术 @/LiR>, B_cgWJ*4 8.6.2磁共振水成像技术 fL2^\dB; y[7C% Wj 8.6.3功能磁共振成像技术 &;s<dDQK V;k#})_- 8.6.4磁共振波谱成像技术 $.9 +{mz %uua_) 本章小结 hD*(AJ T!(sZf 思考题 rEmwKZF' pD[pTMG@$ 第9章超声成像原理与技术 (V!0'9c p=vV4 C: 9.1超声成像的物理基础 j-QGOuvW [EER4@_ 9.1.1超声波的分类 SetX#e?q~ D&-vq,c 9.1.2超声波的描述参量 QAi1,+y]7w Iqx84 9.1.3超声波在生物组织中的传播 **n y! 1U'ZVJ5bpK 9.2超声换能器与辐射声场 UG # X/%p *t]v}ZV* 9.2.1超声换能器 W6i3Psjsw ~TM>"eB b 9.2.2超声辐射场 $cu]_gu :Pf>Z? /d 9.3基于回波检测的超声成像技术 hVkO%]? =-5[Hn% 9.3.1A型超声诊断仪 L0xsazX:x {pC\\} 9.3.2M型超声诊断仪 &Q~)]|t a MsJO*;> 9.3.3B型超声诊断仪 yuv4* m
&!XA 9.3.4专用超声成像仪 E?_ zZ2 `
jyKCm.$# 9.4多普勒型超声检测仪 <S&]$?`{Wi a5 bPEJ=I 9.4.1超声多普勒测量原理 E>"8/ 5D
L,U(Y 9.4.2多普勒血流信息的提取 w,/6B&| MOeoU1Hn 9.4.3超声多普勒血流测量仪 {!r#f(?uT h;nQxmJ9 9.5超声成像新技术 7DZTQUb" C/)`<b( 9.5.1超声谐波成像技术 -x5F;d} }#bZ8tm& 9.5.2三维超声成像技术 6bUl>4 kP?_kMOx 9.5.3超声弹性成像技术 X.eB ;w/} v^TkDf(Oz 本章小结 x 'mF&^ 6+e4<sy[E 思考题 o} {-j
#D0 ~{H 第10章其他现代成像技术 -;/
Y V:>`*tlh 10.1太赫兹成像技术 f"P$f8$ a'A s 10.1.1太赫兹时域光谱成像技术 U!Mf]3
mV;3ILO 10.1.2太赫兹光电实时取样成像技术 ^)< |