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。 `u z R!^X
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。 4$);x/
a
[attachment=130853] v-k~Q$7~
 X0\ 2q D
目录 `K , {Y_
第1章绪论 N%hV +># Z
_(K )(&
1.1成像技术发展回顾 yMU>v r
9w^ lRbn
1.2成像质量评价指标 f4JmY1)@
/k$h2,O"*
1.3现代成像技术的发展趋势 Kw`{B3"
Nl[]8G};
1.4本书内容安排 e7m>p\"
n9
LTrhLqp
本章小结 JnW G_|m)
w 1aev
思考题 @H{QHi
6zo'w Wc3
第2章光学成像基础 9{D u)k
Z*+0gJ <Y
2.1几何光学基本定律 DChqcdx~~
,buSU~c_Q
2.1.1光波、光线与光束 XX85]49`%
q c(R
/ [
2.1.2几何光学的基本定律 z n,y'},
^#|Sl D]
2.1.3费马原理 'qL:7
uPVM>xf>w
2.1.4马吕斯定律 $+ z 3
E,~|-\b}h
2.2几何光学成像基础 J`E,Xw>2
N~""Lc&
2.2.1光学系统 -6Y@ _N
>@b]t,rrK
2.2.2光学成像的基本概念 !2. (iuE
GI+ x,p
2.2.3单个折射球面成像 ?QDHEC62
{7k Jj(Ue
2.2.4透镜成像 \dm5Em/
$?_/`S13
2.3理想光学系统 /|<Pn!}J
4YuJ -
2.3.1理想光学系统的定义 yQT
cO^E
^(j}'p,
2.3.2理想光学系统的物像关系 Xkq q$A4
C+0MzfLgf
2.4光学像差 l}bAwJ?
>>cb0fH5
2.4.1球差 ,4Q1[K35B
y% Q0*
_
2.4.2彗差 yt'P,m
ty"|yA
2.4.3像散 3X;k c>
e(=() :4is
2.4.4场曲 Fb!Ew`;QT
=Jk PE2mU
2.4.5畸变 ag_ *Z\
\aN*x
2.4.6色像差 NmuzAZr
|)+ s, LT5
2.5典型光学成像系统 lZ'WFFWL E
bu ? 4$O
2.5.1放大镜 {\WRW}iO
J dM0f!3
2.5.2显微镜成像 \,AE5hnO
9-W3} 4'e
2.5.3望远镜成像 i _c'E;|
,qT^e8E+
本章小结 Sl;[9l2
P=[_W;->}
思考题 #n7F7X
qkM)zO Z^
第3章人眼视觉系统 }@y(-7t
`SH14A*
3.1光源与色温 O"GuVC}B
YYN'LF#j
3.2人眼的构造 BXb=N E
3'7] jj
3.3人眼视觉机理 1K UM!DUD
+S B>>
3.3.1人眼视觉形成过程 [;Y,nSw
8FIk|p|l^
3.3.2亮度、颜色与立体感觉 :c xA
cBD#F$K2
3.3.3人眼视觉特性 .6=;{h4cpB
J2Mq1*Vp q
3.4人眼的彩色视觉 '5m4kDs
&z]x\4#,
3.4.1彩色三要素 kz*6%Cg*~
TE5J
@I
3.4.2三基色原理与混色方法 n *EGOS
.O pG2P
3.4.3配色方程 _-T^YeQ /
bZ>dr{%%e
3.4.4彩色模型 *E wDwS$$
{pc (b
本章小结 b/w5 K2
Pav W@
思考题 B'e@RhU;
&qzy?/i8
第4章照相机成像原理与技术 %a?\y_a=b
uznYLS
4.1传统照相机发展回顾 sVp ET
xi<yB0MoA
4.2传统照相机成像原理与技术 }1DzWS-hh
HUChg{[
4.2.1针孔照相机 z1^3~U$}
tVe =c
4.2.2传统照相机的基本结构 BM{*5Lf
nMJ ( tQ
4.3数码照相机成像原理与技术 )<f4 F!?,A
sd"eu
4.3.1数码照相机的特点 ]8htL#C
lNsdbyV'
4.3.2数码照相机的分类 ifNyVE Hy
I+F >^4_d
4.3.3数码照相机的技术指标 =A*a9c 2
2^=8~I!n&
4.3.4数码照相机的系统结构 )MF 4b ][
id9 XwWV
4.4全息成像技术 \:g\?[
8`wKq6
4.4.1全息成像的基本原理 E 4'z
n2~WUK
4.4.2全息成像的优势和应用 f62rm[
/ :^nG+
本章小结 +\*b?x
C23p1%#1
思考题 }d>Xh8:%)
*kpP )\P
第5章电视成像原理与技术 P3IBi_YyG1
t Davp:M1v
5.1电视基础 PhPe7^
j
sD]v)LB
5.1.1视频信号 o:&8H>(hn]
&uF~t
|!c
5.1.2像素传输 teI?.M9r
C4qK52'2s
5.1.3电子扫描 omGzyuPF
k& uh
5.1.4光电变换与电光变换 5 r f Dm
Q@W!6]*\
5.2模拟电视信号 KxD/{0F
~]# -S20
5.2.1黑白电视信号 9Zj3 "v+b
i= *H|)
5.2.2彩色电视信号 m+(g.mvK>
z]SEPYq:
5.3模拟电视制式 G'u[0>
<;yS&8
5.3.1彩色电视制式 $)$ r
cWG%>.`5r
5.3.2亮度信号与色差信号 d"IZt;s/,
ul~6zBKO
5.3.3彩色电视频带压缩原理 10h; N[
!*L)v
5.3.4色度信号与色同步信号 k e!
t)Cf]]dV
5.3.5兼容制彩色电视制式 M 87CP=yc
m ?4hEwQxf
5.4模拟电视广播系统 _WvVF*Q"k
|OAM;@jH
5.4.1电视信号的摄取 \b%c_e
|pv$],&&:
5.4.2电视信号的处理 i NfAn&
`"[qb ?z
5.4.3视频全电视信号和射频全电视信号 [OTn>/W'
{aq)Y>o5:T
5.4.4电视信号的发射 Xp9I3nd|
N&p0Emg
5.4.5电视信号的传输 zCQP9oK!
343d`FRa}
5.4.6电视信号的接收 $OdBuJA
M49l2x=]9
5.4.7有线电视系统 LEeA ,Y
49M1^nMvoo
5.5数字电视系统 qEXN} Pq<
8#lq:
5.5.1数字电视的基本概念 qbD
7 \%
P`{$7ST'Hh
5.5.2模拟电视信号数字化 Ex
z B{ "
~
z3J4s
5.5.3数字电视信号频带压缩 jc )7FE
&z1U0uk
5.5.4电视信号的数字处理 [tof+0Y6
5 ,-8oEUL
5.5.5数字电视信号接收 O^=+"O]
MTCfs~}m
5.6电视显示技术 &.?E[db"h
vm[* +&\2
5.6.1电子显示器件的分类 Cs[ d:T
" (O3B
5.6.2液晶显示器 C
'MR=/sd
/q\e&&e
5.7高清晰度电视 c'tQA
5N $XY@
5.7.1高清晰度电视的基本概念 O+| C<;K
J_Tz\bZ3)
5.7.2几种HDTV制式 pXl[I;
ws5Ue4g|
本章小结 r9&m^ ,U
I/tMFg
思考题 K&%CeUa
V= *^C+6s
第6章红外成像原理与技术 M
Z z21H
4>0q0}J=5
6.1引言 t!3N|`x
9/29>K_
6.2红外辐射的物理性质 ceE]^X; p
l tgtD k
6.2.1红外辐射的基本概念 uO LShNo
ebI2gEu;a
6.2.2红外辐射定律及特性 #l4T/`u'9!
=?.oH|&\h
6.2.3红外辐射在大气中的传输 [z2UfH pt~
z``wq K
6.3主动式红外成像系统 6 Ln~b <I
ap}p ?r
6.3.1红外光学系统 3r kcIVO
|A 'I!Jm
6.3.2红外变像管 RSym9t90t
4($"4>BA
6.3.3直流高压电源 {owuYVm
%r(WS_%K|
6.3.4红外探照灯 kaekH*m~
|{YN3"qN
6.3.5红外选通技术 R>"Fc/{y
}l7+W4~
6.4红外热成像系统 Blzvn19'h
'^_u5Y]
6.4.1热成像光学系统 950N\Y @u
50N4J
6.4.2红外热成像系统的摄像方式 +,>%Yb =EA
,<tJ` ,0X
6.4.3红外检测器 U*$P "sS`
$C\E TQ@
6.4.4制冷器 ,sAAV%" >
%DKFF4k
6.4.5信号处理与显示 1}DA| !~
)Wk_ |zO-
6.4.6基本技术参数 D:/ n2_
jn V=giBu
6.5微光成像系统 ):! =XhQ
~Xxmj!nOf
6.5.1微光夜视仪 ,-y9P
1^WGJ"1
6.5.2微光电视 tf~B,?
w I_@
本章小结 p5fr}#en
&* <27-x
思考题 MJ)lZ!KZ
aDNB~CwZZ
第7章X射线成像原理与技术 sg
$db62>
a'i
Q("
7.1X射线成像的物理基础 $~G,T
g
g^]Iw ~T6$
7.1.1X射线的性质 &ry*~"xoh
{ ] R'U/
7.1.2X射线管 VyxYv-$Y
~ 1h#
7.1.3X射线与人体的作用机制 .c"nDCFVR
}]vUr}Els
7.1.4X射线的衰减规律 %PYl
dM -cQo:
7.2模拟X射线成像 P9cx &Hk9
PdcIHN
7.2.1X射线透视 X, |8Wpi=
ln Z{Ryo(
7.2.2X射线摄影 lhN@ ,q
YvU%O O-+,
7.2.3特殊X射线摄影 6ZQ |L=Ytp
uDDa >Ka#+
7.3数字化X射线成像 Y_'ERqQ
+ F T c/r
7.3.1X射线数字透视系统 Y P2VSK2Q
EjR(Aq ZY
7.3.2计算机X射线摄影系统 ? gE=h h
K~
eak \=
7.3.3数字化X射线摄影系统 +94)BxrY
MgJ6{xzz
7.4X射线计算机断层成像 U6]#RxH
NfgXOLthM
7.4.1概述 QHk\ Z
#aP#r4$
7.4.2XCT成像原理 v"bWVc~H
7* 5 B
7.4.3XCT图像重建算法 /Y7^!3uM
Ma^jy.
7.4.4XCT图像的后处理技术 vhrf 89-q
gmL~n7m:K
7.4.5螺旋XCT a1cX+{W
+MoUh'/u
7.4.6双源XCT hLO)-ueb
zKQ<Zr
7.4.7XCT成像的优缺点 /%T/@y
6 6v,/#K
7.4.8XCT成像质量的评估参数 N m*(?1
uC'-: t#
本章小结 oB:7 R^a
s5VK
思考题 5
D|#l*V
R|st<P
第8章核磁共振成像原理与技术 kuEXNi1l
UUt"8]@[
8.1核磁共振原理 2.q Zs8&
dAI^ P/y%
8.1.1核磁共振现象 }je<^]a
dN{A t-
8.1.2静磁场的分类 ;wv[';J
RHF"$6EAFG
8.1.3射频脉冲的作用
0,Ds1y^
-^@FZ R^Y
8.1.4自由感应衰减过程 z74J yY
W5R/Ub@g
8.2核磁共振成像设备结构 3q]0gU&??
PucNu8
8.2.1主磁体及匀场线圈 x93@[ B*%
.n 9.y8C
8.2.2梯度线圈 P3oYk_oW
?%O>]s
8.2.3射频线圈 yzS]FwW7
)PYPlSQ*V
8.2.4计算机系统 s9?mX@>h
v t
EfH
8.2.5其他辅助设备 !sT >]e
< 5zR-UA >
8.3核磁共振成像的脉冲序列设计 6{2y$'m8
mb\T)rj
8.3.1脉冲序列的基本概念 >.?yz
o@Ye_aM~?Y
8.3.2磁共振成像的脉冲序列 \8{SQ%
?JuJu1
8.4磁共振图像重建 RD`|Z~:q:K
M\1CDU+*Ns
8.4.1磁共振信号空间定位 xdSMYH{2A
N8 sT?
8.4.2磁共振加权成像 T8 FW(Gw#
"*lx9bvV_
8.4.3磁共振成像的特点与局限 s< tG
'(]W tx%9"
8.5磁共振图像的质量评估 (Jq m9
L$ T2 bul
8.5.1磁共振信号的影响因素 2[lP ,;!
*l7 `C )
8.5.2磁共振图像质量的评价指标 &8VH m?h
(B#FLoK
8.5.3磁共振成像生物安全性的因素 lxn/97rA
[}L?EM
8.6磁共振成像新技术 4M C]s~n
h ,[L6-n
8.6.1磁共振血管造影和灌注成像技术 Zg+.`>z
$WYt`U;*lj
8.6.2磁共振水成像技术 g`y9UYeh
cS.@02~f"
8.6.3功能磁共振成像技术 MTYV~S4/
F}Zg3 #
8.6.4磁共振波谱成像技术 U&3!=|j
}s2CN D
本章小结 ^B.Z 3Y
RE!WuLs0"
思考题 e N`+ r
7FwtBO
第9章超声成像原理与技术 {aE[h[=r
UP #@gxF
9.1超声成像的物理基础 Zb o 4{.#
%DuPM6 6r
9.1.1超声波的分类 T"\ d,ug5[
<EnmH/C.
9.1.2超声波的描述参量 ]Z LF=
W[jg+|
9.1.3超声波在生物组织中的传播
*tw GIX
=p|IWn{P
9.2超声换能器与辐射声场 @<K<"`~H
Bo:epus}\
9.2.1超声换能器 mxqZj8VuH
7sVM[lr<
9.2.2超声辐射场 \BBs;z[/
-#% M,Qb
9.3基于回波检测的超声成像技术 ij:xr% FJ
fBX@
MedC
9.3.1A型超声诊断仪 GUL~k@:_k
aPJ TH0u
9.3.2M型超声诊断仪 l LQcyi0
{GtX:v#
9.3.3B型超声诊断仪 $2FU<w$5
x|Uwk=;X|s
9.3.4专用超声成像仪 Km x4bp4
;)ay uS sQ
9.4多普勒型超声检测仪 { X?Aj > l
39^+;Mev
9.4.1超声多普勒测量原理 c RI2$|
n\9IRuYO
9.4.2多普勒血流信息的提取 /'oo;e
T6y~iNd<
9.4.3超声多普勒血流测量仪 gZHgL7@
\= ({T_j4
9.5超声成像新技术 t <Sa ;[+
USART}Us4
9.5.1超声谐波成像技术 >~d'i
UR'v;V&Cb\
9.5.2三维超声成像技术 fFEB#l!oUb
[Zdrm:=]L
9.5.3超声弹性成像技术 t=lDN'\P
<uU<qO;6
本章小结 RH,x);J|
Y 4YZM
思考题 K1YxF
q%d,E1
第10章其他现代成像技术 E$_zBD%
!,$K;L
10.1太赫兹成像技术 nK< v
g
mWwlkf9
10.1.1太赫兹时域光谱成像技术 @GXKqi
L5UZ@R,
10.1.2太赫兹光电实时取样成像技术 RKrNmD*rk*
-[N9"Z,
10.1.3太赫兹近场扫描光谱成像技术 (k+*0.T&?
BN(=LQ2["
10.1.4太赫兹连续波成像技术 ~(*tcs]hY
Sg%s\p]N_#
10.2量子成像技术 r4cz?e |
4'3;{k$z
10.3光场成像技术 dU_;2d$
z 3[J
sE%
10.3.1光场定义及其获取方式 #Fo#f<b p
E
el* P M
10.3.2基于光场的数字重聚焦技术 D,*|:i
m*1
10.3.3基于光场的合成孔径成像技术 FaJK
R
nN.Gn+Cl
10.3.4基于光场的显微成像技术 S/*\j7cj
IkmEctAU
10.4光声成像技术 E"[p_ALdC
>+<b_q |P
10.4.1光声层析成像技术 | )
cJ
Z[&FIG% tV
10.4.2光声显微成像技术 vx7=I\1
# B <%
10.4.3光声成像的性能指标 ;t9!< L
t+ d7{&B
本章小结 2aR9vmR
9%21Q>Y?b
思考题 <!G\%C
GwX hn2
参考文献 '+l"zK ]L-
|