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光电成像原理第一章

光电成像原理及技术课后题答案

光电成像原理及技术课后题 答案 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第一章 5.光学成像系统与光电成像系统的成像过程各有什么特点在光电成像系统性能评价方面通常从哪几方面考虑 答:a、两者都有光学元件并且其目的都是成像。而区别是光电成像系统中多了光电装换器。 b、灵敏度的限制,夜间无照明时人的视觉能力很差; 分辨力的限制,没有足够的视角和对比度就难以辨认; 时间上的限制,变化过去的影像无法存留在视觉上; 空间上的限制,隔开的空间人眼将无法观察; 光谱上的限制,人眼只对电磁波谱中很窄的可见光区感兴趣。 6.反映光电成像系统光电转换能力的参数有哪些?表达形式有哪些答:转换系数:输入物理量与输出物理量之间的依从关系。 在直视型光电成像器件用于增强可见光图像时,被定义为电镀增益G 光电灵敏度: 或者: 8.怎样评价光电成像系统的光学性能有哪些方法和描述方式 答,利用分辨力和光学传递函数来描述。 分辨力是以人眼作为接收器所判定的极限分辨力。通常用光电成像系统在一定距离内能够分辨的等宽黑白条纹来表示。 光学传递函数:输出图像频谱与输入图像频谱之比的函数。对于具有线性及时间、空间不变性成像条件的光电成像过程,完全可以用光学传递函数来 定量描述其成像特性。

第二章 6.影响光电成像系统分辨景物细节的主要因素有哪些? 答:景物细节的辐射亮度(或单位面积的辐射强度); 景物细节对光电成像系统接受孔径的张角; 景物细节与背景之间的辐射对比度。 第三章 13.根据物体的辐射发射率可见物体分为哪几种类型? 答:根据辐射发射率的不同一般将辐射体分为三类: 黑体,=1; 灰体,<1,与波长无关; 选择体,<1且随波长和温度而变化。 14.试简述黑体辐射的几个定律,并讨论其物理意义。 答:普朗克公式: 普朗克公式描述了黑体辐射的光谱分布规律,是黑体理论的基础。 斯蒂芬-波尔滋蔓公式: 表明黑体在单位面积上单位时间内辐射的总能量与黑体温度T的四次方成正比。 维恩位移定律: 他表示当黑体的温度升高时,其光谱辐射的峰值波长向短波方向移动。 最大辐射定律: 一定温度下,黑体最大辐射出射度与温度的五次方成正比。 第五章

光电成像技术

2014-2015 第一学期 光电成像技术 ——红外热成像技术的发展及其应用 院系电子工程学院光电子技术系 班级光信1104 姓名王凯 学号05113123 班内序号14 考核成绩

红外热成像技术的发展及其应用 摘要:用红外热成像技术,探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备,我们称为红外热成像仪。 关键字:红外线,红外热成像技术,发展及其应用 一、引言 1800年英国的天文学家Mr.William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光,依次测量不同颜色光的热效应。他发现,当水银温度计移到红色光边界以外,人眼看不见任何光线的黑暗区的时候,温度反而比红光区更高。反复试验证明,在红光外侧,确实存在一种人眼看不见的“热线”,后来称为“红外线”,也就是“红外辐射”。 二、红外热成像技术 我们人眼能够感受到的可见光波长为:0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波,称为红外线。自然界中,一切物体都会辐射红外线,因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差,可以得到不同的红外图像,称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像是不同,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是目标表面温度分布图像,或者说,红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。 用红外热成像技术,探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备,我们称为红外热成像仪。红外热成像仪大致分为致冷型和非致冷型两大类。 目前,世界上最先进的红外热像仪(热成像仪或红外热成像仪),其温度灵敏度可达0.03℃。 1、红外热像仪的工作原理 红外热像仪可将不可见的红外辐射转换成可见的图像。物体的红外辐射经过镜头聚焦到探测器上,探测器将产生电信号,电信号经过放大并数字化到热像仪的电子处理部分,再转换成我们能在显示器上看到的红外图像。

《医学影像成像原理》名词解释

《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。

光电成像原理复习指南(含答案)

复习指南 注:答案差不多能在书上找到的都标注页数了,实在找不到的或者PPT上的才打在题后面了,用红色和题干区分。特此感谢为完善本文档所做出贡献的各位大哥。(页码标的是白廷柱、金伟其编著的光电成像原理与技术一书) 1.光电成像系统有哪几部分组成?试述光电成像对视见光谱域的延伸以及所受到的限制(长波限制和短波限制)。(辐射源,传输介质,光学成像系统,光电转换器件,信息处理装置。P2-4) 答:辐射源,传输介质,光学成像系统,光电转换器件,信息处理装置。 [1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间的定量关系,通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题 [2]收到的限制:当电磁波的波长增大时,所能获得的图像分辨力将显著降低。对波长超过毫米量级的电磁波而言,用有限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将会很低。因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外,用于成像的电磁波也存在一个短波限。通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力,所以,宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。 2.光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用?光电成像技术突破了人眼的哪些限制?(P5) 答:[1]应用:(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示 [2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节( 4)可以将超快速现象存储下来 3.光电成像器件可分为哪两大类?各有什么特点?(P8)固体成像器件主要有哪两类?(P9,CCD CMOS) 答:[1]直视型:用于直接观察的仪器中,器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分,可直接显示输出图像,通常使用光电发射效应,也成像管.[2]电视型:于电视摄像和热成像系统中。器件本身的功能是完成将二维空间的可见光图像或辐射图像转换成一维时间的视频电信号使用光电发射效应或光电导效应,不直接显示图像. 电荷耦合器件,简称CCD;自扫描光电二极管阵列,简称SSPD,又称MOS图像传感器 4.什么是像管?由哪几部分组成?(P8第一段后部) 器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分,它的工作方式是:通过外光电效应将入射的辐射图像转换为电子图像,而后由电场或电磁场的聚焦加速作用进行能量增强以及通过二次发射作用进行电子倍增,经过增强的电子图像轰击荧光屏,激发荧光屏产生可见光图像。这样的器件通常称为像管。 基本结构包括有:光电发射体、电子光学系统、微通道板(电子倍增器件)、荧光屏以及保持高真空工作环境的管壳等。 5.像管的成像包括哪些物理过程?其相应的物理依据是什么?(P8第一段工作方式) (1)像管的成像过程包括3个过程 A、将接收的微弱的可见光图像或不可见的辐射图像转换成电子图 像B、使电子图像聚焦成像并获得能量增强或数量倍增C、将获得增强后的电子图像转

光电成像原理与技术考试要点.pdf

光电成像原理与技术考试要点 第一章: 1.试述光电成像技术对视见光谱域的延伸以及所受到的限制。 答:[1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间 的定量关系,通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题 [2]收到的限制:当电磁波的波长增大时,所能获得的图像分辨力将显著降低。 对波长超过毫米量级的电磁波而言,用有限孔径和焦距的成像系统所获得的 图像分辨力将会很低。因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。 目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外,用于成像的电磁波也存在一个短波限。通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力,所以,宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。 2. 光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用?光电成像技术突破了人眼的哪些限制? 答:[1]应用:(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示 [2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以 捕捉人眼无法分辨的细节(4)可以将超快速现象存储下来 3. 光电成像器件可分为哪两大类?各有什么特点? 答:[1]直视型:用于直接观察的仪器中,器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分,可直接显示输出图像,通常使用光电发射效应,也成像管.[2]电视型:于电视摄像和热成像系统中。器件本身的功能是完成将二维空间的可见光图像或辐射图像转换成一维时间的视频电信号使用光电发射效应或光电导效应,不直接显示图像. 4. 什么是变像管?什么是像增强器?试比较二者的异同。 答:[1]变像管:接收非可见辐射图像,如红外变像管等,特点是入射图像和出射图像的光谱不同。[2]像增强器:接收微弱可见光辐射图像,如带有微通道板的像增强器等,特点是入射图像极其微弱,经过器件内部电子图像能量增强后通过荧光屏输出人眼能够正常观看的光学图像。[3]异同、相同点:二者均属于直视型光电成像器件。不同点:主要是二者工作波段不同,变像管主要完成图像的电磁波谱转换,像增强器主要完成图像的亮度增强。 5. 反映光电成像系统光电转换能力的参数有哪些? 答:[1]转换系数(增益)[2]光电灵敏度(响应度)-峰值波长,截止波长 6. 光电成像过程通常包括哪几种噪声? 答:主要包括:(1)散粒噪声(2)产生一复合噪声(3)温度噪声(4)热噪声(5)低频噪声(1/f 噪声)(6)介质损耗噪声(7)电荷藕合器件(CCD)的转移噪声 第二章: 1. 人眼的视觉分为哪三种响应?明、暗适应各指什么? 答:[1]三种响应:明视觉、暗视觉、中介视觉。人眼的明暗视觉适应分为明适应和暗适应[2]明适应:对视场亮度由暗突然到亮的适应,大约需要2~3 min[3]暗适应:对视场亮度由亮突然到暗的适应,暗适应通常需要45 min,充分暗适应则需要一个多小时。 2. 何为人眼的绝对视觉阈、阈值对比度和光谱灵敏度? 答:[1]人眼的绝对视觉阈:在充分暗适应的状态下,全黑视场中,人眼感觉到的最小光刺激值。[2]阈值对比度:时间不限,使用双眼探测一个亮度大于背景亮度的圆盘,察觉概率为50%时,不同背景亮度下的对比度。[3]光谱灵敏度(光谱光视效率):人眼对各种不同波长的辐射光有不同的灵敏度(响应)。 3. 试述人眼的分辨力的定义及其特点。 答:[1]定义:人眼能区分两发光点的最小角距离称为极限分辨角θ,其倒数为人眼分辨力。

医学影像成像原理复习题汇编

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?

led液晶显示器的驱动原理

led液晶显示器的驱动原理 LED液晶显示器的驱动原理 艾布纳科技有限公司 前两次跟大家介绍有关液晶显示器操作的基本原理, 那是针对液晶本身的特性,与 TFT LCD 本身结构上的操作原理来做介绍. 这次我们针对 TFT LCD 的整体系统面来做介绍, 也就是对其驱动原理来做介绍, 而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系, 而有所不同. 首先我们来介绍由于 Cs(storage capacitor)储存 电容架构不同, 所形成不同驱动系统架构的原理. Cs(storage capacitor)储存电容的架构 一般最常见的储存电容架构有两种, 分别是Cs on gate与Cs on common这两种. 这两种顾名思义就可以知道, 它的主要差别就在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成的. 在上一篇文章中, 我曾提到, 储存电容主要是为了让充好电的电压,能保持到下一次更新画面的时候之用. 所以我们就必须像在 CMOS 的制程之中, 利用不同层的走线, 来形成平行板电容. 而在TFT LCD的制程之中, 则是利用显示电极与gate走线或是common走线,所形成的平行板电容,来制作出储存电容Cs.

图1就是这两种储存电容架构, 从图中我们可以很明显的知道, Cs on gate由于不必像Cs on common一样, 需要增加一条额外的common走线, 所以它的开口率(Aperture ratio)会比较大. 而开口率的大小, 是影响面板的亮度与设计的重要因素. 所以现今面板的设计大多使用Cs on gate的方式. 但是由于Cs on gate的方式, 它的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的.(请见图2的Cs on gate与Cs on common的等效电路) 而gate走线, 顾名思义就是接到每一个TFT 的gate端的走线, 主要就是作为gate driver送出信号, 来打开TFT, 好让TFT对显示电极作充放电的动作. 所以当下一条gate走线, 送出电压要打开下一个TFT时 , 便会影响到储存电容上储存电压的大小. 不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短,(以1024*768分辨率, 60Hz更新频率的面板来说. 一条gate走线打开的时间约为20us, 而显示画面更新的时间约为16ms, 所以相对而言, 影响有限.) 所以当下一条gate走线关闭, 回复到原先的电压, 则Cs储存电容的电压, 也会随之恢复到正常. 这也是为什么, 大多数的储存电容设计都是采用Cs on gate的方式的原因.

光电成像原理及技术--部分答案(北理工)

光电成像原理及技术--部分答案(北理工)

第一章 5.光学成像系统与光电成像系统的成像过程各有什么特点?在光电成像系统性能评价方面通常从哪几方面考虑? 答:a、两者都有光学元件并且其目的都是成像。而区别是光电成像系统中多了光电装换器。b、灵敏度的限制,夜间无照明时人的视觉能力很差; 分辨力的限制,没有足够的视角和对比度就难以辨认; 时间上的限制,变化过去的影像无法存留在视觉上; 空间上的限制,隔开的空间人眼将无法观察; 光谱上的限制,人眼只对电磁波谱中很窄

的可见光区感兴趣。 6.反映光电成像系统光电转换能力的参数有哪些?表达形式有哪些? 答:转换系数:输入物理量与输出物理量之间的依从关系。 在直视型光电成像器件用于增强可见 光图像时,被定义为电镀增益G1, 光电灵敏度: 或者: 8.怎样评价光电成像系统的光学性能?有哪些 方法和描述方式? 答,利用分辨力和光学传递函数来描述。 分辨力是以人眼作为接收器所判定的极限分

辨力。通常用光电成像系统在一定距离内 能够分辨的等宽黑白条纹来表示。 光学传递函数:输出图像频谱与输入图像频谱之比的函数。对于具有线性及时间、空间 不变性成像条件的光电成像过程,完全可 以用光学传递函数来定量描述其成像特 性。 第二章 6.影响光电成像系统分辨景物细节的主要因素 有哪些? 答:景物细节的辐射亮度(或单位面积的辐射强度); 景物细节对光电成像系统接受孔径的张角; 景物细节与背景之间的辐射对比度。

第三章 13.根据物体的辐射发射率可见物体分为哪几种 类型? 答:根据辐射发射率的不同一般将辐射体分为三类: 黑体,=1; 灰体,<1,与波长无关; 选择体,<1且随波长和温度而变化。 14.试简述黑体辐射的几个定律,并讨论其物理 意义。 答:普朗克公式: 普朗克公式描述了黑体辐射的光谱分布规律,是黑体理论的基础。

光电成像技术玉林师范学院期末考试

1.简述: (1)CMOS器件和CCD器件的工作原理上有什么相同点和不同点; 答:CMOS图像传感器的光电转换原理与CCD基本相同,其光敏单元受到光照后产生光生电子。而信号的读出方法却与CCD不同,每个CMOS源像素传感单元都有自己的缓冲放大器,而且可以被单独选址和读出,工作时仅需工作电压信号,而CCD读取信号需要多路外部驱动。 (2)在应用上各自有什么优缺点,以及各自的应用领域是什么 答:优缺点比较:CMOS与CCD图像传感器相比,具有功耗低、摄像系统尺寸小,可将图像处理电路与MOS图像传感器集成在一个芯片上等优点,但其图像质量(特别是低亮度环境下)与系统灵活性与CCD的相比相对较低。灵敏度代表传感器的光敏单元收集光子产生电荷信号的能力,而CCD灵敏度较CMOS高30%~50%。电子-电压转换率表示每个信号电子转换为电压信号的大小,由于CMOS在像元中采用高增益低功耗互补放大器结构,其电压转换率略优于CCD。 运用的领域:CMOS传感器在低端成像系统中具有广泛运用,如数码相机,微型和超微型摄像机。CCD在工业生产中的应用广泛,如冶金部门中的各种管、线轧制过程中的尺寸测量。 (3)全球生产CMOS器件和CCD几件的企业有哪些分别位于哪些国家,并对先关企业进行简要描述。 2、简要概述《光电成像原理与技术》各章的主要内容,并用自己的语言陈述各章之间的联系(文字在1000字以上)。 答: 1.光电成像技术的产生及发展,光电成像对视见光谱域的延伸,光电成像技术的应用范畴,光电成像器件的分类,光电成像器件的特性。 2.] 3.人眼的视觉特性与图像探测:人眼的视觉特性与模型,图像探测理论与图像探测方程,目标的探测与识别。 4.辐射源与典型景物辐射:辐射度量及光度量,朗伯辐射体及其辐射特性,黑体辐射定律,辐射源及其特性。 5.辐射在大气中的传输:大气的构成,大气消光及大气窗口,大气吸收和散射的计算,大气消光对光电成像系统性能的影响。 6.直视型电真空成像器件成像物理:像管成像的物理过程,像管结构类型与性能参数,辐射图像的光电转换,电子图像的成像理论,电子图像的发光显示,光学图像的传像与电子图像的倍增。 7.直视型光电成像系统与特性分析:直视型光电成像系统的原理,夜视光电成像系统的主要部件及特性,直视型夜视成像系统的总体设计,夜视系统的作用距离。 8.电视型电真空成像器件成像物理:电视摄像的基本原理,摄像管的主要性能参数,摄像管的分类,热释电摄像管,电子枪简介。 9.固体成像器件成像原理及应用: CCD的物理基础与工作原理, CDD的结构与特性,CCD 成像原理,增强型(微光)电荷耦合成像器件,CCD的应用,CMOS成像器件及其应用。10.电视型光电成像系统与特性分析:电视系统的组成与工作原理,电视型微光成像系统(微光电视),成像光子计数探测系统。 11.红外热成像器件成像物理:红外探测器的分类,红外探测器的工作条件与性能参数,光电导型红外探测器,光伏型红外探测器,红外焦平面阵列探测器,非制冷红外焦平面陈列探测器,量子阱红外探测器。

医学影像成像原理附答案

《医学影像成像原理》考试(附答案) 一、A型题(每小题1 分) (D)1.X线由德国科学家伦琴发现于 A.1800年 B.1840年 C.1890年 D.1895年 (C)2.在产生通常诊断条件下的X线时,大部分的能量都转化为热能,产生X线的能量只占 A.1% B.5% C.0 .2% D.0.1% (A)2.透视主要利用了X线的 A. 荧光作用 B. 感光作用 C.生物作用 D.电离作用 (C)3.孕妇需避免X线检查,是因为X线的 A.光化学效应 B.荧光作用 C.生物作用 D.感光效应 (A)4.X线吸收量主要取决于 A.密度 B.厚度 C.形状 D.靶片距 (C)5.吸收X线能力最强的组织结构是 A.肌肉 B.脂肪 C.骨骼 D.肺组织 (D)6.增感屏的作用是: A.增加X线用量 B.延长曝光时间 C.提高图像清晰度 D..提高胶片感光量 (A)7.影响X线强度的因素,正确的是X线强度与: A.管电压成正比 B.管电压成反比 C.靶物质原子序数成反比 D. X线波长成正比 (D)8.下列成像方法中,哪一种较少用于胸部? A.平片 B.CT C.MR https://www.doczj.com/doc/4512155442.html, (D)9.与平片相比,哪一项不是CT的优势 A.横断面成像 B.解剖分辨率高 C.密度分辨率高 D.空间分辨率高(A)10.相对CT而言,哪一项不是MRI的特点 A.对钙化和骨质结构敏感 B.无射线损伤 C.造影剂安全系数较大 D.直接多轴面成像 (C)11.磁场强度单位是 A.伦琴 B.戈瑞 C.特斯拉 D.居里 (A)12.人体 MRI最常用的成像原子核是 A.氢核 B.钠核 C.钙核 D. 碘核 (A)13.下列哪一组放射性核素需加速器生产: A .11C、13N、18F B .3H、12C、16O C .12C、13N、16O D .11C、16O、18F (C)14.PET探测原理是基于 A.光电效应 B.康普顿效应 C.湮没辐射 D.电子对生成效应 (C)15.若2MHz声波用于检查人体软组织,则其波长接近 A.0.01mm B.0.5mm C.0.75mm D.10mm (B)16. Doppler超声在诊断中居有重要地位,其原因是: A.可用于各个区域的检查 B.能发现组织界面的运动 C.不引起生物效应 D.用于小器官的检查 (A)17.低频探头的特点是 A.波较长和穿透力较大 B.波较短和穿透力较大 C.波较短和穿透力较弱 D.波较短和穿透力较弱

液晶显示器工作原理

液晶显示器工作原理 现在市场上的液晶显示器都采用了TFT液晶面板,这种液晶面板的是目前最先进的液晶显示器技术,从结构上看,液晶屏由两片线性偏光器和一层液晶所构成。其中,两片线性偏光器分别位于液晶显示器的内外层,每片只允许透过一个方向的光线,它们放置的方向成90度交叉(水平、垂直),也就是说,如果光线保持一个方向射入,必定只能通过某一片线性偏光器,而无法透过另一片,默认状态下,两片线性偏光器间会维持一定的电压差,滤光片上的薄膜晶体管就会变成一个个的小开关,液晶分子排列方向发生变化,不对射入的光线产生任何影响,液晶显示屏会保持黑色。一旦取消线性偏光器间的电压差,液晶分子会保持其初始状态,将射入光线扭转90度,顺利透过第二片线性偏光器,液晶屏幕就亮起来了。当然这是一个很简单的原理模型,真正的液晶显示器内还有更复杂的电路结构。 红绿蓝三原色大家都知道,当这三种颜色同时混合时就会产生白色,这当然实在三原色强度一样的情况下才能够显示器纯正的白色,这样,从图中我们可以看见液晶面板的每一个像素中都有三种原色,这三种原色如果强度不同变化就可以产生不同的混色效果,这样全屏就有1024×768这样的像素,所以真实分辨率就是1024×768。低端的液晶显示板,各个基色只能表现6位色,即2的6次方=64种颜色.可以很简单的得出,每个独立像素可以表现的最大颜色数是64×64× 64=262144种颜色,高端液晶显示板利用FRC技术使得每个基色则可以表现8位色,即2的8次方=256种颜色,则像素能表现的最大颜色数为 256×256×256=16777216种颜色.这种显示板显示的画面色彩更丰富,层次感也好.现在基本上显示器都拥有FRC技术,可以显示器16777216种颜色 什么是TFT-LCD 其中彩色LCD又分为STN和TFT两种屏,其中TFT-LCD是英文Thin Film Transi stor-Liquid Crystal Display的缩写,即薄膜晶体管液晶显示器,也就是大家 常说的真彩液晶显示屏,显示效果较好;而DSTN-LCD,即双扫瞄液晶显示器,则是STN-LCD的一种显示 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质,它具有液体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影响时,就会改变它的物理性质而发生形变,此时通过它的光的折射角度就会发生变化,而产生色彩。 液晶屏幕后面有一个背光,这个光源先穿过第一层偏光板,再来到液晶体上,而当光线透过液晶体时,就会产生光线的色泽改变,从液晶体射出来的光线,还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板。由于两块偏光板的偏振方向成90度,再加上电压的变化和一些其它的装置,液晶显示器就能显示我们想要的颜色了。 液晶显示有主动式和被动式两种,其实这两种的成像原理大同小异,只是背光源和偏光板的设计和方向有所不同。主动式液晶显示器又使用了fet场效晶体管以及共通电极,这样可以让液晶体在下一次的电压改变前一直保持电位状态。这样主动式液晶显示器就不会产生在被动式液晶显示器中常见的鬼影、或是画面延迟的残像等。现在最流行的主动式液晶屏幕是tft(thin film transistor薄

光电成像原理与应用复习资料

1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应,内光电效应包括(光电导)和(光伏效应)。 2、真空光电器件是一种基于(外光电)效应的器件,它包括(光电管)和(光电倍增管)。 3、光电导器件是基于半导体材料的(光电导)效应制成的,最典型的光电导器件是(光敏电阻)。 4、硅光电二极管在反偏置条件下的工作模式为(光电导),在零偏置条件下的工作模式为(光伏模式)。 5、变象管是一种能把各种(不可见)辐射图像转换成为(可见)图像的真空光电成像器件。 6、固体成像器件电荷转移通道主要有两大类,一类是(SCCD),另一类是(BCCD)。 7、光电技术室(光子技术)和(电子技术)相结合而形成的一门技术。 8、场致发光有(直流)、(交流)和结型三种形态。 9、常用的光电阴极有(正电子亲合势光电阴极)和(负电子亲合势光电阴极),正电子亲和势材料光电阴极有哪些(Ag-O-Cs,单碱锑化物,多碱锑化物)。 10、根据衬底材料的不同,硅光电二极管可分为(2DU)型和(2CU)型两种。 11、像增强器是一种能把(微弱)增强到可以使人眼直接观察的真空光电成像器件,因此也称为(微光管)。 12、光导纤维简称光纤,光纤有(纤芯)、(包层)及(外套)组成。 13、光源按光波在时间,空间上的相位特征可分为(相干)和(非相干)光源。 14、光纤的色散有材料色散、(波导色散)和(多模色散)。 15、光纤面板按传像性能分为(普通OFP)、(变放大率的锥形OFP)和(传递倒像的扭像器)。 16、光纤的数值孔径表达式为(),它是光纤的一个基本参数、它反映了光纤的(集光)能力。 17、真空光电器件是基于(外光电)效应的光电探测器,他的结构特点是有一个(真空管),其他元件都置于(真空管)。 18、根据衬底材料的不同,硅光电电池可分为(2DR)型和(2CR)型两种。 19、根据衬底材料的不同,硅光点二、三级管可分为(3DU)型和(3CU)型两种。 20、为了从数量上描述人眼对各种波长辐射能的相对敏感度,引入视见函数V(f), 视见函数有(明视见函数)和(暗视见函数)。 21、PMT有哪几部分组成?并说明店子光学系统的作用是什么?PMT的工作原理? PMT主要由入射窗口、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。 电子光学系统的主要作用有两点: 1、使光电阴极发射的光电子尽可能全部汇聚到第一倍增极上,而将其他部分的杂散热电子散射掉,提高信噪比. 2 . PMT的工作原理 1.光子透过入射窗口入射在光电阴极K上 2.光电阴极K受光照激发,表面发射光电子 3.光电子被电子光学系统加速和聚焦后入射到第一倍增极D1上,将 发射出比入射电子数更多的二次电子。入射电子经N级倍增后, 光电子数就放大N次. 4.经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来,形成阳极光电流I p,在负载R L上产生信号电压U0。 22、PMT的倍增极结构有几种形式?个有什么特点? 鼠笼式,盒栅式,直线聚焦型,百叶窗式,近贴栅网式,微通道板式。 23、什么是二次电子?并说明二次电子发射过程的三个阶段是什么?光电子发射过程的三步骤? 答:当具有足够动能的电子轰击倍增极材料时,倍增极表面将发射新的电子。称入射的电子为一次电子,从倍增极表面发射的电子为二次电子。 二次电子发射过程的三个阶段: 1) 材料吸收一次电子的能量,激发体内电子到高能态,这些受激电子称为内二次电子; 2) 内二次电子中初速指向表面的那一部分向表面运动,在运动中因散射而损失部分能量; 3) 到达界面的内二次电子中能量大于表面势垒的电子发射到真空中,成为二次电子。 24、简述Si-PIN光电二极管的结构特点,并说明Si-PIN管的频率特性为什么比普通光电二极管好?p69 25、简述常用像增强器的类型?并指出什么是第一、第二和第三代像增强器,第四代像增强器在在第三代基础上突破的两个技术室什么?p130 1). 级联式像增强器2) 第2代像增强器(微通道板像增强器)3).第3代像增强器4).第4代像增强器 26、什么是光电子技术?光电子技术以什么为特征? 光电子技术是:光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术。主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转

医学影像成像原理总结

医学影像成像原理总结 您需要登录后才可以回帖登录|注册发布 医学影像专业住院医师规范化培训是医学生毕业后教育的一部分,主要是针对有志从事医学影像工作的本科生和研究生,是我们国家培养医德优良、医技精湛、善于学习、富有开拓探索精神、具有良好沟通能力团队合作精神、能应用现代计算机及网络技术的全面实用型医学人才行之有效的方式之一。医学影像学是一门涉及面广、整体性强、发展迅速、独立而成熟的学科。研究范围主要由以下三部分组成:①放射诊断学(医学影像诊断),包括传统的X线诊断、计算机体层成像(CT)、磁共振成像(MRI、介入性放射学;②超声医学(US),包括B型超声、超声心动图、介入超声;③核医学,包括γ照相、单光子发射计算机断层显像(SPECT)、正电子发射计算机断层显像(PET)和核医学治疗。 通过3年的规范化培训,使住院医师打下扎实的医学影像科临床工作基础,能够掌握正确的临床工作方法,了解医学影像学范围内放射医学、超声医学和核医学的现状和发展前景,建立较为完整的现代医学影像概念(包括影像诊断及其治疗)。培训结束时,住院医师能够具有良好的职业道德和人际沟通能力,具有独立从事医学影像科临床工作的能力。以下就医学影像专业住院医师规范化培训谈谈我们的几点体会和初步经验。 一、近年来,医学教学研究方兴未艾

新的教学模式不断涌现,我院自建立医学影像教研室以来,针对影像医学教学特点,为提高教学质量,培养现代影像医学实用性高素质人才,深化影像医学教学改革,做了许多有益的尝试。建立规范的住院医师培训制度、严格管理我院医学影像专业规培医师是由继续教育科统筹,影像系具体安排,轮转科室日常考勤与临床教学科不定期抽查考勤相结合共同管理,我院通过自愿报名,经医学基础、英语考试、面试筛选合格学员进入医院培训,每位规培医师经过为期三年有计划地培训,将刚毕业的本科生培养为具有一定临床经验的,医学影像知识全面的高年资住院医师,在任何一个医院都可以胜任日常的医学影像工作。 二、将医德教育融于日常工作 每一个医护人员在进入医学院校之初都曾宣过誓,真正面对金钱的诱惑,面临不公正的对待和评价,该如何去坚守崇高的理想,坚持高尚的道德操守,却令一些年轻医生迷茫。利用身边好榜样的力量,在实实在在的临床工作中体现对患者的关爱和良好的医德医风,是医德教育可追寻的一条道路。 因此我们将在长期临床工作中涌现出来的医德高尚,医技精湛,作风严谨的主治或副主任医师挑选出来作为带教老师。他们和年轻的规培医师每天工作在一起,通过他们与患者真诚和蔼地交流沟通,设身处地急患者之所急,为患者和家属的利益考虑,为患者优选检查方法,注重医疗过程中的放射防护、隐私保护,最大能力地维护患者的利益,尽自己所学为患者准确诊断、解除病痛,将医德教育融入点滴,

光电成像原理及技术__部分答案(北理工)解析

第一章 5.光学成像系统与光电成像系统的成像过程各有什么特点?在光电成像系统性能评价方面通常从哪几方面考虑? 答:a、两者都有光学元件并且其目的都是成像。而区别是光电成像系统中多了光电装换器。 b、灵敏度的限制,夜间无照明时人的视觉能力很差; 分辨力的限制,没有足够的视角和对比度就难以辨认; 时间上的限制,变化过去的影像无法存留在视觉上; 空间上的限制,隔开的空间人眼将无法观察; 光谱上的限制,人眼只对电磁波谱中很窄的可见光区感兴趣。 6.反映光电成像系统光电转换能力的参数有哪些?表达形式有哪些? 答:转换系数:输入物理量与输出物理量之间的依从关系。 在直视型光电成像器件用于增强可见光图像时,被定义为电镀增益G1, 光电灵敏度: 或者: 8.怎样评价光电成像系统的光学性能?有哪些方法和描述方式? 答,利用分辨力和光学传递函数来描述。 分辨力是以人眼作为接收器所判定的极限分辨力。通常用光电成像系统在一定距离内能够分辨的等宽黑白条纹来表示。 光学传递函数:输出图像频谱与输入图像频谱之比的函数。对于具有线性及时间、空间不

变性成像条件的光电成像过程,完全可以用光学传递函数来定量描述其成像特性。 第二章 6.影响光电成像系统分辨景物细节的主要因素有哪些? 答:景物细节的辐射亮度(或单位面积的辐射强度); 景物细节对光电成像系统接受孔径的张角; 景物细节与背景之间的辐射对比度。 第三章 13.根据物体的辐射发射率可见物体分为哪几种类型? 答:根据辐射发射率的不同一般将辐射体分为三类: 黑体,=1; 灰体,<1,与波长无关; 选择体,<1且随波长和温度而变化。 14.试简述黑体辐射的几个定律,并讨论其物理意义。 答:普朗克公式: 普朗克公式描述了黑体辐射的光谱分布规律,是黑体理论的基础。 斯蒂芬-波尔滋蔓公式: 表明黑体在单位面积上单位时间内辐射的总能量与黑体温度T的四次方成正比。

医学影像成像原理复习题

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) A、基层 B、荧光体 C、保护层 D、反射层 E、吸收层

光电成像原理

光电成像原理论文 院系:物理学系 专业:光信息科学与技术 姓名:王世明 学号:2007113143

嵌入式光电成像系统及高分辨率的实现 王世明 (西北大学2007级陕西西安 710069) 摘要:自上世纪初人类揭示光电效应的本质以来,光电成像技术一直是成像领域的热点技术,并得到了迅速的发展。目前,光电成像技术已广泛应用于国防、航天、生物科学、化工检测、工业监控乃至日常消费等领域。本论文分析了目前光电成像系统结构和性能上的优势和不足,从提高系统移动性和集成度、突破传输受限和增强系统实时处理和分析三个方面出发,设计了一套新型的光电成像系统,并详细分析了这套系统的整体构造、软硬件设计和实现形式、调试技术和实验结果。 嵌入式技术的引入,可以大大减小光电成像系统的体积,降低功耗,提高便携性,从而扩展光电成像技术的应用领域。本论文将该系统应用于图像采集,得到了理想的实验结果。论文最后,总结了设计过程中所做的工作和创新点,同时对于系统的进一步完善和开发进行了展望。本文主要介绍了光电成像原理的发展过程及其在实际生活中的运用,为我们介绍了具体的应用及未来的发展前景。 实现成像系统的超高分辨是光电探测领域中探索和追求的重要目标。 对提高天文观测、空间侦察和资源探铡的信息容量及精度具有重要意义。 归纳总结了近年来国内外从光学系统结构、光电探测器及软件重建等方面对提高系统分辨能力所进行的部分研究和进展.结合本实验室在这一领城开展的研究,时其中的一些理论及工程方法探索进行了阐述和分析,旨在为进一步实现超高分辨光电成像系统的研究提供建设性参考意见。 关键词:光电成像、嵌入式系统、ADS调试、图像采集 一.光电成像系统的发展 现代人类是生活在信息时代,获取图像信息是人类文明生存和发展的基本需要,据统计,在人类接受的信息中,视觉信息占到了60%。但是由于视觉性能的限制,通过直接观察所获得的图像信息是有限的。首先是灵敏度的限制,在照明不足的情况下人的视觉能力很差;其次是分辨力的限制;还有时间上的限制,已变化过的景象无法留在视觉上。总之,人的直观视觉只能有条件地提供图像信息。在很久以前,人们就已经开始为开拓自身的视觉能力而探索,望远镜、显微镜、胶片照相机等的应用,为人类观察和保留事物景象提供了方便。直到上世纪20年代,爱因斯坦完善了光与物质内部电子能态相互作用的量子理论,人类从此揭开了内光电效应的本质。同时,随着半导体理论发展和随之研制出来的各种光电器件,内光电效应得到了广泛的应用。而在外光电效应领域,1929年科勒制成了第一个实用的光电发射体一银氧铯光阴极,随后成功研制了红外变像管,实现了将不可见的红外图像转换为可见光图像。随之而来的是紫外变像管和X射线变像管,人类的视觉光谱范围获得了很大的扩展。上世纪30年代,人类又开始为扩展视界而致力于电视技术的研究。以弗兰兹沃思开发的光电析像器为起端,伴随而来的是众多摄像器件的诞生,超正析像管、分流摄像管、视像管、热释电摄像管等。1976年,美国贝尔实验室发现电荷通过半导体势阱发生转移的现象,利用

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