微光光子数字化摄象机

美国自适应光学联合公司(AOA)在哈佛大学 PAPA 探测器的基础上研制成功的光子数字化编址摄象机是一种具有极高探测灵敏度的光子计数式二维微光摄象机。采用多通道光学编码方法,可对光电倍增管探测到的每一个光电于事件产生相应的(x,y,T)时-空坐标数据,微机采集来自光子摄象机的数据流供实时图象显示和处理。     

实现对比度倒转的两种实验方法

I.原理 对比度倒转在光信息处理中是一种比较简单的处理。这种有趣的实验,可作为光信息处理的入门。用通俗的话来讲,对比度倒转就是使图象中亮的部份变黑,黑的部份变亮。怎样实现?其机理如何?下面以二元一维物为例加以说明。 图象一般都是二维的,为了简单起见,以下只讨论一维图象,所得的结论易于推广到二维。所谓二元物指的是物的振幅只取两个值(0,A)或更简单地用(0,1)表示。制作二元物的方法很简单,只要在一不透光的屏上开孔,然后用均匀平行光照射即可。在开孔处光的振幅作为1,未开孔处光的振幅为0。图一(a)说明一个二元一维物的振幅随x坐…     

电场强度的微分

一、电场强度微分的物理意义 从数学上我们知道: 函数f(x,y)的偏微分为: 现在我们来说明函数微分的物理意义。注意到(1)式的微分是对标量函数而进行的,所以对向量场必须进行向量分解。例如电场强度E,在直角坐标系就必须分解成平行x轴的Ex和垂道x轴的Ey。然后分别微分。我们以点电荷的电场强度为例进行说明。 设一正点电荷+q位于直角坐标系的原点0,它在场点(x,y)所产生的电场强度的两个分量为Ex、Ey。Ey在y=常数的直线上的变化曲线如图1中的曲线①所示。根据(1)式有:由上式可知:△x为Ey曲线上相距△x的两场值之差。如图1中的曲线③所示。…     

高时间分辨的二维空间成象技术研究

对惯性约束聚变靶丸芯部诊断的测量仪器要求具有10ps的时间分辨,为了满足此要求,采用多针孔线阵配X光条纹相机,由多个针孔的一维条纹图象的数据,利用图象处理技术重建出二维图象,由此获得一项高时间分辨的二维空间成象技术(MIXS).此技术利用现有的设备获得比X光分幅相机高得多的时间分辨的二维图象.利用此技术可获得研究激光聚变内爆过程所需的时空图象,并可以对压缩过程的对称性进行研究.     

物理过程微机演示的基本方法(二)

(接上期)六、扫描-迭代法 在扫描-循迹法中,y是靠逐点试算,然后加以比较得出的.现在我们不采取逐点试算的操作,而是以y0为初值,用迭代操作求方程的近似根来定出y.这构成了一个新的生成系列点的方法──扫描-迭代法. 扫描操作为上节所述.在x轴方向直接有y轴方向如何用迭代操作定出y呢?从数学上讲,先将F(x,y)=0化为y=H(x,y)的形式,如果在待定的y附近总有H/y<1(注意,此处x为常参量)的话,那么用初值y=y0代入H求出y,再将此y值重新代入H再求出y,重复上述操作,如此迭代,最后y将收敛于F(x0+1,y)=0的根.迭代本身用赋值语句便可进行,收敛判据y—H(x…     

用Excel测试李萨如图形实验得出的新结论

 两个相互垂直的简谐振动,当它们的频率比是简单的整数比时,合成振动的轨迹是稳定的闭合曲线叫做李萨如图形。设有两个互相垂直的简谐振动,分别在x、y轴上运动,它们的简谐振动方程为:x=A1cos(ω1t+(？)1)y=A2cos(ω2t+(？)2)其合成振动的轨迹即李萨如图形的形状由两分振动的频率比、振幅比、初相位决定。     

黏性指进的实验与模拟

利用简易装置观察了黏性指进现象,使用照相机拍摄多种黏性指进分形图形,测量了分形维数,并采用数值模拟中的随机模拟演示了黏性指进图形.     

在线激光等离子体空间成象分析系统

该系统由中国工程物理研究院核物理与化学研究所和中国科学院北京电子学研究所联合研制。系统由成象体(双缝或针孔)、MCP(微通道板)象增强器、光学透镜组、可见二维CCD(电荷耦合器件)以及图象板、微机、打印机和彩色监视器组成,可提供15lp/mm的空间分辨、1000:1动态范围     

对一些书中李萨如图形的修正

众所周知,在对互相垂直的两个简谐运动合成的研究中,得到了李萨如(Lissajos)图形.通过对一个阴极射线示波器的x板极和y板极加上谐调关系的电压,就能够产生李萨如图形.已广泛地用来比较两个振动的频率及其相位. x轴和 y轴的振动的一般表示是 x=A1sin(w1t+θ1) (l) y=A2sin(w2+θ)其中人和A:分别是振幅,w1和w2是相应的角频率,并且θ1和θ2是初相角,绘制两个互相垂直的谐振动的叠加的几何图形的一个简单方法是投影法[1].图1表示w1/w2=2/1,并且θ1=θ2=0时的李萨如图形.对两个圆上同时出现的点编上相同的号.显然,作两个运动合运动的质点的相继…     

截面的几何形状决定三维函数的混沌特性

计算仿真发现,函数f(x,y,z)=sin(k(x2+y2+z2)),f(x,y,z)=k(1-(x2+y2+z2))e(-(x+y+z+u)2),f(x,y,z)=k((x2+y2+z2)/3)(1-(x2+y2+z2)/3)分别与另外两个随机产生的二次多项式函数均可组合成一个三维离散动力系统,当系数k,u在一定范围内取值时,系统出现混沌吸引子的概率可以大于90%.通过绘制分岔图、Lyapunov指数图等对上述系统的混沌特性进行了分析.分析发现,出现混沌概率高的原因是这3个函数的截面都是中间凸起或中间凹陷的曲面,在这样的截面条件下系统容易出现混沌.这普遍适用于三维函数,利用这些三维离散动力系统绘制出的大量吸引子图形具有使用价值和研究价值.     

傅里叶变换光学基本原理讲座 第六讲 空间滤波和光信息处理

一、相干光学图象处理系统(4F系统) 正如第五讲所述,用夫琅和费衍射来实现图象的频谱分解,最重要的意义是为空间滤波创造了条件.由于衍射场就是屏函数的傅里叶频谱面,空间频率(fx,fy)与衍射场点位置(ξ,η)一一对应,使得人们可以从改变频谱入手来改造图象,进行信息处理.为此设计了图6.1所示的图象处理系统. 在此系统中,两个透镜L1,L2成共焦组合,L1的前焦面(x,y)为物平面O,图象由此输入.L2的后焦面(x’,y’)为象平面Ⅰ,图象在此输出.共焦平面(ξ,η)称为变换平面T,在此可以安插各种性能的空间滤波器. 当平行光照射物平面时,整个OTI系统是…     

多窗口二维实时图象读出系统软件设计

智能化及数字图象分析处理技术已成为开发高级高速摄影及测量仪器的重要途径。本文中作者按照软件工程的观点,以现代窗口软件为基础,对我们研制的新型皮秒扫描相机的多窗口二维图象读出系统软件,从基本设计思想、系统组织结构以至具体实现细节作了阐述,与传统一维图象读出系统软件相比,该系统由于以窗口管理为基础,具有多窗口功能并综合了菜单驱动系统及其它一些高级软件策略;可在二维(甚至三维)空间对研究对象的性态作出定量的测量分析;具有实时性强等特点,在高速摄影领域将得到广泛的应用。     

线性参数估计中一个值得注意的问题

测量量(x_i,y_i)满足一定条件的线性函数 y=α+βx (1)的最小二乘参数估计值为■的方差为 其中(?)=1/n sum from 1 to n(x_i),(?)=1/n sum from 1 to n(y_i),σ~2=D(y_i)。普通物理实验的数据处理中有很多这类问题。测量量(x‘,y‘)满足一定条件的线性函数最佳估计量,应改用下式计算y=a+刀x(1)万 乙(y‘一a)x‘一1(5)戈乙1的最小二乘参数估计值为 a=y一刀x(2)D(少(6) X.名i声干(劣一劣)(y‘一y)名(x。一x)“(3)从数学上看,(3)式与(5)式的差刀的方差为 D(刀) az名(x‘一x)2别仅在于解正规方程(4)。a+名二‘刀==兄夕‘习x‘a+习x蓄刀=习x‘…     

面向PC的实时读出系统二维图象处理及其集成交互软件

通用个人计算机及其显示系统的发展,使得以通用微机开发特定仪器设备专用的小型图象处理系统成为可能,本文提出一个基于通用PC机TVGA/SVGA显示系统的二维图象处理集成交互式软件系统,该系统以PC机为基础,结合CCD摄象机、视频图象采集与帧存储器以及控制接口一起构成变象管相机实时读出系统,用于执行读出系统控制、图象采集输入、图象处理和分析、结果输出和图象及其相关特征文件管理等功能;在结构和处理方法上,该软件系统的设计充分利用了TVGA的硬件特点和图象处理与分析领域的最新成果;包括黑白和伪彩色互换显示,自适应顺序统计量滤波、最小二乘阈值自调节图象分割技术及ARC图象数据压缩存取等;系统采用多层弹出式菜单和窗口技术,向用户提供了简明方便的交互式用户接口,具有丰富的通用图象处理分析功能,除支持变像管相机读出所需的各种专门处理与分析外,还可作为通用的二维图象分析系统,具有广泛的适用性。     

开拓一道力学题(解答部分)

(1)其自由液面为抛物面. 如图1,以桶轴为y轴,建立直角坐标系x-o-y.在液面上距y轴为x处,取一微元质量dm为研究对象.受力分析如图1受重力为dmg,(g为重力场强度),液体对它的支持力N,这两个力的合力使dm做圆周运动,dm的向心力为:F=dmω2xn°(n°是指向轴心的单位矢),故有: N+dmg=F (x出轴:N　sinθ=dmω2x　　(1) y轴。Ncosθ=dmg(2) 其中θ是dm受到的支持力与竖立轴y间的夹角。或者是该dm处切线与x轴间的夹角.有. 由(1)(2)和(3)式解得 为抛物面顶点距桶底的高。 (2)抛物面的顶点距器底高度随ω变化的关系图.图2为一轴截面,由体系质量不变,桶…     

光学信息处理讲座 第六讲 光学Mellin变换

以傅里叶光学为基础的相干光处理器,能够进行微分、积分、卷积和相关等多种模拟运算.这种运算的实现,是利用一个理想的薄的正透镜的前后焦平面互为傅里叶变换关系进行的.函数f(x,y)的傅里叶变换F(u,v)定义为用傅里叶透镜组成的相干光处理系统,主要通过正逆傅里叶变换和空间滤波来完成多种运算的.同电子计算机比较,它具有信息容量大,计算速度快两大优点.但是,这种光学处理系统只能解决那些空间平移不变的物理问题,也就是只能解决在数学上用这种卷积积分描述的问题.这是因为设叶G(u,叶,F(。,。)和0(。,。)分别是g(X,y),八X,叫和h(X,y)的傅…     

应用光学——光学系统设计指南 第十五章 视觉(续)

第十五章视觉(续)15.8 体视和空间感(?)人们有充分的理由提问:为什么利用二维视网膜象可以得到周围三维空间的非常完整的图象?这是因为,事实上存在着许多可供我们利用的空间感信息,不过对于在仪器中应用来讲,其中只有两项(即体视和单目视     

用幻灯演示纵驻波

一、设计依据若波源是驻波腹点,则纵驻波方程为y=2A cos 2πλ/x cos 2πνt而波腹位置为x=2kλ/4,波节位置为(2k 1)·λ/4;相邻波节(腹)间距离为λ/2;相邻波节间各点振动相位相同,波节两侧相反。二、演示方案纵驻波幻灯演示仪由一动片和一定片组成,用玻璃或透明胶片制作均可。动片如图所示,表示波线上若干个质点振动图形,质点     

视频图象分析处理系统应用研究

本文描述了一种基于视频图象的分析处理系统,结合工程应用实践,提出利用微机终端显示器作为象框坐标测量器,实现对视频图象的分析处理.不仅具有丰富的数字图象处理功能,还可对原始图象进行增强和细分等处理.     

抛体理论在体育运动中的应用

抛体理论在体育运动中有重要应用,用来定量描述初速度、初角度以及初始高度对运动成绩的影响,并寻找它们之间的最佳组合.1.基本方程不失一般性,本文不考虑空气阻力以及马格努斯(Magnus)力的影响.运动是二维的,选 x 轴水平向前,y 轴铅直向上.设初