数字图象处理方法

在物理实验和应用光学中时常遇到图象处理问题.过去的图象处理多采用光学方法.但是近几十年随着电子计算机的迅速发展,特别是高速计算能力和小体积大容量存储器的发展才使数字化图象处理方法成为现实.在现代化的实验室中进行科学实验,不但在数据计算、分析,实验方案的设计安排方面使用电子计算机,而且在波形、图形的分析综合和图象处理方面除了光学方法之外也都大量地使用计算机.用电子计算机进行数字化处理不但速度快、精度高,而且除了复杂图象处理所需时间稍长以外一般都巳经作到实时处理和传送.随着科学的发展,人类对于宏观世界和微观世…     

正电子湮灭

正电子是电子的反粒子.自从Dirac1930年从相对论的观点预言正电子存在后[1],1932年 Anderson就在宇苗线的云雾室照片中发现了静止质量为m0,电荷为 e的粒子,证实了正电子的存在.正电子的发现不仅对原子核物理、基木粒子物理等基础理论研究方面作出了重大的贡献,而且为固体物理、医学、化学等各方面的应用开拓了广阔的前景,形成了富有生命力的边缘学科. 1942年 R.Beringer和 C.G.Montgomery将正电子湮灭的γ-γ角关联技术首先应用于Cu和Ph[2].然而正电子湮灭实验盛行还是在第二次世界大战之后,特别是在最近十年.正电子寿命的测定比角关联…     

数据插值对正电子发射断层成像设备的图像重建影响的研究

正电子发射断层扫描(positron emission computed tomography, PET)是核医学领域最先进的临床检查影像技术. PET技术是目前临床上用于诊断和指导治疗肿瘤的最佳手段之一. 正电子发射断层成像设备探测器采集到的数据需要进行数据处理, 把原始数据转换成正弦图形式的数据才能用于图像重建. 平行束断层重建和扇形束图像重建是图像重建的两种方法, 分别对应平行束和扇形束形式的数据处理方法. 对原始数据的操作不可避免地破坏了原始数据的完整性. 现今, 正电子发射断层设备在重建过程中普遍采用平行束重建的方法. 平行束的数据分离会对PET数据进行插值操作, 扇形束的数据分离不会对PET数据进行插值操作. 本文通过对比平行束图像重建和扇形束图像重建结果, 研究了数据插值对PET图像重建结果的影响. 关键词： 正电子发射计算机断层扫描 数据插值 图像重建 原始数据     

掺杂的PbTiO_3铁电陶瓷中的正电子湮没

正电子湮没技林(PAT)在材料缺陷的研究中有着广泛的应用[1].但它用于铁电陶瓷组分缺陷的研究则刚刚开始.Tsuda[2,3]等研究了掺Gd的BaTiO3的正电子寿命谱,证明正电子对掺Gd所造成的Ba空位是敏感的.本文报道La,Mn复合置换的PbTiO3铁电陶瓷的正电子寿命谱测量结果.样品配料分子式为(Ph-(1-1.5x)其中表示Pb空位,x值从1%到10%.样品按陶瓷工艺制成20 ×20×1mm3薄方片.在室温(23℃)下进行正电子寿命测量,实验所用的ORTEC系列快定时系统正电子寿命谱仪在测量 CO～(60)的瞬发曲线时的半高宽(FWHM)为280ps. 用正电子拟合(POSITRONFIT…     

激光散斑效应

当激光照射到光学粗糙表面(即平均起伏大于波长数量级的表面)上时,由于表面上大量无规则分布面元所散射的子波相干叠加的结果,形成的反射光场具有随机的空间光强分布,呈现颗粒状的结构,称为激光散斑效应. 在激光诞生后不久,散斑现象就被发现.在全息照相和相干光图象处理的早期工作中,散斑是作为噪声处理的.进一步的研究表明,散斑场可作为信息载体而用于干涉计量、图象处理等许多方面,因而引起了人们的广泛注意. Archbold[1,2],Leendertz[3,4]首先提出了利用散斑干涉法测量物体表面位移的原理和方法;Stetson[5,6]Chiang[7,8],Hung[9]等又发…     

PET帮助医生了解酒精中毒症

 奈娃（图1右第1人）放下电话便向她的同事们宣布“35单位已运来”！周围的人顿时忙碌起来.奈娃是美国布鲁海汶国家实验室（BNL）正电子发射断层照相术医学部的研究人员,上述电话提醒她注意35毫居里的¹⁸FDG(¹⁸氟-萤光去氧葡萄糖)正从BNL的回旋加速器运往PETT。PETT是Positron emission Transaxial tomog-raphy的简称,即正电子发射断层照相术.其基本原理本刊前身“高能物理”1982年第3期上曾有介绍.     

相移数字散斑干涉计量及其在热变形测量中的应用

本文首次将相移数字散斑干涉技术应用于热变形的测量中,采用数字图象处理技术,获得了高精度的相位图及位移图。分析了影响精度的因素,详细讨论了两种相位算法的优劣。     

基于正电子的反物质研究进展

正电子是最容易获得的反粒子,因而电子-正电子系统最适合研究普通物质与反物质的结合.本文结合最近实验上首次合成物质-反物质分子这个重大发现,介绍反物质(正电子)研究历史、现状及展望;重点讨论基于正电子的捕获、约束、积累等实验技术,以及物质-反物质分子--正电子素分子的合成方法.     

正电子物理

本世纪五十年代初,正电子物理学诞生并获得初期发展[1].正电子物理学研究低能正电子与物质的作用,它是正电子湮没谱学的基础 理论之一. 正电子(e )是构成物质世界的基本粒子中 的一种,它是电子(e)的反粒子. 1930年 P A. M. Dirac从相对论观点出 发首先预言了正电子的存在.两年后。C.DAnderson证实了正电子的存在. 无论是当初发现正电子,还是现在应用正 电子,都利用了“正电子-电子对的湮没”,即当 正电子与电子相遇时,正电子和电子均消失,同 时放出γ射线.有放出双γ和三γ这样两种 湮没.一般情形发出双γ湮没的几率比发生 三γ湮没的几…     

光学傅里叶变换镜头

一、序 言 光学信息处理是光学中最近十几年中发展起来的新学科,它把通讯理论中的基本概念和技术引进到光学领域,并随着激光技术和全息照相技术的发展以及电子计算机的广泛应用而迅速发展起来. 光学信息处理包含的内容很广泛.用光学方法处理声、电、光信号,以及用光学、电子学、数字计算机方法处理图象等都是它的内容.仅就图象处理而言,就有图象规整和纠正技术,图象的改善与增强,图样识别,信息的压缩、储存、编码、译码、图象传输和成图技术等方面. 光学信息处理在地球资源考察、医疗诊断、环境污染的监视、高能物理中的乳胶识别以及合成孔…     

数字图象处理技术讲座第一讲 图象增强

数字图象处理技术是近代发展起来的新兴科学技术之一.它是利用计算机对图象信息进行检测、增强、恢复、分析、分类、识别以及编码压缩,以便对图象信息进行有效传输和存贮.数字图象处理技术在物理学、化学、天文学、生物医学、物质结构分析、气象预报、地质地理、测绘学、遥感等许多学科领域具有广泛的应用,对国民经济、军事及现代科学技术有重大影响.由于数字图象处理在实际应用中具有强大的生命力,因此数字图象处理巳发展成为具有比较完整的理论体系和一整套专门技术的一门综合性学科.数字图象处理能获得飞速发展的原因是:第一、图象信息本…     

散斑杨氏条纹图的全自动处理与识别

本文应用数字图象处理技术在AppleⅡ和IBM-PC图象处理系统上实现了散斑杨氏条纹图的全自动分析。文中采用二维灰度值检测的方法获取条纹的准峰值或谷值二值图,然后通过细化得到条纹中心。识别条纹间距时充分利用了整幅图杨氏条纹间距信息使识别结果具有高的精度。提出了用记忆跟踪算法结合线性回归的方法识别杨氏条纹倾角。最后给出了实验结果。     

核磁共振医学成象

 长期以来,核磁共振现象主要用于化学分析中.核磁共振(NMR)波谱分析在医学上可用药物分析和生化分析.1958年,开始有人用NMR原理进行活体血流量测定.1971年美国纽约州立大学教授R.Damdian提出NMR用于医学诊断的可能性及其意义,化学家P.C.Lauterbut于1972年进一步指出NMR信号完全可以重建图象.同年,X线电子计算机断层成像(或称电子计算机体层摄影)技术正式宣告问世,这使医学诊断发生了革命性的飞跃.电子计算机断层成像简称为CT.核磁共振医学成像也采用先进的CT技术,称为核磁共振计算机体层摄影(NMR-CT).但它与X-CT在获取信息的原理方面全然不同,在图像重建方面有所相似,只不过NMR-CT比X-CT要复杂得多.     

皮肤微循环无损伤光学成像技术的新进展

微循环信息的获取对于各类疾病的诊断和治疗有着及其重要的作用。皮肤微循环无损伤成像技术取得了很大的进展,出现了各种非光学方法(核磁共振成像、正电子发射断层成像术、超声波成像等)和光学方法(共焦显微镜、光学相干断层摄影术、新型的正交偏振光谱成像技术等)。主要介绍了皮肤微循环无损伤光学成像技术的新进展。     

正电子发射型计算机断层成像技术

 正电子发射型计算机断层成像(positronemissioncomputedtomograph简称PET),其原理是将含有发射正电子的放射性核素,如18F、11C、15O、13N等显像剂注入或吸入人体,通过探测正电子放射性核素衰变时产生的正电子与组织内电子湮灭产生两个能量相等、方向相反的γ光子,由计算机重建图像,显示人体代谢和生化等改变,被誉为活体的分了断层图像。因此PET能将人的思维、行为和脑化学联系起来,探讨、解释和定位人脑的功能活动,对于许多精神、情感、功能及运动障碍等功能性疾病,PET具有理论意义和实用价值。     

应用蒙特卡罗模拟进行正电子发射断层成像仪散射特性分析

通过使用基于Geant4的蒙特卡罗模拟代码GATE对全身用全3D正电子发射断层成像仪和含有挡板的2D/3D小动物用正电子发射断层成像仪进行建模,系统地分析了3D采集条件下正电子发射断层成像仪的散射分数、散射分布、多次散射、视野外散射四个主要方面和2D采集条件下挡板对散射分数和散射分布的影响.针对全3D散射校正的难点: 多次散射和视野外散射,设计了附加实验,拟合得到了多次散射光子的百分比随体模横截面积变化的关系和不同环的位置受到视野外散射光子的影响;针对2D散射校正,对挡板引入的散射光子进行分离,单独分析, 关键词： 正电子发射断层成像仪（PET） 蒙特卡罗模拟 散射特性 散射校正     

高能强子–强子碰撞中喷注的产生与演化过程的动力学起伏

用蒙特卡洛方法对630GeV/c质子–反质子碰撞中的无偏样本、喷注事件样本和喷注内样本中的动力学起伏进行了研究.结果表明,喷注事件样本和电子–正电子对撞的全事件样本相似,近似地有各向同性的动力学起伏,而喷注内样本则和电子–正电子对撞的喷注一样,有类似于强子–强子碰撞软过程的各向异性动力学起伏.这表明,强子–强子碰撞中喷注的产生和演化分别和电子–正电子碰撞中喷注的产生和演化有类似的动力学性质.     

数字图象处理技术讲座 第五讲 计算机断层(CT)技术

一、计算机断层技术原理 大家知道,计算机断层(CT)技术的发明是生物医学探测上的一次伟大革命,也是数字图象处理技术在生物医学上的成功应用CT可应用于人体脑部及全身各部分的扫描,因而可呈现出人体内部结构的图象.此外,它还可对身体内部的本底吸收和辐射模式进行定量的估值.因此,CT在功能方面和病理学上具有重大意义.从目前水平上看,与当前的辐射医学和放射医学的诊断方法相比,CT可检测和定位更小的病灶.因此,CT在对疾病的早期诊断和处理上将有重大的改善.此外,CT技术是无损伤探测.有人统计目前美国大约有2000台X光CT设备.预计CT技…     

光学信息处理讲座 第一讲 相干光模糊图象处理

一、引 言 人造卫星拍摄的地面图象,天文望远镜拍摄的星体照片以及电子显微镜照片等,在拍摄过程中,由于某些因素(离焦、运动),光学系统象差,噪声背景等等技术上和物理上的原因,造成了图象模糊不清.我们感兴趣的是模糊了的图象能否恢复和怎样恢复. 模糊图象处理方法,主要包括光学方法、电子学方法和数字计算机方法等.目前几种方法组合运用已日渐增多,其中光学图象处理又分相干光图象处理和非相千光图象处理,本文仅讲述相干光模糊图象处理. 二、相干光模糊图象处理 相干光模糊图象处理分线性空间平移不变处理和线性空间平移变处理.所谓线性空…     

电子全息术及其应用

全息术是Gabor在1948年提出的[1].当时的想法是利用光学方法补偿电子透镜的球差以提高电子显微镜的分辨本领.五十年代中期,Mollenstedt等[2]利用电子双棱镜获得了衬度良好的电子干涉图,在实验技术上使电子全息术前进了一步.不久有人利用这种方法测定了晶体内部平均势,取得了一些成果[3].但是,由于普通电子枪的相干性差,亮度小,电子干涉图的分辨率没有能优于10nm,从而使电子全息术的发展迟缓.1960年激光出现以后,光学全息术得到了迅速的发展,这和激光束具有良好的相干性是分不开的.1968年Crewe等[4]研制成功场发射枪扫描电镜.场发射电子枪…