影像电子学基础第二讲
X线成像基础理论2教案
一、X线照片影像密度的概念
2、阻光率 指照片上阻挡光线能力的大小，在数值上等于透光率的倒数，用O表示。
O的定义域为：1≤O≤∝ 。O值大，表示照片吸收光能的黑色银离入射光线的吸收少；当O值为1时，表示入射光线全部通过。
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二、影响照片对比度的因素
影响照片对比度的主要因素有： 胶片γ值 射线因素 被检体本身因素观处灯
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二、影响照片对比度的因素
（一）胶片因素1、胶片对比度2、屏－胶组合3、胶片后处理技术
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二、影响照片对比度的因素
（一）胶片因素1、胶片对比度（ γ值） X线摄影中应尽量采用高γ值的胶片。
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一、X线照片影像密度的概念
1、透光率T值的定义域为：0≤T≤1，T值大表示照片接受的曝光量小，照片上吸收光的黑色银粒子少；当T值为1时，表明在照片上无吸收光能的银粒子，入射光全部通过照片；当T值小时，表示照片接受的曝光量多，照片吸收光的黑色银粒子多；当T值为零时，表示照片黑色银粒子几乎将入射光全部吸收。
一、对比度的概念
4、照片对比度（K）（1）定义：X线照片上相邻组织影像的密度差称为对比度，亦称光学对比度，用K表示。 K＝D1－D2
对比度示意图
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一、对比度的概念
4、照片对比度（K）（2）照片对比度与X线对比度的关系照片上的光学对比度K是依存于被检体产生的X线对比度的Kx。由图11-3（X线对比度、被检体对比度和胶片对比度关系示意图）可知：
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适合诊断需要的部分组织脏器的照片影像密度值范围如下：
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第四节 X线照片影像对比度
影像电子学基础ppt
图像分析基本流程
包括图像预处理、特征提取、分类与识别等环节，需根据具体应用场景确定相应的分析流程。
常见图像分析算法
包括阈值分割、边缘检测、形态学处理、特征提取与匹配等算法，需根据具体应用场景选择合适的算法进行图像分析。
图像分析方法
04
影像电子学实践与发展趋势
1
影像电子学在科研中的应用
2
3
影像电子学可用于研究量子力学、原子分子结构等物理现象。
工业检测
影像电子学可以应用于工业检测领域，如机器视觉、质量检测等，提高了工业生产的效率和精度。
影像电子学的应用场景
02
影像电子学基础知识
物体在光线的照射下，吸收光能并释放出电子的现象。
光电效应
光电效应定义
外光电效应、内光电效应和互光电效应。
光电效应分类
光电器件、光电池等。
光电效应的应用
图像传感器定义
影像电子学在医学领域的应用非常广泛，如B超、X射线、CT、MRI等医学影像技术，为医生提供了准确的诊断和治疗方案。
安防监控
影像电子学在安防监控领域的应用也非常广泛，如智能监控、视频分析等，提高了社会治安的稳定性和安全性。
影视制作
影像电子学还可以应用于影视制作领域，如数字特效、3D电影等，为观众带来了更加丰富的视觉体验。
THANKS
感谢观看
图像与视频的数字水印技术
图像与视频数字水印技术的原理
图像与视频数字水印技术的原理是将一些标识信息（如版权信息、使用者信息等）嵌入到图像和视频数据中，这些标识信息不会影响原始数据的正常使用。
图像与视频数字水印技术的分类
图像与视频数字水印技术可分为可见水印和不可见水印两种，可见水印会改变原始数据的外观，不可见水印则不会改变原始数据的外观。
影像电子学基础
影像电子学基础CATALOGUE目录•影像电子学概述•医学影像设备与技术•数字图像处理与分析技术•医学影像诊断与应用•医学影像质量与安全管理•未来发展趋势及挑战CHAPTER影像电子学概述影像电子学是研究电子技术在医学影像领域中的应用及其相关原理、技术和方法的一门学科。
发展历程自X射线、放射性核素等医学影像技术的出现，影像电子学逐渐发展。
随着计算机、数字信号处理等技术的进步，影像电子学在医疗诊断、治疗、科研等方面发挥重要作用。
定义定义与发展历程VS医学影像诊断医学影像治疗医学影像科研030201图像处理与分析运用计算机算法对数字图像进行处理，如滤波、增强、分割等，提取图像中的有用信息，辅助医生进行诊断。
信号采集与转换将医学影像设备产生的模拟信号转换为数字信号，便于计算机处理和分析。
图像显示与存储将处理后的图像以适当方式显示出来，如打印成胶片或在计算机屏幕上显示，并将图像数据存储在计算机系统中，方便查阅和传输。
CHAPTER医学影像设备与技术X线机数字X线成像技术X线造影检查技术CT扫描仪阐述CT成像技术的原理、扫描方式、重建算法及图像后处理技术。
CT成像技术CT检查技术MRI成像技术MRI检查技术CHAPTER数字图像处理与分析技术采样与量化图像分辨率数字图像数字图像处理基本概念图像增强直方图均衡化滤波技术图像分割阈值分割边缘检测特征提取与识别CHAPTER医学影像诊断与应用X线检查CT检查MRI检查超声检查常见疾病影像诊断方法导航手术利用影像技术进行精确导航，提高手术准确性和安全性。
介入治疗在影像引导下进行微创治疗，如肿瘤消融、血管支架植入等。
放射治疗基于影像信息进行精确定位和计划，实现个体化放射治疗。
医学影像在临床治疗中应用疾病研究教学培训医学影像在科研及教育中应用CHAPTER医学影像质量与安全管理评价影像中物体细节的可见程度，高分辨率影像能显示更多细节信息。
空间分辨率对比度分辨率噪声伪影评价影像中不同组织间的对比度，高对比度分辨率有助于区分病变组织与正常组织。
医学影像设备学第二章 ppt课件
31
8、标称有效焦点的国际标注方法是：（ ）
A、1.0 B、1.0mm C、1.0*1.0 D、 1.0mm*1.0mm
9、X线管对焦点的要求说法正确的是：（ ）
A、实际焦点大、有效焦点大 B、实际焦 点大、有效焦点小
C、实际焦点小、有效焦点大 点小、有效焦点小
ppt课件
D、实际焦
32
10、管电流的大小取决于：（ ）
1）灯丝：发射电子，螺 旋管状钨丝，分为单焦点 和双焦点(大、小焦点)。
灯丝电压越高，灯丝温度越高，发射电子数量就 越大，调节灯丝加热电压即可实现管电流的调节 。为了延长灯丝寿命，灯丝加热方式通常采用预 热增温式。
2）聚焦槽：又名阴极头、聚焦罩、集射 罩，对阴极灯丝发射的电子进行聚焦。 见图2-5
37
(5)高压发生器：作用_____________。 (6)滤线器摄影床：作用_____________， 结构________________________。 (7)立位摄影架：作用_____________。
ppt课件
38
2、荧光屏透视X线机结构
(1)控制台：作用_____________，画出台面结构 的示意图，并写出各自的名称。
A、灯丝 B、阳极罩 C、阳极柄 D、聚 焦槽
5、固定阳极X线管中用于吸收二次电子的是结 构是：（ ）
A、灯丝 B、阳极罩 C、阳极柄 D、阳 极靶
ppt课件
ห้องสมุดไป่ตู้30
6、阴极灯丝的材料是：（ ） A、铜 B、铁 C、钨 D、铅
7、固定阳极X线管靶面材料通常是：（ ） A、铜 B、铁 C、钨 D、铅
ppt课件
(2)X线管头：作用_____________，结构 ________________________。
影像电子学基础课程设计
影像电子学基础课程设计引言随着计算机技术的不断发展和应用，图像处理已经成为了计算机视觉领域中的一个非常重要的分支。
而影像电子学基础课程则是计算机视觉领域的基础，为学习图像处理和计算机视觉技术打下了坚实的基础。
本文档将基于该课程的学习目标，针对学生特点和教学实际，设计一份完整的课程计划。
课程目标影像电子学基础课程是一门面向计算机视觉领域的基础课程。
通过本课程的学习，学生应该能够掌握以下技能：1.掌握常用图像处理方法和算法，包括图像的增强、滤波、边缘检测等。
2.掌握数字图像的表示和处理技术，包括灰度化、二值化、亮度和色彩平衡调节等。
3.掌握计算机视觉领域中的常用算法和工具，如OpenCV等。
4.能够理解相关技术论文和文献，掌握科研方法和过程。
学生特点影像电子学基础课程属于计算机视觉领域的基础课程，注重理论与实践相结合。
本课程旨在培养学生的计算机科学素养和科学研究能力，因此要求学生掌握相关的基础数学分析知识。
本课程的学生对象主要为计算机科学与技术、电子信息工程等相关专业的本科生。
教学内容为了达到上述课程目标，我们将本课程分为两个模块，具体内容如下：模块一：数字图像处理基础本模块介绍数字图像的概念与表示、基础的图像处理方法、数字图像增强技术、数字图像滤波技术、数字图像的边缘检测等。
课程安排•第一讲：数字图像的概念与表示•第二讲：数字图像的亮度和色彩平衡调节•第三讲：数字图像的灰度化与二值化•第四讲：数字图像的空间域与频率域滤波•第五讲：数字图像的边缘检测及其应用模块二：计算机视觉与实践本模块主要介绍计算机视觉在实际应用中的常见算法及工具，包括影像的特征提取、目标检测、图像分割、光流估计等。
课程安排•第六讲：特征提取及其应用•第七讲：目标检测及其应用•第八讲：图像分割及其应用•第九讲：光流估计及其应用课程评估本课程评估由平时成绩和期末考试成绩组成。
具体评估细则如下：平时成绩平时成绩包括实验报告、上课表现、作业和课堂测试等。
影像技术学 课件2
• 缺点：产生散射线， 造成灰雾
• *X线距离衰减：
• X线量与距离平方成反比 举例：X线摄影距离从200厘米减至
100厘米，X线量应有原100mAs 减至
25mAs
人体对X线吸收
• 由大到小
骨骼 软组织
脂肪
气体
X线焦点
• 实际焦点：X线管阳极 靶面接受电子撞击的 面积。
• 照片影像的密度，可以根据照片透光率 与阻光率来测量。
当观片灯入射光强度为i。，经照片密度 吸收后的光强度为i时，透光率为T=i/i。
阻光率为O=i。/i，密度D=lgi。/i
密度=1表示测试标准密度；密度=2表示 强光灯阅片密度；密度=3表示直接曝光 密度。
• 一般适合人眼观察的X线照片密度范围在 0.25~2.0，而最宜于医生识别的密度范 围为0.7~1.5
X线强度
• 垂直于X线传播方向的单位面积上在单位 时间内通过的光子数目和能量总和。在
实际工作中用量和质来表示。
• X量：管电流mA×嚗光时间S • X质：管电压Kv
X线与物质作用后结果（发生衰减）
• 光电效应（光电吸收）
• X线光子与物质原子内层轨 道电子碰撞时，将全部能量 传递给电子，获得能量的电 子摆脱原子核的吸引成为自 由电子，而X线光子本身消 失。
X线成像
X线发现
• 1895年11月8日 • 德国物理学家---伦琴
X线产生条件
• 1.电子源。 • 2.高速运动的电子。
①高电压产生的电场 ②真空状态 • 3.阳极靶面。
X线的组成:连续X线和标识X线
• 连续X线（连续放射、 轫致辐射）
• 具有一定能量的电子 撞进靶原子核附近时， 在核电场的作用下， 改变运动的速度和方 向，电子离开碰撞点。 在此过程中，该电子 损失的能量变为连续 放射。
影像电子学基础第二讲
有
热效应相当
效
值
T i2R dt I2RT
概0
念
交流 直流
有效值
电量必须大写 如：U、I
则有
I 1 T i2dt T0
4. 最大值与有效值的关系 I
Im
i Im sin t
2
u U m sin t U U m 2
t
电流：i(t)=Imsin(wt+φi)
T
正弦电压、电 流的瞬时值
正弦电压、电 流的最大值
正弦的相位， w为角频率， φ为初相角
第一节 正弦交流电的基本概念
一、周期、频率与角频率 二、瞬时值、最大值与有效值 三、相位、初相角与相位差
i
一、周期、频率 与角频率
t
T
1. 周期 T：波形再次出现所需要的最短时间称为
* 有线通讯频率：300 - 5000 Hz
* 无线通讯频率： 30 kHz - 3×104 MHz
二、瞬时值、最大值与有效值
1. 瞬时值：正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用 小写符号表示，如瞬时电压u(t)、瞬时电流i(t)
i Im sin tu U m si n t
2. 最大值：瞬时值中的最大值称为最值或振幅，用 带下标m的大写符号表示，Um、Im。
Im siω n t2Isiω n t
① 频率相同 ②大小关系：I
U
R
③相位关系 ： u、i 相位相同
相位差：ui 0
2. 功率关系
(1) 瞬时功率 p：瞬时电压与瞬时电流的乘积
i 2Isinωt
ui
影像电子学基础第二版教学设计
影像电子学基础第二版教学设计引言影像电子学是仪器电子学的一个分支，具有很广泛的应用领域。
它涉及到成像系统中的传感器设计、信号处理和图像重建等各个方面。
本文将介绍基于第二版《影像电子学基础》教材的教学设计，旨在提高学生的对影像电子学的理解和认识。
教学目标通过本课程的学习，学生应能够：1.掌握影像传感器的基本原理和应用；2.理解成像系统的信号处理流程和算法；3.熟悉图像重建和处理的常用技术。
教学内容单元一：影像传感器•理解影像传感器的基本原理和结构；•掌握光电转换器的原理和特点；•学习CCD和CMOS影像传感器的工作原理和技术特点；•了解光电转换器中常见的电路结构和放大电路。
单元二：成像系统的信号处理和算法•掌握成像系统的图像处理流程和常见算法；•学习锐化、模糊和边缘检测等常用技术；•了解数字图像处理中的常见方法和工具；•熟悉数字图像处理的编程方法和实现技巧。
单元三：图像重建和处理的实践•学习常用图像重建和处理的实验方法和技术；•熟悉数字图像采集、存储和处理的基本原理和方法；•掌握常见图像处理算法的实现方法和技巧。
教学方法本课程采用理论讲解、实验实践和编程练习相结合的教学方法，重视学生的实践能力和技术应用能力的培养。
在教学过程中，我们将采用以下方法和策略：1.采用实验教学法，注重教材和实验教学的知识的结合；2.采用分组讨论和互动交流的方式，引导学生在教学过程中积极参与和表达；3.运用关系图、示意图等形式，帮助学生理解和掌握复杂的影像电子学系统模型和算法设计。
考核与评估为了确保学生对本课程的掌握程度和应用能力，我们将采用以下考核方法：1.期末考试（占总成绩70%）：主要考查学生对课程中重点知识、算法和技术的掌握程度；2.实验报告和综合项目（占总成绩30%）：要求学生独立进行实验和项目设计、开发和演示，提高学生的综合应用能力和实践操作能力。
结论通过本课程的学习，学生将深入了解影像电子学的相关知识和技术，掌握成像系统中的传感器设计、信号处理和图像重建等方面的基本原理和方法。
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第一节 正弦交流电的基本概念 第二节 单一元件交流电路 第三节 RLC串并联交流电路及其谐振 第四节 三相交流电路 第五节 安全用电常识
电压电流的大小和方 向都不随时间改变
（第一章）
大小和方向随时间作周期性变化的电流
生产和日常生活中所用的交流电，一般都是正弦交流电。
如果电流或电压每经过一定时间 （T ）就重复变化一次，
i 2 I sin ω t
ui
iu
u 2 U sin ω t
小写
O
ωt
p ui
Um Im sin2 ω t
pp
1 2
Um Im (1
cos
2ωt)
O
ωt
结论: p 0 （耗能元件）,且随时间变化。
电感元件的交流电路
1、电压与电流的关系
基本关系式：u
设：i 2 I sin
交流电的三要素 角频率、最大值和初相位
四、正弦量的相量表示
正弦量的表示方法有以下几种：
i
波形图表示
t
三角函数式表示 i sin1000 t 30
必须 小写
相量表示法
jy b
0 ax
第二节 单一元件交流电路
电阻元件的交流电路
1. 电压与电流的关系
根据欧姆定律: u iR
1 T i 2dt T0
4. 最大值与有效值的关系 I
Im
i Im sin t
2
u Um sin t U Um 2
Im 2I Um 2U
i 2I sin t u 2U sin t
问题与讨论
若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于
则此种电流 、电压称为周期性交流电流或电压。如正弦波
、方波、三角波、锯齿波 等。记做： u(t) = u(t + T )
u
u
t
t
T T
如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按正弦
规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是
正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。正弦交流
电交流电的一种。
U（i）
电压：u(t)=Umsin(wt+φ v)
设 u Umsinω t
i
+
u
R
_
i u Umsinω t 2U sinω t
R
R
R
Imsin ω t 2 I sin ω t
① 频率相同 ②大小关系：I U
R
③相位关系 ： u、i 相位相同
相位差 ： u i 0
2. 功率关系
(1) 瞬时功率 p：瞬时电压与瞬时电流的乘积
P
ui
U
mIm
sin ωt
2
sin t
U
mIm 2
sin2t UIsin2t
（2）有功功率：
P 1
T pdt 1
T
pUIsin2tdt 0
T0
T0
（3）无功功率：
Q
UI
I 2XL
UL XL
电容元件的交流电路
1、电流与电压的关系
基本关系式： i C du
220V 的线路上?
~ 220V
电器 最高耐压 =300V
有效值 U = 220V
电源电压
最大值 Um = 2 220V = 311V
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所以 不能用。
三、相位、初相角与相位差
i(t) 2I sin t
（t i）：正弦波的相位角或相位。
t
电流：i(t)=Imsin(wt+φ i)
T
正弦电压、电 流的瞬时值
正弦电压、电 流的最大值
正弦的相位， w为角频率， φ 为初相角
第一节 正弦交流电的基本概念
一、周期、频率与角频率 二、瞬时值、最大值பைடு நூலகம்有效值 三、相位、初相角与相位差
i
一、周期、频率 与角频率
t
T
1. 周期 T：波形再次出现所需要的最短时间称为
两种正弦信号的相位关系
同
相 位
2
1
相
i2
位
领
先 1 2
i2
1 2
i1
t
i1 1 2 0
t
i i 领先于
1
2
相 位
i1
落
后 2 1
i2
1 2 0
t i i1 落后于 2
i Im sin t
u Um sin t
～，用T 表示。（波形变化一周所需的时间） 单
位：秒(s),毫秒(ms)
2.频率 f： 每秒变化的次数，用f表示。
f 1
单位：赫兹(Hz)、千赫兹(KHz)、兆赫兹(MHz)
T
3.角频率 ω ：每秒变化的弧度。单位：弧度/
秒(rad/s) 描述正弦量变化快慢的物理量
2 2 f
T
小常识
设：u 2 U sin ω t dt
i
+
u
C
_
则：i C du 2 UC ω cos ω t 电流与电压
dt
的变化率成
2 U ωC sin(ω t 90) 正比。
ω
eL
t
L
di dt
u L d( Imsinω t) dt
2 Iω Lsin(ω t 90)
i
+
-
u L eL
-
+
2 U sin( ω t 90)
XL L 2fL
① 频率相同 ②电压超前电流90 ③通直流，阻交流
通低频，阻高频
2、电感电路的功率
（1）瞬时功率：
2. 最大值：瞬时值中的最大值称为最值或振幅，用 带下标m的大写符号表示，Um、Im。
3. 有效值：在工程应用和电路分析中常用相应的物 理量有效值来表示。 有效值是从交流电流的热效应来规定的。
有
热效应相当
效
值
T i2R dt I 2RT
概0
念
交流 直流
有效值
电量必须大写 如：U、I
则有
I
* 电网频率： 中国 50 Hz 美国 、日本 60 Hz
* 有线通讯频率：300 - 5000 Hz
* 无线通讯频率： 30 kHz - 3×104 MHz
二、瞬时值、最大值与有效值
1. 瞬时值：正弦量在任一瞬间的值称为瞬时值，用 小写符号表示，如瞬时电压u(t)、瞬时电流i(t)
i Im sin t u Um sin t
：
i
t
=
0
时的相位，称为初相位或初相角。
i
t
i
说明： 给出了观察正弦波的起点或参考点，
常用于描述多个正弦波相互间的关系。
两个同频率正弦量间的相位差( 初相差)
i1 i2
t
1
2
i1 Im1 sin t 1 i2 Im2 sin t 2
t 1 t 2 12