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1、第四章第四章 图像的成像、显示和记录图像的成像、显示和记录l l摄像器件分类：摄像器件分类：摄像器件分类：摄像器件分类：内光电导效应型内光电导效应型内光电导效应型内光电导效应型外光电效应型外光电效应型外光电效应型外光电效应型光电像管光电像管光电像管光电像管 Iconoscope Iconoscope超光电像管超光电像管超光电像管超光电像管 super Iconoscope super Iconoscope正析像管正析像管正析像管正析像管OrthiconOrthicon超正析像管超正析像管超正析像管超正析像管 super super OrthiconOrthicon视像管视像管视像管视像管 Vi
2、dcon Vidcon氧化铅管氧化铅管氧化铅管氧化铅管 Plumbicon Plumbicon硒砷锑管硒砷锑管硒砷锑管硒砷锑管SaticonSaticon硅靶管硅靶管硅靶管硅靶管 电子管电子管电子管电子管固体摄像器件固体摄像器件固体摄像器件固体摄像器件MOSMOS摄像器件摄像器件摄像器件摄像器件CCDCCD摄像器件摄像器件摄像器件摄像器件(吸收光发出吸收光发出吸收光发出吸收光发出 自由电子自由电子自由电子自由电子)入入入入射射射射光光光光光光光光电电电电面面面面二次电子二次电子二次电子二次电子倍增器倍增器倍增器倍增器信信信信号号号号出出出出析像管原理析像管原理析像管原理析像管原理光光光光电电电
3、电子子子子(电阻率随光电阻率随光电阻率随光电阻率随光 量变化量变化量变化量变化)R RL L+E+E像素等效电路像素等效电路像素等效电路像素等效电路C C信信信信号号号号出出出出电子枪电子枪电子枪电子枪入入入入射射射射光光光光光导管原理光导管原理光导管原理光导管原理信号出信号出信号出信号出光导靶光导靶光导靶光导靶电子束电子束电子束电子束l l直径直径直径直径(英寸英寸英寸英寸)：3,1.5,1,2/3,1/23,1.5,1,2/3,1/2。l l超正析像管：超正析像管：超正析像管：超正析像管：惰性小噪声大。惰性小噪声大。惰性小噪声大。惰性小噪声大。l l视像管：视像管：视像管：视像管：电场和长
4、磁场聚焦；电场和长磁场聚焦；电场和长磁场聚焦；电场和长磁场聚焦；网电极保证电子束垂直上靶。网电极保证电子束垂直上靶。网电极保证电子束垂直上靶。网电极保证电子束垂直上靶。l l固体摄像器件：固体摄像器件：固体摄像器件：固体摄像器件：无须扫描和无须扫描和无须扫描和无须扫描和聚焦聚焦聚焦聚焦(按像素移位按像素移位按像素移位按像素移位)，光谱响应，光谱响应，光谱响应，光谱响应宽，功耗低，可集成处理电路。宽，功耗低，可集成处理电路。宽，功耗低，可集成处理电路。宽，功耗低，可集成处理电路。有电荷耦合有电荷耦合有电荷耦合有电荷耦合(CCD)(CCD)和和和和CMOSCMOS摄像器件，它是发展方向。摄像器件，
5、它是发展方向。摄像器件，它是发展方向。摄像器件，它是发展方向。信信信信号号号号出出出出视像管构造图视像管构造图视像管构造图视像管构造图超正析像管超正析像管超正析像管超正析像管CCDCCD摄像器件摄像器件摄像器件摄像器件光谱特性光谱特性光谱特性光谱特性SiOSiO2 2N-SiN-Si-V-V1 10V0VAl Al 电极电极电极电极耗尽层耗尽层耗尽层耗尽层(a)(a)势阱的形成势阱的形成势阱的形成势阱的形成-V-V1 1*-V-V2 2(c)(c)少数载流子的转少数载流子的转少数载流子的转少数载流子的转移移移移-V-V1 10V0V(b)(b)少数载流子的捕获少数载流子的捕获少数载流子的捕获少
6、数载流子的捕获光照光照光照光照0V0V-V-V2 2(d)(d)转移完成转移完成转移完成转移完成CCD CCD 摄像器件的工作原理：摄像器件的工作原理：平面扫描平面扫描平面扫描平面扫描C C D C C D 成像单元成像单元成像单元成像单元C C D C C D 移位寄存器移位寄存器移位寄存器移位寄存器输出信号输出信号输出信号输出信号行行行行间间间间转转转转移移移移方方方方式式式式 帧帧帧帧转转转转移移移移方方方方式式式式MOS MOS 摄像器件的工作原理：摄像器件的工作原理：Y1 Y2信号输出Y移位寄存器X 移 位 寄 存 器X1X2RLEMOS开关光电二极管A/D数字信号输出彩色摄像机的分
7、光：彩色摄像机的分光：棱镜和滤色片分光棱镜和滤色片分光R CCDG CCDB CCD红红红红外外外外滤滤滤滤光光光光片片片片变变变变焦焦焦焦镜镜镜镜头头头头R/B CCDG CCD红红红红外外外外滤滤滤滤光光光光片片片片变变变变焦焦焦焦镜镜镜镜头头头头青色滤光片青色滤光片青色滤光片青色滤光片红、蓝滤光片红、蓝滤光片红、蓝滤光片红、蓝滤光片R/G/B CCD红、绿、蓝方红、绿、蓝方红、绿、蓝方红、绿、蓝方格图案滤光片格图案滤光片格图案滤光片格图案滤光片红红红红外外外外滤滤滤滤光光光光片片片片变变变变焦焦焦焦镜镜镜镜头头头头分色棱镜分色棱镜分色棱镜分色棱镜二向分色棱镜二向分色棱镜二向分色棱镜二向分
8、色棱镜(a)三板式的棱镜分光三板式的棱镜分光(b)二板式的二向色棱镜分光板式的二向色棱镜分光(c)单板式的方格图案滤色片分光单板式的方格图案滤色片分光色再现性好的滤色色再现性好的滤色色再现性好的滤色色再现性好的滤色片是把绿色配置成片是把绿色配置成片是把绿色配置成片是把绿色配置成方格，而在其间配方格，而在其间配方格，而在其间配方格，而在其间配置红、蓝滤色片。置红、蓝滤色片。置红、蓝滤色片。置红、蓝滤色片。绿色多可尽量加宽绿色多可尽量加宽绿色多可尽量加宽绿色多可尽量加宽亮度信号的带宽。亮度信号的带宽。亮度信号的带宽。亮度信号的带宽。采用包含绿色成份采用包含绿色成份采用包含绿色成份采用包含绿色成份的
9、补色滤色片的补色滤色片的补色滤色片的补色滤色片(白、白、白、白、青、黄青、黄青、黄青、黄)可以提高光可以提高光可以提高光可以提高光的利用率。的利用率。的利用率。的利用率。人眼和硅半导体人眼和硅半导体人眼和硅半导体人眼和硅半导体相对不同波长光相对不同波长光相对不同波长光相对不同波长光的敏感曲线的敏感曲线的敏感曲线的敏感曲线CCD彩色摄像机彩色摄像机l l 3CCD3CCD：用前一像素替用前一像素替用前一像素替用前一像素替换有缺陷的缺陷补偿电路；换有缺陷的缺陷补偿电路；换有缺陷的缺陷补偿电路；换有缺陷的缺陷补偿电路；以以以以GG为准的白平衡，故色为准的白平衡，故色为准的白平衡，故色为准的白平衡，故
10、色差中差中差中差中GG替替替替Y Y；Y Y控制光圈；控制光圈；控制光圈；控制光圈；轮廓补偿提高清晰度；处轮廓补偿提高清晰度；处轮廓补偿提高清晰度；处轮廓补偿提高清晰度；处理电路有彩色校正、理电路有彩色校正、理电路有彩色校正、理电路有彩色校正、校校校校正、黑斑补偿等。正、黑斑补偿等。正、黑斑补偿等。正、黑斑补偿等。l l2CCD2CCD：R,BR,B共用共用共用共用CCDCCD后青色滤光片衰减红以保后青色滤光片衰减红以保后青色滤光片衰减红以保后青色滤光片衰减红以保持增益一致；条形滤色片持增益一致；条形滤色片持增益一致；条形滤色片持增益一致；条形滤色片和识别电路分离红和蓝色；和识别电路分离红和蓝
11、色；和识别电路分离红和蓝色；和识别电路分离红和蓝色；GG独占独占独占独占CCDCCD保证清晰度。保证清晰度。保证清晰度。保证清晰度。技术指标低于技术指标低于技术指标低于技术指标低于3CCD3CCD，适用，适用，适用，适用于专业级摄像应用。于专业级摄像应用。于专业级摄像应用。于专业级摄像应用。三板式三板式三板式三板式CCDCCD摄像机摄像机摄像机摄像机二板式二板式二板式二板式CCDCCD摄像机摄像机摄像机摄像机USB 数字摄像机组成原理：UARTUART8/108/10bitsbits摄像接口摄像接口256K16（EDO/SDRAM）DRAMDRAM接口接口接口接口Addr.R/WAddr.R/
12、WDataData压缩引擎压缩引擎压缩引擎压缩引擎 CE CECompressionCompressionEngineEngine先进先出缓存先进先出缓存先进先出缓存先进先出缓存（FIFOFIFO）8/108 8 USB USB 接口接口接口接口8 8 系统系统系统系统 控制器控制器控制器控制器CMOSCMOS数字数字数字数字摄像器件摄像器件摄像器件摄像器件（HDCSHDCS）48MH48MHZ Z晶振晶振晶振晶振USB USB 控制器控制器控制器控制器USBUSB总线总线总线总线USBUSB驱动器驱动器驱动器驱动器 数字相机芯片数字相机芯片数字相机芯片数字相机芯片CMOS摄像器件的结构：摄像
13、器件的结构：l lAPS(Active Pixel StructureAPS(Active Pixel Structure )：由由由由1990s1990s中期中期中期中期NASANASA引入引入引入引入CMOSCMOS 图像传感器，解决了噪声问题。图像传感器，解决了噪声问题。图像传感器，解决了噪声问题。图像传感器，解决了噪声问题。l l像素尺寸减小后低光照下灵敏像素尺寸减小后低光照下灵敏像素尺寸减小后低光照下灵敏像素尺寸减小后低光照下灵敏度迅速降低，采用微透镜和滤色度迅速降低，采用微透镜和滤色度迅速降低，采用微透镜和滤色度迅速降低，采用微透镜和滤色片组合以及片组合以及片组合以及片组合以及CM
14、OSCMOS工艺的优势，工艺的优势，工艺的优势，工艺的优势，前景好于前景好于前景好于前景好于CCDCCD。APS APS 在在在在显显显显微微微微镜镜镜镜下的下的下的下的结结结结构构构构APS APS 原理框原理框原理框原理框图图图图Photodiode Photodiode Active-Pixel Active-Pixel ArchitectureArchitecture微透微透微透微透镜镜镜镜改善低光特性改善低光特性改善低光特性改善低光特性l lBayer Bayer Bayer Bayer 滤色片结构：滤色片结构：滤色片结构：滤色片结构：图像传感器结构是每行同时输出图像传感器结构是每行
15、同时输出图像传感器结构是每行同时输出图像传感器结构是每行同时输出2 2列上的像素：一行按列上的像素：一行按列上的像素：一行按列上的像素：一行按G,R;-G,RG,R;-G,R。下一行按。下一行按。下一行按。下一行按B,G;-B,G;-B,GB,G。因此，图像尺寸基本以。因此，图像尺寸基本以。因此，图像尺寸基本以。因此，图像尺寸基本以2222的倍数扩大或缩小。的倍数扩大或缩小。的倍数扩大或缩小。的倍数扩大或缩小。有有有有B B，缺，缺，缺，缺GG和和和和R R：G=G=周围周围周围周围4 4个个个个GG的平均；的平均；的平均；的平均；R=R=周围周围周围周围4 4个个个个R R的平均。的平均。的
16、平均。的平均。有有有有GG，缺，缺，缺，缺B B和和和和R R：B=B=周围周围周围周围2 2个个个个B B的平均；的平均；的平均；的平均；R=R=周围周围周围周围2 2个个个个R R的平均。的平均。的平均。的平均。有有有有R R，缺，缺，缺，缺GG和和和和B B：G=G=周围周围周围周围4 4个个个个GG的平均；的平均；的平均；的平均；B=B=周围周围周围周围4 4个个个个B B的平均。的平均。的平均。的平均。Bayer Bayer 滤色片颜色内插算法滤色片颜色内插算法滤色片颜色内插算法滤色片颜色内插算法BayerBayer滤色图案滤色图案滤色图案滤色图案 0 1 2 3 .636 637
17、638 639012 3:476477478479.:l lHDCS(HDCS(AgilentAgilent公司公司公司公司)的结构：的结构：的结构：的结构：成像阵列成像阵列成像阵列成像阵列VGA:640480VGA:640480CIF:352 288CIF:352 288模拟行缓冲模拟行缓冲模拟行缓冲模拟行缓冲列译码列译码列译码列译码 可编增益放大器可编增益放大器可编增益放大器可编增益放大器PGA0PGA0 PGA1PGA1 模数转换器模数转换器模数转换器模数转换器ADC 0ADC 0 ADC 1ADC 1 缓冲缓冲缓冲缓冲输出输出输出输出行行行行译译译译码码码码行控制行控制行控制行控制列控
18、制列控制列控制列控制PGAPGA控制控制控制控制ADCADC控制控制控制控制1010位并行数据输出位并行数据输出位并行数据输出位并行数据输出主控制主控制主控制主控制状态机状态机状态机状态机 Reg 0Reg 0Reg 1Reg 1 .Reg nReg n寄存器堆寄存器堆寄存器堆寄存器堆串联接口控制串联接口控制串联接口控制串联接口控制 串串串串 并转换并转换并转换并转换并行接口控制并行接口控制并行接口控制并行接口控制数据输出控制信号数据输出控制信号数据输出控制信号数据输出控制信号寄存器总线寄存器总线寄存器总线寄存器总线列地址列地址列地址列地址行地址行地址行地址行地址控控控控制制制制总总总总线线线
19、线Reg DataReg DataCtrlCtrl DIDIDODOOEOERxDRxDTxDTxDTCLKTCLKl l 22 22的的的的块给出一个彩色像素所需要的三基块给出一个彩色像素所需要的三基块给出一个彩色像素所需要的三基块给出一个彩色像素所需要的三基色值，由于不同色滤光片的透光率和光电二极管的色值，由于不同色滤光片的透光率和光电二极管的色值，由于不同色滤光片的透光率和光电二极管的色值，由于不同色滤光片的透光率和光电二极管的光谱响应差异造成三基色增益的不同，这将影响图光谱响应差异造成三基色增益的不同，这将影响图光谱响应差异造成三基色增益的不同，这将影响图光谱响应差异造成三基色增益的不
20、同，这将影响图像的白平衡。像的白平衡。像的白平衡。像的白平衡。HDCS HDCS 利用二个增益可编程的放大器利用二个增益可编程的放大器利用二个增益可编程的放大器利用二个增益可编程的放大器(PGA)(PGA)对三个基色分别设置不同放大倍数来解决，对三个基色分别设置不同放大倍数来解决，对三个基色分别设置不同放大倍数来解决，对三个基色分别设置不同放大倍数来解决，四组增益寄存器分偶行偶列和奇行奇列四组增益寄存器分偶行偶列和奇行奇列四组增益寄存器分偶行偶列和奇行奇列四组增益寄存器分偶行偶列和奇行奇列(影响影响影响影响G)G)，偶偶偶偶行奇列行奇列行奇列行奇列(影响影响影响影响R)R)，奇行偶列，奇行偶列
21、，奇行偶列，奇行偶列(影响影响影响影响B)B)。成像阵列中。成像阵列中。成像阵列中。成像阵列中偶偶偶偶行是绿行是绿行是绿行是绿-红行，奇行是蓝红行，奇行是蓝红行，奇行是蓝红行，奇行是蓝-绿行。绿行。绿行。绿行。l l通过串行接口可对通过串行接口可对通过串行接口可对通过串行接口可对2525个内部寄存器编程，设置器个内部寄存器编程，设置器个内部寄存器编程，设置器个内部寄存器编程，设置器件的工作和接口方式。编程参数：图像窗口大小、件的工作和接口方式。编程参数：图像窗口大小、件的工作和接口方式。编程参数：图像窗口大小、件的工作和接口方式。编程参数：图像窗口大小、光电积累时间、像素增益、数据格式和码率、
22、接口光电积累时间、像素增益、数据格式和码率、接口光电积累时间、像素增益、数据格式和码率、接口光电积累时间、像素增益、数据格式和码率、接口定时、中断控制、行和场以及快门同步、器件工作定时、中断控制、行和场以及快门同步、器件工作定时、中断控制、行和场以及快门同步、器件工作定时、中断控制、行和场以及快门同步、器件工作模式、输出引脚的驱动电平等。模式、输出引脚的驱动电平等。模式、输出引脚的驱动电平等。模式、输出引脚的驱动电平等。GRBG医学成像系统：医学成像系统：l l影像诊断的方法：影像诊断的方法：影像诊断的方法：影像诊断的方法：X X光放射光放射光放射光放射学、计算机轴向层析学、计算机轴向层析学、
23、计算机轴向层析学、计算机轴向层析(CAT(CAT：透射式透射式透射式透射式CTCT和发射式和发射式和发射式和发射式ECT)ECT)、红、红、红、红外、射频和超声外、射频和超声外、射频和超声外、射频和超声(A(A、B B、MM型型型型)技术、技术、技术、技术、照相和核磁共振成像照相和核磁共振成像照相和核磁共振成像照相和核磁共振成像(MRI)(MRI)等。一般说采用等。一般说采用等。一般说采用等。一般说采用X X光、红外、射频和超声等为媒体的影像诊断是形态显光、红外、射频和超声等为媒体的影像诊断是形态显光、红外、射频和超声等为媒体的影像诊断是形态显光、红外、射频和超声等为媒体的影像诊断是形态显像像
24、像像(反映组织的密度分布反映组织的密度分布反映组织的密度分布反映组织的密度分布)。而属于核医学范畴的。而属于核医学范畴的。而属于核医学范畴的。而属于核医学范畴的 照照照照相和核磁共振成像既是形态显像，又是功能显像。相和核磁共振成像既是形态显像，又是功能显像。相和核磁共振成像既是形态显像，又是功能显像。相和核磁共振成像既是形态显像，又是功能显像。l l 照相机照相机照相机照相机(H.Anger)(H.Anger)和和和和ECTECT：利用同位素标记的药利用同位素标记的药利用同位素标记的药利用同位素标记的药物参与人体的生理和生化过程，浓度分布得到结构形物参与人体的生理和生化过程，浓度分布得到结构形
25、物参与人体的生理和生化过程，浓度分布得到结构形物参与人体的生理和生化过程，浓度分布得到结构形态态态态(空间分辨空间分辨空间分辨空间分辨)及变化得到功能及变化得到功能及变化得到功能及变化得到功能(功能分辨和时间分辨功能分辨和时间分辨功能分辨和时间分辨功能分辨和时间分辨)。数字医学影像数字医学影像数字医学影像数字医学影像诊断系统诊断系统诊断系统诊断系统工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：9999TcTc、131131I I和和和和125125I I是富是富是富是富中子的中子的中子的中子的-衰变衰变衰变衰变(np+(np+-)，返，返，返，返回基态时产生单个单方向的回基态时产生单个单方向的回基态
26、时产生单个单方向的回基态时产生单个单方向的 光光光光子。通过铅合金准直器进入子。通过铅合金准直器进入子。通过铅合金准直器进入子。通过铅合金准直器进入NaINaI晶体发光，由光电倍增管阵列晶体发光，由光电倍增管阵列晶体发光，由光电倍增管阵列晶体发光，由光电倍增管阵列接受位置和能量信息。能量接受位置和能量信息。能量接受位置和能量信息。能量接受位置和能量信息。能量E E进进进进窗口电路鉴别窗口电路鉴别窗口电路鉴别窗口电路鉴别(不同核素能量峰不同核素能量峰不同核素能量峰不同核素能量峰不同不同不同不同)，位置作为帧存的地址。，位置作为帧存的地址。，位置作为帧存的地址。，位置作为帧存的地址。因出现因出现因
27、出现因出现 光子是符合泊松分布随机事件，要用计数式光子是符合泊松分布随机事件，要用计数式光子是符合泊松分布随机事件，要用计数式光子是符合泊松分布随机事件，要用计数式采集，存储器字长决定最大计数值，一般采集，存储器字长决定最大计数值，一般采集，存储器字长决定最大计数值，一般采集，存储器字长决定最大计数值，一般10bit10bit。在。在。在。在 相机基础上发展的相机基础上发展的相机基础上发展的相机基础上发展的ECTECT有单光子有单光子有单光子有单光子(SPECT)(SPECT)和正电和正电和正电和正电子子子子(PET)(PET)两类。两类。两类。两类。目前目前目前目前PETPET最有前途，它使
28、用核素最有前途，它使用核素最有前途，它使用核素最有前途，它使用核素1111C C、预放器阵列预放器阵列预放器阵列预放器阵列位置变换电路位置变换电路位置变换电路位置变换电路X+X+X-X-Y+Y+Y-Y-A/DA/DA/DA/D行地址行地址列地址列地址计数式计数式计数式计数式图像帧存图像帧存图像帧存图像帧存能能能能量量量量窗窗窗窗口口口口E E读写控制读写控制读写控制读写控制处理和显示处理和显示处理和显示处理和显示 照相机照相机照相机照相机1515OO、1313N N、1818F F都是人体组成的元素。它们是缺中子都是人体组成的元素。它们是缺中子都是人体组成的元素。它们是缺中子都是人体组成的元素
29、。它们是缺中子的的的的+衰变衰变衰变衰变(np+(np+)，正电子，正电子，正电子，正电子+很快与组织周围很快与组织周围很快与组织周围很快与组织周围负电子结合形成两个成对的方向相反的负电子结合形成两个成对的方向相反的负电子结合形成两个成对的方向相反的负电子结合形成两个成对的方向相反的 光子光子光子光子(湮没湮没湮没湮没辐射辐射辐射辐射)。现在认为大部分与生命有关的代谢过程与短。现在认为大部分与生命有关的代谢过程与短。现在认为大部分与生命有关的代谢过程与短。现在认为大部分与生命有关的代谢过程与短半衰期的核素衰变在时向上一致。半衰期的核素衰变在时向上一致。半衰期的核素衰变在时向上一致。半衰期的核素
30、衰变在时向上一致。l l核磁共振成像核磁共振成像核磁共振成像核磁共振成像MRI:MRI:使用质子或中子为奇数使用质子或中子为奇数使用质子或中子为奇数使用质子或中子为奇数(不配对的核有内磁矩和不配对的核有内磁矩和不配对的核有内磁矩和不配对的核有内磁矩和自旋角动量自旋角动量自旋角动量自旋角动量)的同位素的同位素的同位素的同位素(1 1HH、2 2HH、1313C C、1414N N、1919F F、2323NaNa、3131P P、127127I)I)，也是人体组成的元素。也是人体组成的元素。也是人体组成的元素。也是人体组成的元素。核磁共振成像（核磁共振成像（核磁共振成像（核磁共振成像（MRIMR
31、I）无外静磁场时脏器的合成磁场为零，加外磁场核的磁无外静磁场时脏器的合成磁场为零，加外磁场核的磁无外静磁场时脏器的合成磁场为零，加外磁场核的磁无外静磁场时脏器的合成磁场为零，加外磁场核的磁矩沿磁场方向排列矩沿磁场方向排列矩沿磁场方向排列矩沿磁场方向排列(顺磁场者多于逆磁场顺磁场者多于逆磁场顺磁场者多于逆磁场顺磁场者多于逆磁场)总体呈净磁总体呈净磁总体呈净磁总体呈净磁场。核磁矩绕静磁场轴线转动的进动频率称场。核磁矩绕静磁场轴线转动的进动频率称场。核磁矩绕静磁场轴线转动的进动频率称场。核磁矩绕静磁场轴线转动的进动频率称LarmorLarmor频率。当加入频率。当加入频率。当加入频率。当加入Larm
32、orLarmor频率的射频电磁场，射频场传频率的射频电磁场，射频场传频率的射频电磁场，射频场传频率的射频电磁场，射频场传播方向垂直于静磁场，核磁矩发生共振偏离，射频场播方向垂直于静磁场，核磁矩发生共振偏离，射频场播方向垂直于静磁场，核磁矩发生共振偏离，射频场播方向垂直于静磁场，核磁矩发生共振偏离，射频场能量以光子传给核磁矩使它跃迁高能态能量以光子传给核磁矩使它跃迁高能态能量以光子传给核磁矩使它跃迁高能态能量以光子传给核磁矩使它跃迁高能态(共振交换共振交换共振交换共振交换)。去掉射频场后，核回到低能态发出光子。该交换过程去掉射频场后，核回到低能态发出光子。该交换过程去掉射频场后，核回到低能态发出
33、光子。该交换过程去掉射频场后，核回到低能态发出光子。该交换过程净磁场的变化在接收线圈产生共振频率的感应电压，净磁场的变化在接收线圈产生共振频率的感应电压，净磁场的变化在接收线圈产生共振频率的感应电压，净磁场的变化在接收线圈产生共振频率的感应电压，幅度与原子密度有关。幅度与原子密度有关。幅度与原子密度有关。幅度与原子密度有关。MRIMRI磁体类型：超导磁体类型：超导磁体类型：超导磁体类型：超导(1.510(1.5104 4高斯高斯高斯高斯)、电阻和永磁型、电阻和永磁型、电阻和永磁型、电阻和永磁型(0.30.510(0.30.5104 4高斯高斯高斯高斯)。其他结。其他结。其他结。其他结构构构构有
34、梯度线圈、发射和接收线圈以及计算机图像处理系有梯度线圈、发射和接收线圈以及计算机图像处理系有梯度线圈、发射和接收线圈以及计算机图像处理系有梯度线圈、发射和接收线圈以及计算机图像处理系统。成像清晰、对比度高，兼有结构和功能。在动态统。成像清晰、对比度高，兼有结构和功能。在动态统。成像清晰、对比度高，兼有结构和功能。在动态统。成像清晰、对比度高，兼有结构和功能。在动态和代谢方面不如和代谢方面不如和代谢方面不如和代谢方面不如PETPET，不适合骨与空气部位成像。，不适合骨与空气部位成像。，不适合骨与空气部位成像。，不适合骨与空气部位成像。遥感使用的传感器遥感使用的传感器被动式被动式被动式被动式主动式
35、主动式主动式主动式激光光谱仪激光光谱仪激光光谱仪激光光谱仪激光测距仪激光测距仪激光测距仪激光测距仪雷达雷达雷达雷达侧视雷达侧视雷达侧视雷达侧视雷达扫描式扫描式扫描式扫描式非扫描非扫描非扫描非扫描图像图像图像图像非图像非图像非图像非图像地磁测量地磁测量地磁测量地磁测量重力测量重力测量重力测量重力测量其他其他其他其他单照相机单照相机单照相机单照相机多光谱相机多光谱相机多光谱相机多光谱相机单镜头单镜头单镜头单镜头多胶片多胶片多胶片多胶片单胶片单胶片单胶片单胶片多镜头多镜头多镜头多镜头多胶片多胶片多胶片多胶片单胶片单胶片单胶片单胶片电视摄像机电视摄像机电视摄像机电视摄像机固体扫描仪固体扫描仪固体扫描仪
36、固体扫描仪影像面扫描影像面扫描影像面扫描影像面扫描模拟式模拟式模拟式模拟式数字式数字式数字式数字式多光谱扫描仪多光谱扫描仪多光谱扫描仪多光谱扫描仪微波辐射计微波辐射计微波辐射计微波辐射计目标物面扫描目标物面扫描目标物面扫描目标物面扫描扫描式扫描式扫描式扫描式非扫描非扫描非扫描非扫描传感器传感器传感器传感器l l光学机械扫描仪：光学机械扫描仪：光学机械扫描仪：光学机械扫描仪：扫描扫描扫描扫描镜以镜以镜以镜以4545切线向旋转连续切线向旋转连续切线向旋转连续切线向旋转连续收集地面反射光谱收集地面反射光谱收集地面反射光谱收集地面反射光谱(通常为通常为通常为通常为0.38 14m)0.38 14m)。
37、经光栅。经光栅。经光栅。经光栅分光成多个波段接收并记分光成多个波段接收并记分光成多个波段接收并记分光成多个波段接收并记录在高密度数字磁带上。录在高密度数字磁带上。录在高密度数字磁带上。录在高密度数字磁带上。l l热红外扫描仪：热红外扫描仪：热红外扫描仪：热红外扫描仪：旋转镜旋转镜旋转镜旋转镜对对对对814m814m热辐射扫描探热辐射扫描探热辐射扫描探热辐射扫描探测。收集的信号可以用显测。收集的信号可以用显测。收集的信号可以用显测。收集的信号可以用显像管对与速高比像管对与速高比像管对与速高比像管对与速高比(V/H)(V/H)作等作等作等作等比例运动的胶片上曝光记比例运动的胶片上曝光记比例运动的胶
38、片上曝光记比例运动的胶片上曝光记录。一般常温物体录。一般常温物体录。一般常温物体录。一般常温物体(300K)(300K)的最大辐射在的最大辐射在的最大辐射在的最大辐射在10m10m。热红外扫描仪结构热红外扫描仪结构热红外扫描仪结构热红外扫描仪结构多光谱扫描仪多光谱扫描仪多光谱扫描仪多光谱扫描仪MSSMSS的结构的结构的结构的结构(Bendix(Bendix公司公司公司公司)HDDTHDDT无线电波谱的遥感无线电波谱的遥感无线电波遥感的优点：无线电波遥感的优点：无线电波遥感的优点：无线电波遥感的优点：可见光和红外遥感在地面云雾可见光和红外遥感在地面云雾可见光和红外遥感在地面云雾可见光和红外遥感在
39、地面云雾覆盖时失去作用，覆盖时失去作用，覆盖时失去作用，覆盖时失去作用，无线电波可以穿云无线电波可以穿云无线电波可以穿云无线电波可以穿云破雾，受大气影响破雾，受大气影响破雾，受大气影响破雾，受大气影响仅限于毫米波存在仅限于毫米波存在仅限于毫米波存在仅限于毫米波存在OO2 2 和和和和H H2 2OO的吸收带、的吸收带、的吸收带、的吸收带、厘米波在厘米波在厘米波在厘米波在1.35cm1.35cm有有有有H H2 2OO弱吸收。传感弱吸收。传感弱吸收。传感弱吸收。传感器主要是雷达和微器主要是雷达和微器主要是雷达和微器主要是雷达和微波辐射计。波辐射计。波辐射计。波辐射计。波段波段波段波段频率频率频率
40、频率波长波长波长波长VHFVHF30300MHz30300MHz110m110mUHFUHF3003000MHz3003000MHz10100cm10100cmL L带带带带10002000MHz10002000MHz1530cm1530cmS S带带带带20004000MHz20004000MHz7.515cm7.515cmC C带带带带40008000MHz40008000MHz3.757.5cm3.757.5cmX X带带带带800012500MHz800012500MHz2.43.75cm2.43.75cmK Ku u带带带带12.518GHz12.518GHz1.662.4cm1.662.4cmK K带带带带1826.5GHz1826.5GHz1.131.66cm1.131.66cmK Ka a带带带带26.540GHz26.540GHz0.751.13cm0.751.13cmEHFEHF30GHz30GHz10mm10mm地面分辨率地面分辨率地面分辨率地面分辨率r ra a与天线孔与天线孔与天线孔与天线孔径径径径D D以及离以及离以及离以及离地高度地高度地高度地高度H H的的的的关系：关系：关系：关系：(工作工作工作工作波长波长波长波长）