计算成像技术是什么

⑴ 现代生物医学成像有哪四大成像技术

现在常用的医学成像方法有X射线成像，核素成像(RI)，超声成像(USI)，X射线计算机断层成像(CT)，发射型计算机断层成像(ECT)，磁共振成像（MRI）。

⑵ computational imaging是什么意思

computational imaging

计算成像；

成像光学；

计算成象系统

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⑶ 　地球物理计算机层析成像（CT）技术

地球物理CT的发展主要受医学CT的影响。80年代CT技术已在地球物理学研究中得到了实际的应用。我国的地学CT起步稍晚一些，但目前已接近先进国家的水平。在地学CT中，一般通过在钻孔-钻孔、地面-钻孔和井下坑道间发射和接收地震波、声波或电磁波，并将在相应位置上接收到的有关地球物理场的信号经CT处理后得到最终勘测区的图像。与医学CT比较，地球物理CT的目标和参数比较复杂，是一项计算高度密集性的技术。层析成像处理中必须考虑到射线的弯曲，并且还须考虑到发射器和接收器位置难于随意设置的限制。在地学应用的初期，主要用ART（代数重建技术）和SIRT（同步迭代重建技术）的计算方法。近年来，由于专门用于地球物理CT的资料采集仪器和计算技术的发展，CT技术在水、工、环地质方面的应用范围已得到了扩展，在矿区采矿工作面超前探测、岩溶、断裂带等的调查中发挥了有益的作用。以下简单介绍几种目前应用的CT方法。

一、井间地震走时层析成像

根据惠更斯原理和网络理论的最小走时射线追踪为基础的走时层析成像的正演理论及算法，能模拟任意复杂介质射线，保证阴影区也有射线通过。该方法计算速度快，收敛稳定，分辨率高，是目前用于射线追踪的最先进算法。可以利用两种方法来实现惠更斯原理的射线追踪，一是基于网络理论的最短途径算法，另一种是基于动力学的波阵面算法。这两种算法都能模拟直达波、折射波、反射波、散射波和绕射波，而且一次计算即可得到一个共激发点记录的全部走时，计算效果很好。其中以网络理论为基础的寻求最短路径的方法是目前追踪不均匀介质中真实射线的较好方法，适用于层析成像问题中的大量高精度射线的追踪计算。朱介寿等提供的广东某地高层建筑场地的地震走时层析成像资料中，查明了场地的基岩起伏及埋深、10m内溶洞的分布及埋深。

二、利用折射和绕射波作浅层地质层析成像

CT处理专家一致强调精确估计初始模型的重要性。为此，Belfer等将相关反演（初步估算）和层析重建（最后估算）结合起来，试图用于提高初始模型的精度。但后来发现这些计算过于依赖覆盖模型，并且对延伸问题不利。为此他们利用了以相关反演层析成像和异质同形成像的综合方法。该方法可同时利用折射波和绕射波反演。反演中利用折射波走时可以建立低频速度-深度模型。通过对共炮点记录进行线性时间校正，可以得出折射迭加剖面，从该剖面中可取得视截距时间作为初始数据。根据相关反演所得的模型，利用SIRT进行折射层析；利用绕射时距曲线，用异质同形成像以获得关于浅层的连续信息。该新曲线的参数是入射角以及与绕射波有关的波前曲率半径。利用该综合方法，可以提高识别浅层局部目标的可靠性。为验证该方法的实用性，在赫鲁莎伦附近选择一个巷道作为实验探测目标。利用记录资料绘制了初步的速度-深度模型，并将该模型的数据资料用于相关反演。经层析重建处理，得到了包括巷道位置在内的低速异常的影像。在取得的异质同形影像中，可以看到与绕射波有关的尖峰，探测到的分布在巷道边缘的波至也和隧道位置相一致。

三、矿山工作面电磁波高精度CT及其应用

CT技术中，图像重建十分重要，它的数学计算主要包括变换法和代数迭代法。目前地学界以代数迭代法为主作图像重建。代数重建法是依据射线原理，首先对成像条件提出一个初始模型，然后把模型网格化，计算出投影函数的观测值与理论值的残差量。然后将每条射线的残差量以它穿过每一网格的路径长度为权分摊到网格中去。经反复修改模型和反复迭代，直到满足方程收敛条件为止。工作面电磁波透视法采用偶极子天线发射，若在多个发射点上对场强分别作多重观测，便可形成相应的矩阵方程。然后利用SIRT算法计算该矩阵方程，就可以反演各像元的吸收系数值，从而实现工作面成像区内吸收系数反演成像。利用反演计算的成果，可以绘制成像区的吸收系数等直线图和色谱图。该成像技术在国内某矿一条长650m工作面上，作了CT探测，发现异常14个，解译断层12条。工作面电磁波衰减系数CT色谱图上显示中间区段内断层的切割关系以及最大落差位置，修正了原来的推断。该探测的主要成果已被回采工作证实。

⑷ 计算光学的原理是什么

光学计算的原理是传统的的光学成像的原理就是几何光学成像，核心只在镜头。比如说一个镜头，后面摆一个胶片或者一面屏幕，这样都能看到图像，拍到的是什么像，看到的就是什么像。

而计算成像中的成像首先要运用到光学的组件和技术，第二要运用图片信号处理的技术，把这两个结合到一起做成的成像技术，比如说我们现在要说的复眼成像和光圈景深联合延拓成像等，可以用计算成像做任意高分辨率的成像和光圈景深联合延拓成像。

在一些研究人员提出传输光的方法的同时，另外一些人则正在研究如何产生光。萨里大学的凯文·霍姆伍德教授最近通过将原子大小的罗网置入硅中，迫使其发光。这些罗网将电子围困，迫使其发出光子。结果研制出在室温下工作的硅发光二极管（LED）。这一发现对电脑工业来说可能是重要的，因为该产业完全依赖硅。

硅构件工厂的建设耗费数以十亿计的美元。这就是为什么大电脑公司十分乐于继续使用硅。此外，光子晶体的问世使得继续研制与今天的电脑一样小，甚至更小的电脑成为可能。但光并不是唯一的竞争对手。IBM公司正在研制碳纳米管，即卷起来的六边形碳薄片。它们是一根人发的5万分之一那样细，能够取代电线和晶体管。

⑸ 电脑医学成像技术有哪些

对脑部肿瘤病人进行确诊是很困难的，现在可以借助X光——CT得到脑部断层照片，从而得出准确的结论。脑部横断面的照片并不是照出来的，而是电子计算机算出来的。计算机将X光在各个脑部断层扫描后得到的信息，经这一系列数学运算，转变成人们熟悉并且直观的图像信息，最后反映在胶片上或屏幕上。计算机还可以利用灰度拉伸技术和假彩色技术使不易分辨病灶提高反差和上色，并且还能把它转换为三维立体图形。医生可以将这个三维立体图像旋转，从不同的角度进行观察；还可以从任意方向剖开，或去掉头盖骨的某个部分，以便多方位地观察肿瘤的位置、大小及与其他脑组织的关联情况，为选择最佳治疗方案提供依据。

除X光——CT技术以外，超声成像、核磁共振成像、放射性核素成像等，都为现代医学提供了先进的探测手段。尽管它们的探测原理、探测方法及探测部位各不相同，但是它们的成像过程，都是电子计算机图像技术的产物。

⑹ 计算机层析成像的CTIS技术基本原理

CTIS 通过光学手段探测获取目标图像的三维信息( x , y ,λ): 它将经探测系统视场光阑的目标看成是一个具有二维空间信息( x , y) 和一维光谱信息(λ)的数据立方体, 先利用成像系统记录数据立方体在不同方向上的投影图像, 然后再利 用 CT 重建算法重建出三维数据立方体。
CTIS 图像重建算法的理论基础是 Radon 变换和中心切片定理 ( central slice theorem, 又称 Fourier 切片定理) 。Radon 变换是一种直线积分的投影变换, 设二维目标的分布函 数为 f ( x , y ), 则 Radon 变换 Pa( p )的函数值为 f ( x , y ) 在投 影线( ProjLine) 上的直线积分,即

其中, 投影角a为投影线与y 轴的夹角, P 为投影变换的坐 标。
从中心切片定理可得到两个重要结论：
(1) 图像的投影数据包含了该图像的特征信息, 并且可以利用这些信息重建 出原来的图像；
(2) 为实现图像重建, 理论上需要无穷多个 连续的投影数据。但实际应用中,一般利用有限个投影角度 的投影数据就可得到满意的重建效果。
在上述理论基础上 CTIS 得到了发展。图 1 给出了 CTIS 的投影成像原理。 该类成像光谱仪亦称画幅式层析成像光谱仪 , 不包含任何运动部件, 能对空间位置和光谱特性瞬时变化的二维目标进行光谱成像, 得到目标的空间信息和光谱信息, 并兼具高通量和多通道的优点, 这些是其他色散型或干涉型成像光谱 仪所无法比拟的。
光栅型计算层析成像光谱仪由前置光学系统 ( 包括望远镜或会聚镜、视场光阑等) 、准直系统、色散和再成像系统( 光栅、成像镜和焦平面探测器等) 组成。它采用 3 个呈 60b夹角交叠的一维光栅色散目标图像, 然后用焦平面阵列 来记录衍射图案。衍射图 案中间为零级衍射级, 即目标的直接全色图像, 确定了成像大小, 但对目标的光谱信息没有贡献；其他衍射图案为目标的不同衍射级, 这些色散图案对应目标立方体在相应投影角下的投影值, 利用基于 CT 的重建算法便可从这些投影图案中重建出光谱图像数据来。 该类成像光谱仪亦称高通量层析成像光谱仪 , 它与前者的不同是, 只能在一次曝光时间内获取目标的数据立方体的一个投影方向的投影数据； 通过绕光轴旋转直视棱镜, 获取 多个方向的投影, 对多个投影进行层析处理, 从而重建数据立方体。它工作在凝视方式下, 没有分束器, 能量利用率接近 100%。

⑺ X线电子计算机体层摄影(CT)成像原理是什么

CT为Computed Tomongraphy的缩写，中文全称为电子计算机X线横断体层扫描。CT已成为一种必不可少的非创伤性X线检查方法。

CT成像基本原理为：X线束从多方向沿着人体某部位某一选定断层层面进行照射，部分X线被组织吸收后为检测器所接受而测得透过的X线量，数字比后经计算得出该层层面组织各个单位容积的吸收系数，然后再重建图像。

CT检查技术较常规X线检查技术敏感100倍，特别对各种密度相似的软组织能够做出分辨，也就是说CT对组织密度分辨率高于X线，但空间分辨率一般不一定超过X线成像，因此目前尚不能完全代替X线检查。此外，CT技术正在向高速化、简易化方向发展。