计算摄像学专题第讲

计算摄像学专题第讲第一页，共五十六页，编辑于2023年，星期二第十讲提纲电磁波理论和电磁波谱一非可见光波段二可见光波段三第二页，共五十六页，编辑于2023年，星期二第十讲提纲电磁波理论和电磁波谱一非可见光波段二可见光波段三第三页，共五十六页，编辑于2023年，星期二电磁波电磁辐射是物质的普遍属性：只要是本身温度大于绝对零度的物体都会发射电磁辐射研究电磁波对于我们了解物质的自然属性具有重要的意义通过电磁波我们获得改造自然的能力第四页，共五十六页，编辑于2023年，星期二电磁波理论麦克斯韦电磁理论波动方程粒子模型第五页，共五十六页，编辑于2023年，星期二电磁波谱电磁辐射分类：

γ伽马射线

X射线:

HX=硬X射线

SX=软X射线

紫外线:

EUV=极端紫外线

NUV=近紫外线

红外线:

NIR=近红外线

MIR=

中红外线

FIR=

远红外线

微波:

EHF=

极高频

SHF=

超高频

UHF=

特高频

无线电波:

VHF=

甚高频

HF=

高频

MF=

中频

LF=

低频

VLF=

甚低频

ULF=

特低频

ELF=

极低频第六页，共五十六页，编辑于2023年，星期二电磁波谱第七页，共五十六页，编辑于2023年，星期二大型轨道天文台计划是美国宇航局研制的4颗大型空间望远镜哈勃空间望远镜（可见光，近紫外，近红外）康普顿伽玛射线天文台（伽玛，硬X）钱德拉X射线天文台（软X射线）斯皮策空间望远镜（红外）第八页，共五十六页，编辑于2023年，星期二第十讲提纲电磁波理论和电磁波谱一非可见光波段二可见光波段三第九页，共五十六页，编辑于2023年，星期二第十讲提纲电磁波理论和电磁波谱一非可见光波段二可见光波段三伽玛射线1X射线2紫外、红外3第十页，共五十六页，编辑于2023年，星期二伽玛射线的产生伽玛射线是放射性同位素在发生核反应（衰变、裂变、聚变）时发出的一种高能射线第十一页，共五十六页，编辑于2023年，星期二伽玛射线伽玛射线的穿透能力随物体厚度成指数衰减第十二页，共五十六页，编辑于2023年，星期二伽玛射线伽玛射线在天文学中的应用第十三页，共五十六页，编辑于2023年，星期二伽玛射线伽玛射线可用于安全检测第十四页，共五十六页，编辑于2023年，星期二X射线伦琴在1895年发现波长范围：0.006nm~10nm小于0.01nm的称超硬X射线大于0.01nm小于0.1nm的称硬X射线大于0.1nm内的称软X射线硬X射线与波长长的（低能量）伽马射线范围重叠，二者的区别在于辐射源，而不是波长：X射线光子产生于高能电子加速，伽马射线则来源于原子核衰变。第十五页，共五十六页，编辑于2023年，星期二X射线1901

伦琴(Roentgen) 发现X射线(1895)1914

劳厄（Laue） 晶体的X射线衍射1915

布拉格父子(Bragg) 分析晶体结构1917 巴克拉(Barkla) 发现元素的标识X射线1924

塞格巴恩(Siegbahn) X射线光谱学1927

康普顿(Compton等六人) 康普顿效应1936

德拜(Debye) 化学1946

马勒(Muller) 医学1964

霍奇金(Hodgkin) 化学1979

柯马克和豪森菲尔德（Cormack/Hounsfield）医学1981 塞格巴恩(Siegbahn) 物理第十六页，共五十六页，编辑于2023年，星期二X射线显微镜第十七页，共五十六页，编辑于2023年，星期二X射线的聚焦反射式：X射线反射镜材料：Si，Ge，Crystal第十八页，共五十六页，编辑于2023年，星期二X射线的聚焦光纤式：毛细管X射线透镜第十九页，共五十六页，编辑于2023年，星期二X射线的聚焦衍射式：X射线波带板第二十页，共五十六页，编辑于2023年，星期二X射线的医学用途现代医学最常用作辅助检查方法之一透视摄片层析摄影第二十一页，共五十六页，编辑于2023年，星期二X射线层析摄影术（CT）计算成像技术的先驱1979年诺贝尔生理学或医学奖X射线以后，放射诊断学上最重要的成就第二十二页，共五十六页，编辑于2023年，星期二紫外线短波紫外线(UVC)：

200－280nm中波紫外线(UVB)：

280－320nm长波紫外线(UVA)：320－400nm医学：杀菌检测：荧光效应第二十三页，共五十六页，编辑于2023年，星期二近红外线体感交互设备：KinectLightcodingSpectrummultiplex第二十四页，共五十六页，编辑于2023年，星期二热成像仪大气窗口大气、烟云等吸收可见光和近红外线。对3000-5000nm和8000-14000nm的热红外线却是透明的第二十五页，共五十六页，编辑于2023年，星期二第十讲提纲电磁波理论和电磁波谱一非可见光波段二可见光波段三第二十六页，共五十六页，编辑于2023年，星期二第十讲提纲电磁波理论和电磁波谱一非可见光波段二可见光波段三分光1抗混叠2畸变与校正3超分辨率重构4应用5第二十七页，共五十六页，编辑于2023年，星期二光栅分光--光栅方程第二十八页，共五十六页，编辑于2023年，星期二光栅分光根据光栅方程，不同波长的光在不同的处相干增强，实现分光。Echelle光栅使用两个正交布置的光栅实现高光谱分辨率的分光。第二十九页，共五十六页，编辑于2023年，星期二滤光片分光第三十页，共五十六页，编辑于2023年，星期二多光照多光谱第三十一页，共五十六页，编辑于2023年，星期二棱镜分光色散棱镜的种类三角棱镜阿贝棱镜贝林-布洛卡棱镜阿米西棱镜分色棱镜第三十二页，共五十六页，编辑于2023年，星期二玻璃的折射率光学玻璃（BK7，Flint…）柯西色散公式第三十三页，共五十六页，编辑于2023年，星期二阿米西棱镜阿米西棱镜冕牌玻璃火石玻璃双阿米西棱镜两个阿米西棱镜对接第三十四页，共五十六页，编辑于2023年，星期二分色棱镜分色棱镜RGB相机AD-080GE第三十五页，共五十六页，编辑于2023年，星期二Mask系统原理示意图第三十六页，共五十六页，编辑于2023年，星期二混叠(CT)…CCDPrism第三十七页，共五十六页，编辑于2023年，星期二畸变虚像分析第三十八页，共五十六页，编辑于2023年，星期二KeystonedistortionKeystonedistortion拍摄平面式相机光轴没有垂直于平面不规则4边形畸变第三十九页，共五十六页，编辑于2023年，星期二棱镜产生的Keystone畸变产生机理棱镜的变换作用具有非线性的特点第四十页，共五十六页，编辑于2023年，星期二棱镜的变换作用对小范围入射角度的光线是线性的可以用Homography映射来描述将直线应到直线，并保持交比保持直线间的平行性但直线间的夹角改变第四十一页，共五十六页，编辑于2023年，星期二棱镜的变换作用对变化较大的入射光线是非线性的同一点发出的光无法汇聚到同一点第四十二页，共五十六页，编辑于2023年，星期二棱镜的色散作用对单个点近似线性但波长与散射角度之间非线性第四十三页，共五十六页，编辑于2023年，星期二棱镜的色散作用台阶作用第四十四页，共五十六页，编辑于2023年，星期二Smiledistortion第四十五页，共五十六页，编辑于2023年，星期二棱镜畸变影响因素多，非常复杂，非线性如何解决：景深光圈后期校正第四十六页，共五十六页，编辑于2023年，星期二校正：波长标定偏移计算第四十七页，共五十六页，编辑于2023年，星期二校正：波长标定第四十八页，共五十六页，编辑于2023年，星期二校正：几何畸变校准第四十九页，共五十六页，编辑于2023年，星期二空间超分辨率空间维时间维光谱维第五十页，共五十六页，编辑于2023年，星期二系统结构框图第五十一页，共五十六页，编辑于2023年，星期二双路采集