1-3 Electromagnetic Spectrum(电磁波谱) 为了在不同种类的图像中认识它们的地位,我们有必要认识到图片的主要能量来源电磁波能量谱。我们将来看看一些种类的例子。
医学图像最令人兴奋的发展,举例说,有新传感器记录了鲜为人知的放射来源的图像数据,比如说正电子放射X线断层摄影术,正电子发射型计算机断层显像,磁共振成像,或者用新的方式来感应放射的新传感器,如算机辅助断层摄影,在这个技术中X射线从不同的角度被收集来重构脊聚图片(实在不会翻译)。
另外一个重要的来源,是声波或超声波图像。声波是一种高于人类听觉范围下限的有频率的声音压力波纹。
还有一种重要的能量来源包括以在电子显微领域使用的电子波形式存在的电子图像。
最后,我们还有自然界不存在的合成图像。但是它们在我们的脑海里存在,通过电脑图像学,它们就可以被赋予形态和形式,然后变成可见的。
另外一种图像的分类方式,是把它们分为反射、辐射、吸收图像。
反射图像发送能从物体表面反射的辐射,辐射本身可以是双向的,环境的或者人工的,可以有一个来源,也可以有多个来源。能从反射图像提取到的信息种类主要包括物体表面的形状、质地、颜色等等。我们日常生活中大多数看到的视觉图像都是反射图像。其它已知的可见例子包括雷达图像,声呐图像以及激光图像,甚至还有某些电子显微图像。
辐射图像更加简单,因为这些图像里的物体是可以自己发光的,在这个例子中,信息主要包括物体的内部结构。辐射图像的例子包括热成像、红外线成像、磁共振成像。
最后,吸收图像提供物体内部结构的信息,在这个例子中,辐射穿过物体,然后被部分吸收,或者在组成物体的材料中衰减。例子包括X射线,传动显微镜,还有一些声波图像。
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要开始讲物理了……)
这是一幅电磁波谱图像,包含了电磁波谱所有可能频率。电磁波谱从广泛应用于现代广播交流的低频辐射,到短波高频的y辐射。它包含的波长上至上千米,下至一个原子的几分之几(从右到左)。要读出所有的数字是很困难的,这里的刻度是对数增长的。
中间的彩色部分就是可见光部分,它只是EM谱中很小的一部分。我们接下来就要浏览一些代表示例。
y(gamma)射线的最主要应用领域是核能、医药以及太空观测。在核能医学中,病人接触了放射性同位素衰变时发射到y射线,图像由y射线采集器收集的辐射生成,所以第一幅图像展示了一个完整的骨骼躯体。这样的图像用于定位感染处或者肿块。在正电子发射型计算机断层摄影(PET)中,给病人放射性同位素发射正电子的衰变的环境,当电子遇到了正电子,两者都会湮灭,然后y射线也就被释放了。这将会被检测到,然后使用CT(X射线断层扫描技术)产生一个层析图。
另一个应用是y射线放射图像系统,可以探测轨道,使用广泛的来源范围和y射线探测仪的垂直升降塔。这个y射线相机可以产生一列图像,图像的视野范围是由移动轨道或者探测硬件实现的。这个系统提供了高质量的图像,可以用于分辨货物,通过将其与对照者进行比较,可以检测出异常。
我们还有这样的例子,用自然辐射产生的物体的图像,例如在大约15000年前爆炸的天鹅座星星产生了一种超热量静止灰层云,被称为是天鹅座环。这就是图片C显示的内容。
类似的,我们可以观察物体的自然射线,这里是一个反应堆阀的明亮斑点。