最新医学成像技术与图像处理2 图像和视觉基础-药学医学精品资料
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T T T
17
设平面中一点的次齐坐标为：
ch kx' ky' 0 k
1
则：
wh P ch kx' ky' 0 k w X Y Z x'
T
y ' 0
图像点(x,y)对应与在过(x,y,0)和(0,0, ) 的直线上所有3D点的集合。
18
过点 x ', y ',0 和 0,0, 的直线方程： x' y' X Z , Y Z
7
人眼成像
8
人眼成像
Is there a remedy for lens problems that do not allow light to be properly focused on the retina? Sure.
9
contact lenses glasses
use a laser to reshape the cornea
c x
y
z
T
Y Z
Y Z
无用
T
15
计算：
空间点(1,2,3)经 0.5 的镜头透视后 的空间坐标和平面坐标各是多少？
16
逆投影变换（2D-->3D）
wh P 1ch 1 0 P 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1/ 0 0 0 1
Electron Micrograph of Human Visual Receptors
3
4
5
人眼成像
6
人眼成像（聚焦， focusing ）
When looking at an object that is far away the lens is kind of skinny.
When looking at nearby objects the lens gets fatter, causing the image of the object to be focused on to the retina in the fovea.
wh kX , kY , kZ , k 0
T
定义透视变换矩阵：
0 1 0 0 0 1 0 0 1 / 1
14
平面坐标的齐次坐标：
1 0 ch Pwh 0 0
摄像机坐标系统：
0 kX kX 1 0 0 kY kY 0 1 0 kZ kZ 0 1 / 1 k kZ / k 0 0 X Z
10
Astigmatism（散光）
11
散光
If the figure on the right was constructed with all the radial lines of equal sharpness and contrast a person without astigmatism would see all these radial lines as perfectly sharp and with the same contrast. The diagram on the right has been fudged to illustrate how it might appear to a person with astigmatism.
22
发光效率曲线（视见函数）
555nm
v
发 光 效 率
波长
23
光通量是主观和客观结合的函数。
d k m v d k d
k 为光谱光视效能。
k m 683 lm / W
光通量是与主观相关的物理量，有可能在 可见光谱以外的波只辐射能量，而完全不 发射光通量。
24
单位为流明（lm）。
流明（lm）的一种定义
依据国际规定，波长为555nm的单色光的发 光效率定为1，这种波长的单色光每瓦特的 光通量等于683流明。 即：1流明是波长为555nm的黄绿光辐射 1/683瓦特的能量时的光通量。
19
光度学和亮度视觉
光度学中的几个单位
立体角（sr） 光通量（lm，流明） 发光强度（cd，坎德拉） 照度（lx，勒克斯）
20
立体角Ω
立体角Ω定义为球 面上的面积S与球 半径平方（R2） 之比。
立体角的国际单 位是1球面度， 用sr表示。
21
光通量
光通量是一种主观现象，与人眼对不同颜 色的不同灵敏度有关。 不同波长的光，有不同的发光效率。 真正影响人眼视觉明暗感受的是辐射通量 与发光效率的乘积 。 人眼对555nm的黄绿光最为敏感，将它的 发光效率定为1。
12
成像变换(2D平面坐标与3D空间坐标的相互转换)
投影成像
（0， 0，）
X X y Y Y , Z Z Z Z
x
13
齐次坐标
世界坐标系统中的点用矢量形式表示：
w X , Y , Z 1 0 P 0 0 0
T
齐次坐标：
ch kx' ky' kz k
T
Z：自由变量
T 从2D空 kz 1 kx' ky' kz k 间恢复到 wh P ch 3D空间， T y ' z 必须要知 w X Y Z T x' 道其中一 z z z 个3D坐 x ' y ' z X ,Y ,Z 解出z，代入X和 标。 z z z Y的等式。 x' y' X ( Z ),Y ( Z )
图像和视觉基础
（1学时）
1
中央凹 虹膜 晶状体 瞳孔 盲点 玻璃体 巩膜 眼外肌肉 脉络膜 视网膜
视觉神经
角膜
2
人眼视觉
感光细胞(photoreceptor cells) 杆状细胞(rod)：单色夜视 锥状细胞(cone)：彩色视觉 红(red) 绿(green) 蓝(blue) Primary Color 基色
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设平面中一点的次齐坐标为：
ch kx' ky' 0 k
1
则：
wh P ch kx' ky' 0 k w X Y Z x'
T
y ' 0
图像点(x,y)对应与在过(x,y,0)和(0,0, ) 的直线上所有3D点的集合。
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过点 x ', y ',0 和 0,0, 的直线方程： x' y' X Z , Y Z
7
人眼成像
8
人眼成像
Is there a remedy for lens problems that do not allow light to be properly focused on the retina? Sure.
9
contact lenses glasses
use a laser to reshape the cornea
c x
y
z
T
Y Z
Y Z
无用
T
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计算：
空间点(1,2,3)经 0.5 的镜头透视后 的空间坐标和平面坐标各是多少？
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逆投影变换（2D-->3D）
wh P 1ch 1 0 P 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1/ 0 0 0 1
Electron Micrograph of Human Visual Receptors
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人眼成像
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人眼成像（聚焦， focusing ）
When looking at an object that is far away the lens is kind of skinny.
When looking at nearby objects the lens gets fatter, causing the image of the object to be focused on to the retina in the fovea.
wh kX , kY , kZ , k 0
T
定义透视变换矩阵：
0 1 0 0 0 1 0 0 1 / 1
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平面坐标的齐次坐标：
1 0 ch Pwh 0 0
摄像机坐标系统：
0 kX kX 1 0 0 kY kY 0 1 0 kZ kZ 0 1 / 1 k kZ / k 0 0 X Z
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Astigmatism（散光）
11
散光
If the figure on the right was constructed with all the radial lines of equal sharpness and contrast a person without astigmatism would see all these radial lines as perfectly sharp and with the same contrast. The diagram on the right has been fudged to illustrate how it might appear to a person with astigmatism.
22
发光效率曲线（视见函数）
555nm
v
发 光 效 率
波长
23
光通量是主观和客观结合的函数。
d k m v d k d
k 为光谱光视效能。
k m 683 lm / W
光通量是与主观相关的物理量，有可能在 可见光谱以外的波只辐射能量，而完全不 发射光通量。
24
单位为流明（lm）。
流明（lm）的一种定义
依据国际规定，波长为555nm的单色光的发 光效率定为1，这种波长的单色光每瓦特的 光通量等于683流明。 即：1流明是波长为555nm的黄绿光辐射 1/683瓦特的能量时的光通量。
19
光度学和亮度视觉
光度学中的几个单位
立体角（sr） 光通量（lm，流明） 发光强度（cd，坎德拉） 照度（lx，勒克斯）
20
立体角Ω
立体角Ω定义为球 面上的面积S与球 半径平方（R2） 之比。
立体角的国际单 位是1球面度， 用sr表示。
21
光通量
光通量是一种主观现象，与人眼对不同颜 色的不同灵敏度有关。 不同波长的光，有不同的发光效率。 真正影响人眼视觉明暗感受的是辐射通量 与发光效率的乘积 。 人眼对555nm的黄绿光最为敏感，将它的 发光效率定为1。
12
成像变换(2D平面坐标与3D空间坐标的相互转换)
投影成像
（0， 0，）
X X y Y Y , Z Z Z Z
x
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齐次坐标
世界坐标系统中的点用矢量形式表示：
w X , Y , Z 1 0 P 0 0 0
T
齐次坐标：
ch kx' ky' kz k
T
Z：自由变量
T 从2D空 kz 1 kx' ky' kz k 间恢复到 wh P ch 3D空间， T y ' z 必须要知 w X Y Z T x' 道其中一 z z z 个3D坐 x ' y ' z X ,Y ,Z 解出z，代入X和 标。 z z z Y的等式。 x' y' X ( Z ),Y ( Z )
图像和视觉基础
（1学时）
1
中央凹 虹膜 晶状体 瞳孔 盲点 玻璃体 巩膜 眼外肌肉 脉络膜 视网膜
视觉神经
角膜
2
人眼视觉
感光细胞(photoreceptor cells) 杆状细胞(rod)：单色夜视 锥状细胞(cone)：彩色视觉 红(red) 绿(green) 蓝(blue) Primary Color 基色