应用单张冷冻电镜显微照片解析近原子分辨率的单颗粒三维重构

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作者 杨梓 范潇 王宏伟 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期91-105,共15页

冷冻电镜单颗粒三维重构方法解析生物大分子结构通常需要收集大量的照片进行分析。本工作证明当冷冻样品质量足够好时,仅使用单张冷冻电镜显微照片上的蛋白颗粒图像就可以获得近原子级分辨率的单颗粒三维重构密度图,并分别解析了apoferr... 冷冻电镜单颗粒三维重构方法解析生物大分子结构通常需要收集大量的照片进行分析。本工作证明当冷冻样品质量足够好时,仅使用单张冷冻电镜显微照片上的蛋白颗粒图像就可以获得近原子级分辨率的单颗粒三维重构密度图,并分别解析了apoferritin和20S蛋白酶体的三维结构。研究发现,由于蛋白分子颗粒在样品中Z轴不同位置的分布和电子显微镜的像散作用对单张照片中衬度传递函数零点缺失形成了综合补偿效应,从而在单颗粒三维重构中有效恢复了空间频率全域内的结构信息。本研究通过分析不同累计曝光剂量数据的三维重构发现,保存无损高频信息以及足够角度搜索的低频信息的最低辐照剂量其实远低于当前通用的累积曝光量。据此,本工作估算了完成正确高分辨率三维结构解析所需要的最低辐照剂量以及最小颗粒数。本工作加深了我们对冷冻电镜数据信号在图像中保存的理解,为开发更好的冷冻电镜数据采集策略、更好地保存完整高频信号提供了实验上的启示。 展开更多

关键词 冷冻电镜(Cryo⁃EM) 单颗粒分析(SPA) 衬度传递函数(CTF) 信噪比(SNR)

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基于图像采集卡的图像显示与处理软件开发 被引量：6

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作者 杨利红 李新娥 +3 位作者 李国宁 张星祥 王文华 任建岳 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期909-913,共5页

利用图像采集卡与计算机构成图像处理系统开发了一款软件,用于采集显示CCD相机整机系统输出的图像并计算输出图像调制度,为相机系统的综合像质评价提供依据。充分利用Matrox公司为其图像采集卡提供的二次开发函数库MIL库,在VC++6.0开发... 利用图像采集卡与计算机构成图像处理系统开发了一款软件,用于采集显示CCD相机整机系统输出的图像并计算输出图像调制度,为相机系统的综合像质评价提供依据。充分利用Matrox公司为其图像采集卡提供的二次开发函数库MIL库,在VC++6.0开发环境中调用MIL库函数实现了相机系统输出图像的显示、存储和调制度计算等功能,并对主要程序算法进行优化,提高了软件的性能。实验室测试表明,该软件能实时显示输出图像并进行相应的处理,调制度计算结果准确,软件运行稳定。利用图像采集卡自带的函数库开发图像显示和处理软件,缩短了开发周期,提高了软件运行可靠性。 展开更多

关键词 图像采集卡 MIL库 对比调制度 VC++

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差分相衬显微成像技术发展综述 被引量：9

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作者 范瑶 陈钱 +3 位作者 孙佳嵩 张祖鑫 卢林芃 左超 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期214-233,共20页

差分相衬(Differential phase contrast,DPC)成像是一种基于部分相干照明调控的无标记非干涉相位成像方法,它为未染色透明样品提供了一种快速、有效且高分辨率的可视化手段。DPC通过多次非对称照明调控或非对称孔径调制使不可见的样品... 差分相衬(Differential phase contrast,DPC)成像是一种基于部分相干照明调控的无标记非干涉相位成像方法,它为未染色透明样品提供了一种快速、有效且高分辨率的可视化手段。DPC通过多次非对称照明调控或非对称孔径调制使不可见的样品相位信息转换为成像器件可直接探测的强度信号,从而为定性相衬成像甚至定量相位重建提供了可能。近年来,随着该领域研究的逐步深入,成像的相位传递函数得以明确推导,DPC已经逐步从定性观察走向了定量研究。另一方面,得益于全孔径照明调控和高效相位反卷积算法,DPC定量相位成像的空间分辨率可达到非相干衍射极限,并能够获得低噪声、高精度的定量相位重构结果。通过与三维光学传递函数理论交融借鉴,DPC最近已被进一步拓展到了三维衍射层析领域,实现了厚样品三维折射率的定量成像。文中从DPC成像方法的基本原理、成像系统与算法优化等几个方面对其历史发展、研究现状和最新进展进行了详细综述,并讨论了该方法现存的一些关键问题以及今后可能的研究方向。 展开更多

关键词 定量相位成像 差分相衬 相位传递函数 衍射层析

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矩形光栅法视网膜调制传递函数测定技术的研究 被引量：6

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作者 金晨晖 金成鹏 +1 位作者 刘晓玲 陶育华 《国际眼科杂志》 CAS 2004年第2期288-291,共4页

目的:证明利用矩形光栅法测定人眼视网膜-大脑调制传递函数(MTF)的有效性,从而可以开发出一种结构小巧、移动性好、价格便宜、性能稳定的MTF测量仪。方法:在实验室搭建实验装置,分别利用矩形光栅法的实验装置和平板法视网膜MTF测量仪器... 目的:证明利用矩形光栅法测定人眼视网膜-大脑调制传递函数(MTF)的有效性,从而可以开发出一种结构小巧、移动性好、价格便宜、性能稳定的MTF测量仪。方法:在实验室搭建实验装置,分别利用矩形光栅法的实验装置和平板法视网膜MTF测量仪器,来测定正视眼组和屈光不正组的不同空间频率条纹分辨的阈值,算出并分析比较所测MTF值。结果:用本实验装置所测量的MTF曲线特征符合人眼MTF的山型特点。在六个空间频率下用本实验装置所测的正视眼和屈光不正组的MTF值之间没有显著性差异,P >0.05。对于同一样本组,用本实验装置和平板法微机控制视网膜MTF测定仪所测量的视网膜MTF值之间比较没有发现显著性差异,P >0.05。结论:本实验装置经过试用证明,其性能稳定、结果正确、可避开屈光因素的影响、能有效反映人眼的MTF曲线特征,与以往方法所测MTF值的符合性好,从而证明了利用矩形光栅测量视网膜MTF的原理的正确性。 展开更多

关键词 矩形光栅法 视网膜 调制传递函数技术 MTF测量仪 屈光不正 对比敏感度

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一种新型的可检测不同人工晶状体植入术后功能视力的模型眼(英文) 被引量：4

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作者 徐仁凤 黄振平 +4 位作者 王华春 赵德高 丁亮 薛春燕 吴勇 《国际眼科杂志》 CAS 2006年第6期1233-1236,共4页

目的:通过这种新型的模型眼比较各种人工晶状体(以Tecnis为代表的非球面晶状体、以Array为代表的多焦晶状体及以EPOCH为代表的传统单焦球面晶状体)植入术后的功能视力。方法:我们这种新型的模型眼是根据理论模型眼的光学特性设计而来的... 目的:通过这种新型的模型眼比较各种人工晶状体(以Tecnis为代表的非球面晶状体、以Array为代表的多焦晶状体及以EPOCH为代表的传统单焦球面晶状体)植入术后的功能视力。方法:我们这种新型的模型眼是根据理论模型眼的光学特性设计而来的。该模型眼是由一个焦距为35mm的球面设计的摄影镜头、一个置于房水的人工晶状体、一个电荷耦合照相机(CCDcamera)构成,图像分析采用目前国际上标准的商业化遥感处理软件系统。结果:模型眼和人眼具有相似的调制传递函数(modula-tiontransferfrequency,MTF)。模型眼所成的像和植入人工晶状体的眼睛所成的像相似,光阑的孔径和人工晶状体的屈光度可以改变,也可将镜片置于摄影镜头之前。结论:该模型眼能够即时的给出人工晶状体植入术后所成的像,让我们可以直接观察到模型眼构成的图像而不是数据,并能显示出各种人工晶状体的差异。 展开更多

关键词 模型眼 人工晶状体 调制传递数 对比敏感度

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线列光纤传像束的对比度调制传递函数 被引量：6

6

作者 金辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期94-97,共4页

根据对比度传递函数的定义,推导出线列光纤传像束对比度调制传递函数的表达式,采用数值计算的方式,仿真分析了线列光纤传像束的对比度调制传递函数。仿真结果表明,输入信号与光纤束位相匹配对对比度调制传递函数结果有一定的影响,对比... 根据对比度传递函数的定义,推导出线列光纤传像束对比度调制传递函数的表达式,采用数值计算的方式,仿真分析了线列光纤传像束的对比度调制传递函数。仿真结果表明,输入信号与光纤束位相匹配对对比度调制传递函数结果有一定的影响,对比度调制传递函数值随位相呈周期性变化。在输入的空间频率小于Nyquist频率时,对比度调制传递函数值随频率的增大而减小。 展开更多

关键词 线列光纤传像束 对比度 对比度调制传递函数

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摄影系统的调制传递函数(MTF)的研究 被引量：3

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作者 刘汉臣 唐远河 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2002年第2期152-155,共4页

通过调制传递函数 MTF物理意义的讨论 ,研究了照相机镜头的 MTF曲线 ,胶片的MTF曲线 .分析了商家出具的 MTF曲线 ,为选择。

关键词 摄影系统 调制传递函数 对比度 分辨率 照相机 光学系统

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X射线成像积分滤波模型与实验 被引量：4

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作者 刘春阳 王贺 母一宁 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期978-983,共6页

X射线数字化成像系统的不足主要表现在成像末端耦合约束、微焦点约束瓶颈以及单光子成像缺陷与量子噪声约束等方面,利用传统的数字图像处理手段很难实现有效的图像滤波,而复杂的滤波算法进一步限制了其工程使用效果。为了提高X射线成像... X射线数字化成像系统的不足主要表现在成像末端耦合约束、微焦点约束瓶颈以及单光子成像缺陷与量子噪声约束等方面,利用传统的数字图像处理手段很难实现有效的图像滤波,而复杂的滤波算法进一步限制了其工程使用效果。为了提高X射线成像系统的光学传递能力与系统抗噪声能力,本文首先以热激发X辐射源与X射线像增强器为例,从系统层面探索成像遇到的诸多技术瓶颈,并在此基础上提出了一种针对X射线成像的积分滤波方法。然后,将空间频率固定的铅制光栅作为被测目标,通过改变中继光学耦合系统的物像关系使得像方空间频率在一定区间内连续改变,进而通过大量的实验数据实现在不同积分时间条件下的光学传递函数精确拟合。接着,分别从光学传递函数积分效果与归一化后的基频传递特性的角度验证了该滤波方法可以有效压制热触发源引入的量子噪声,避免图像产生单光子成像缺陷。实验数据表明:该方法可以提升系统成像的光学传递能力。最后,通过帧叠加与积分滤波的对比效果验证了该滤波方法的优越性。 展开更多

关键词 X射线 对比度 积分滤波 调制传递函数 像增强器

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雨雾天气下的户外场景成像 被引量：19

9

作者 桑梓勤 丁明跃 张天序 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期131-133,共3页

本文分析了雨雾天气下大气介质对户外场景成像的影响 ,通过输运理论与解析理论的结合 ,得出了能见距离与图像对比度及分辨率的理论关系 ,给出了图像合成的公式 ,并且通过实验把模拟产生的图像与实际拍摄的图像进行了比较 .

关键词 图像合成 图像对比度 图像分辨率 户外场景成像

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长距离红外主动成像系统目标获取性能分析 被引量：3

10

作者 聂瑞杰 徐智勇 +2 位作者 张启衡 王华闯 王磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2276-2282,共7页

近年来,红外主动成像系统的发展推动了红外主动成像系统目标获取性能的理论研究。针对长距离红外主动成像系统的特点,建立了相互独立的各图像降质过程,如显示器、焦平面阵列、光学系统、大气湍流和距离选通范围内的后向散射与背景光的... 近年来,红外主动成像系统的发展推动了红外主动成像系统目标获取性能的理论研究。针对长距离红外主动成像系统的特点,建立了相互独立的各图像降质过程,如显示器、焦平面阵列、光学系统、大气湍流和距离选通范围内的后向散射与背景光的调制传递函数模型,使得在分析各因素对系统成像性能影响时更为简便。提出了采用TTP准则分析系统的目标获取性能的方法,并给出了计算结果。该方法比采用单一极限频率预测系统工作性能的Johnson准则具有更高的精度,充分显示了系统整个通带内信号传递的特性。结果表明:距离选通技术可以有效地减小大气后向散射和背景光噪声的影响,TTP准则综合考虑了各影响因素,能够对系统的目标获取性能进行全面、客观的评价,为系统的搭建和调试提供了充分的理论依据。 展开更多

关键词 红外主动成像系统 目标获取性能 调制传递函数 对比阈值函数

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电子出射波重构的基本原理和应用 被引量：4

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作者 王荣明 《电子显微学报》 CAS CSCD 2006年第1期9-14,共6页

随着场发射枪透射电子显微镜的普及,电镜的信息分辨极限和点分辨率成为表征电镜分辨本领的两个重要指标。由于电镜衬度传递函数的振荡特性,用场发射透射电镜拍摄的高分辨像在其点分辨率和信息分辨极限之间的信息很难解释。电子出射波重... 随着场发射枪透射电子显微镜的普及,电镜的信息分辨极限和点分辨率成为表征电镜分辨本领的两个重要指标。由于电镜衬度传递函数的振荡特性,用场发射透射电镜拍摄的高分辨像在其点分辨率和信息分辨极限之间的信息很难解释。电子出射波重构就是通过拍摄系列欠焦高分辨像,计算获得电子离开样品表面的出射波函数,将电镜的分辨本领由点分辨率延伸到其信息分辨极限,并消除球差、欠焦、像散等影响,有望在中等电压电镜上获得近埃、乃至亚埃级可直接解释的高分辨像,实现C、N、O等轻元素单原子列探测,为今后定量电子显微学研究奠定基础。 展开更多

关键词 透射电子显微镜 出射波重构 衬度传递函数 亚埃级电子显微学 定量电子显微学

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具有视力计功能的手持式视网膜对比敏感度测量仪的研制与应用 被引量：3

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作者 金晨晖 滕坚 +1 位作者 司马晶 张艳玲 《眼科新进展》 CAS 北大核心 2014年第2期158-161,共4页

目的研究设计具有干涉视力计功能的手持式视网膜对比敏感度（retina contrast sensitive function，RCSF）测量设备，并探究其临床测量的重复性和有效性。方法制作手持式具有干涉视力计功能的RCSF样机3台，并对48例（48眼）正常人（RCS... 目的研究设计具有干涉视力计功能的手持式视网膜对比敏感度（retina contrast sensitive function，RCSF）测量设备，并探究其临床测量的重复性和有效性。方法制作手持式具有干涉视力计功能的RCSF样机3台，并对48例（48眼）正常人（RCSF测量组）和20例（33眼）成熟白内障患者（干涉条纹视力测量组），分别进行2次RCSF测量和术前最佳矫正视力测量。对2组间RCSF测量差异性进行独立样本t检验，术前、术后最佳矫正视力相关性采用线性相关分析。结果在对48例正常人的2次测量中，对应空间频率2．4c·d^-1、3．6c·d^-1、6．0c·d^-1、9．0c·d^-1、15．0c·d^-1、24．0c·d^-1的前后不一致的次数分别是0次、0次、2次、4次、4次、9次，一致率分别是100％、100％、95．8％、91．7％、91．7％、81．3％。除对应空间频率24．0c·d^-1的RCSF测量值外，其余空间频率测量结果与平板微机RCSF测定仪的测量结果相比差异均无统计学意义（均为P〉0．05）。33眼白内障患者中有19眼术前无法用样机测出最佳矫正视力，术前和术后最佳矫正视力之间具有相关性（r=0．382，P=0．028）。〉20～40岁组、〉40—60岁组和〉60～80岁组，术前与术后视力测量一致性分别为34．4％、53．7％和25．9％。结论具有干涉视力计功能的手持式RCSF测量样机具有较好的移动性、良好的测量稳定性和有效性，不但可以用于测量RCSF，且具有良好的干涉视力计测量功能。 展开更多

关键词 对比敏感度函数 调制传递函数 全息光栅 潜视力 干涉条纹视力计 白内障

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线列光纤传像束对比度传递函数的检测

13

作者 金辉 张晓辉 谷立山 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z2期76-80,共5页

根据对比度传递函数的定义,推导分析了线列光纤传像束对比度传递函数(CTF)的表达式,拟定了测量方案.在检测过程中,采用局部视场扫描测量方法,选用10/0.25的显微物镜,3#鉴别率板(分辨率为1.875 lp/mm),测得平均 CTF 值为0.52,仿真值为0.66.

关键词 线列光纤传像束 对比度传递函数 测量

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包含光源面积的整体相位衬度调制传递函数

14

作者 武杰 陈家璧 张学龙 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期145-150,共6页

在部分相干光学理论的基础上,建立了一个整体相位衬度调制传递函数理论模型,模型中包含了光源焦点面积大小对X线相衬成像系统相位调制的影响,并通过数值模拟和数据计算,提出了X线相衬成像系统对光源焦点面积的选择原则,和焦点面积确定... 在部分相干光学理论的基础上,建立了一个整体相位衬度调制传递函数理论模型,模型中包含了光源焦点面积大小对X线相衬成像系统相位调制的影响,并通过数值模拟和数据计算,提出了X线相衬成像系统对光源焦点面积的选择原则,和焦点面积确定条件下的成像参数优化方法,结果表明,这种包含X线光源面积因素的相位衬度调制传递函数模型,更能反映整个系统的光学成像性能,更能有利于成像参数的优化设计。 展开更多

关键词 相位衬度 部分相干 微焦点 调制传递函数

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近眼显示光学系统MTF快速检测误差分析 被引量：1

15

作者 孙琦 邱传凯 +1 位作者 杨欢 杨晓军 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期30-35,共6页

基于物像频谱理论测量光学系统调制传递函数是目前能够快速检测近眼系统的方法之一,但由于在快速检测中各种参量会对检测结果产生明显影响,因而消除和补偿差量成为该方法能否成功应用的主要因素。本文重点分析了检测过程中误差来源,讨... 基于物像频谱理论测量光学系统调制传递函数是目前能够快速检测近眼系统的方法之一,但由于在快速检测中各种参量会对检测结果产生明显影响,因而消除和补偿差量成为该方法能否成功应用的主要因素。本文重点分析了检测过程中误差来源,讨论了各种误差的影响大小及辨别清晰度的方法。针对对比传递函数测量的主要误差进行分析,结果表明:倾斜角度在±0.5°范围内,误差小于3%;并且亮度在0.6I^I(其中I为CCD在线性工作区内的最大亮度),物距在±5 mm范围内变化时,误差均小于1.5%。通过对实验数据的误差分析,既验证了实验方案的可行性,又对测量精度的提高有指导意义。 展开更多

关键词 近眼显示 像质评价 调制传递函数 矩形波板 对比传递函数 误差分析

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评价SMILE术后视觉质量与光学调制传递函数的关系 被引量：4

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作者 张旭 王雁 +1 位作者 徐路路 王伟 《国际眼科杂志》 CAS 北大核心 2020年第5期834-837,共4页

目的:探讨飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(SMILE)术后光学调制度传递函数(MTF)特点,并探究术后裸眼视力(UCVA)、对比敏感度功能(CSF)与MTF的关系。方法:横断面选取2015-06/11在天津市眼科医院行SMILE手术矫正近视患者34例68眼,术后... 目的:探讨飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(SMILE)术后光学调制度传递函数(MTF)特点,并探究术后裸眼视力(UCVA)、对比敏感度功能(CSF)与MTF的关系。方法:横断面选取2015-06/11在天津市眼科医院行SMILE手术矫正近视患者34例68眼,术后眼部情况稳定3mo以上且术后残余屈光度均小于±0.50D。在明视觉下,用国际标准视力表测量UCVA,用CSV-1000E测量CSF。用WaveScan测量全眼的波前像差,经Matlab编程,将像差进行公式转换成MTF,取3、6、12、18c/d四频区结果进行统计。结果:在3、6、12、18c/d频区,CSF值分别为:63.19±3.18、110.25±5.22、57.65±3.76、16.15±1.04;MTF值分别为:0.80±0.02、0.56±0.03、0.30±0.02、0.19±0.02。在6、12、18c/d频区,UCVA与CSF具有相关性(r=0.548、0.337、0.324,P<0.01、=0.005、0.007);而在18c/d频区,CSF与MTF具有相关性(r=0.241,P=0.048)。结论:SMILE手术矫正后光学质量(MTF)的变化规律不同于视觉质量的变化规律,不同于视力和对比敏感度,虽然屈光系统发生像差等变化,但最终手术对全眼CSF无影响,说明视神经大脑通路对视觉质量具有补偿作用。计算MTF对评价手术后光学质量的判断具有一定的理论和临床应用价值。 展开更多

关键词 飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术 近视 对比敏感度 调制传递函数

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多波束声发射系统的实现 被引量：2

17

作者 曹洁 吴鸣 杨军 《电声技术》 2011年第6期19-21,37,共4页

提出了基于能量对比原理的多波束形成算法,设计并实现了多方向声频发射系统。数值仿真和实验结果表明,该系统可实现两个不同方向的可听声波束传播,在800Hz以上,目标区域的测量声压级比其他方向高10dB以上。

关键词 扬声器阵列 多波束形成 能量对比 声传递函数

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利用条形码测量电荷耦合成像系统的调制传递函数的方法

18

作者 金涛 王宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期59-64,共6页

本文介绍了一种利用条型码来测量电荷耦合器件 (CCD)在成像系统装置的调制传递函数的测量方法。同时分析了减少误差的方法 ,并给出了理论和实验数据。

关键词 调制传递函数 对比传递函数 电荷耦合器件 条形码 CCD成像系统 CCD相机

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试论射线成像系统中对比度和分辨率的关系

19

作者 张枨 邹文波 +1 位作者 崔晓龙 李文 《华北工学院学报》 EI 1999年第1期57-59,共3页

目的研究射线成像系统中对比度与分辨率的关系．方法用线性系统理论分析狭缝图像通过系统调制传递函数后对比度所受到的影响．结果对单缝和多缝两种情况进行分析，得到了对比度与分辨率的关系．结论所获得的结果在对疵病尺寸进行定理检... 目的研究射线成像系统中对比度与分辨率的关系．方法用线性系统理论分析狭缝图像通过系统调制传递函数后对比度所受到的影响．结果对单缝和多缝两种情况进行分析，得到了对比度与分辨率的关系．结论所获得的结果在对疵病尺寸进行定理检测时有重要意义． 展开更多

关键词 射线成像 对比度 空间分辨率 调制传递函数

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EOTF与采样比特位深对HDR影像质量的影响 被引量：1

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作者 顾晓娟 常乐 《现代电影技术》 2020年第6期7-10,共4页

在数字化时代,图像亮度动态范围获取和显示都离不开转换函数和采样比特位深.当今,虽然图像系统中亮度获取和显示的能力已经得到显著提升,若转换函数选取不当,在既定比特位深下,仍会出现亮度阶梯现象,造成图像质量下降.本文以人眼对比灵... 在数字化时代,图像亮度动态范围获取和显示都离不开转换函数和采样比特位深.当今,虽然图像系统中亮度获取和显示的能力已经得到显著提升,若转换函数选取不当,在既定比特位深下,仍会出现亮度阶梯现象,造成图像质量下降.本文以人眼对比灵敏度为衡量标准,讨论现有高动态范围内容制作标准中,不同转换函数、不同量化位深对图像质量的影响.通过计算,与Barten视敏度模型对比,表明使用12比特位深的PQ不会产生采样量化带来的亮度阶梯现象;在显示最高亮度为200 cd/m^2时,使用12位比特位深的修改后的Gamma2.6与PQ表现相似. 展开更多

关键词 转换函数 量化比特位深 对比敏感度

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