Голографическая томография

Третьим важным направлением оптической томографии, которое также рассмотрено в книге, является применение томографических принципов для получения и обработки изображений. Основное внимание при этом мы будем уделять связи голографического и томографического отображений информации. Привлечение голографических принципов в томографические исследования позволяет анализировать задачу получения трехмерного изображения внутренней структуры объекта, т. е. строить так называемый голографический томограф. [c.4]

Эксперименты по инверсной томографии показывают, что использование голографических методов в томографии не приносит существенных результатов, если при построении конкретных приборов не учитывать общих черт обоих методов исследования объекта, основанных на решении обратной задачи рассеяния. Рассмотрим принципиальную возможность построения оптической системы, совмещающей оба метода для решения задачи получения световых копий внутренней структуры объектов или голографической томографии. Анализ будем проводить на примере зада.чи инверсной томографии, при этом покажем возможность устранения эффекта затенения. [c.166]

Шваб А. А. О задаче компьютерной томографии, основанной на методе голографической интерферометрии при дефектоскопии упругих тел // Исследования по условной корректности задач математической физики Сб. науч. тр / Ин-т математики СО АН СССР. 1989. С. 163-170. [c.781]

Наиболее ярким примером такого плодотворного обмена идеями может служить дифракционная томография. Зародившаяся в работах Е. Вольфа [26] для решения оптической задачи восстановления потенциала рассеяния по голографическим измерениям, она затем обрела новую жизнь в акустических приложениях [27], а сейчас вновь с успехом применяется в оптических измерениях [28]. [c.16]

Обзор алгоритмов решения уравнения (1.6), которые широко используются в медицинской компьютерной томографии, приведен в [11, 23, 39]. Специфика применения этих алгоритмов в физических исследованиях, в том числе в оптических и голографических, отражена в [22, 37]. [c.29]

Однако в оптических измерениях возможен, на наш взгляд, другой, более простой и продуктивный подход к решению задачи автоматизации обработки информации. К такого рода измерениям. относятся спектроскопия, широкий класс голографических измерений, лазерная анемометрия, оптическая томография и т. д., где носителем информации является оптический волновой фронт, либо прошедший через исследуемый объект, либо отраженный от него. Автоматизация обработки с использованием ЭВМ в этом случае приводит к необходимости фотографической либо голографической регистрации этого волнового фронта, преобразования в-электрический сигнал двумерной картины, ввода в ЭВМ и затем непосредственно математического анализа. В достаточно общем случае при оптических измерениях, если исключить этапы регистрации сигнала и его преобразования, задача сводится к такой обработке волнового фронта, которая позволила бы решить уравнение (4.1) [110]. [c.111]

Мы не будем обсуждать достоинства и недостатки различных методов решения этой задачи, рассмотрим только возможность синтеза трехмерного изображения из набора томограмм в голографическом дисплее, описанном выше. В качестве исходных данных были выбраны реальные томограммы головы, полученные на рентгеновском вычислительном томографе. Голограмма формировалась методом оптического синтеза, который основан на голографической последовательной записи диффузного фурье-спектра каждой томограммы с опорным волновым фронтом, распределение которого в плоскости регистрации является фурье-образом сферической волны с переменным радиусом кривизны. Восстановление осуществлялось путем обратного преобразования Фурье волны, полученной при освещении голограммы плоской волной. Оптическая схема дисплея и ее подробное описание приведены в 5.3.2. [c.165]

Описывается применение томографических принципов для получения и об работки изображений. Рассматриваются вопросы использования преобразоваип Радона для анализа многомерных сигналов. Развиваются принципы построени голографических томографов для объемного отображения скрытых структур [c.2]

Во многих случаях задача состоит в том, чтобы в данный момент времени можно было наблюдать лишь отдельную плоскость сечения объекта на некоторой его глубине. Можно привести несколько примеров. Ультразвуковые сканеры типа В дают наборы срезов , или томографические картины , объекта по глубине при зондировании вдоль некоторой линии объекта звуковым эхо. Трансаксиальная томография также дает нам поперечные сечения объекта при просвечивании его рентгеновскими лучами. Формирование изображений в у-лучах методом кодированной апертуры позволяет наблюдать любую плоскость по глубине объекта. То же самое позволяет и акустическая голография. Во всех этих случаях мы имеем N изображений, чтобы записать N планов по глубине. И снова голографическое мультиплексирование обеспечивает простой способ одновременного наблюдения за всеми этими изображениями при соответствуюш,их их положениях по глубине. Этот вопрос был рассмотрен в обзоре Колфилда [1]. Схема записи приведена на рис. 6. Вместо того чтобы между экспозициями перемещать регистрирующую среду и использовать в данный момент времени только узкую полоску, мы перемещаем рассеиватель и при каждой экспозиции экспонируем всю голограмму. При необходимости записывать много планов по глубине можно было бы изобрести более экзотические методьг мультиплексирования, чем простой метод многократной экспозиции, чтобы избежать уменьшения отношения сигнал/шум в раз (см. 5.2). Хотя эти синтезированные изображения и полезны, однако они никогда [c.232]

И еще одним из достижений последнего времени стала компьютерная томография. Этот метод получения плоских сечений, разрезов, скрытых от глаз внутренних органов человека, получаемых при компьютерном синтезировании их рентгеновских, акустических и тому подобных изображений. Очевидно, что сочетание этого метода с голографией, т. е. синтез объемных изображений таких органов, последовательное освобождение их (путем голографической обработки) от закрьшающих их тканей, должно предоставить еще большие возможности для исследования больных органов, в том числе и человеческого мозга. [c.64]

Голография, как явление, позволяет в принципе регистрировать и воспроизводить волновые поля объектов, движущихся с большими скоростями (вплоть до релятивистских), при этом воспроизводится амплитуда, фаза, спектральный состав и поляризация излучения. Развиваются методы, дающие возможность записать изменение параметров излучения во времени. Свойство голограммы формировать обращенные (сопряженные) волны находит важное применение для компенсации влияния оптических неоднородностей сред. Процессы, протекающие в трехмерной голограмме, как показано Ю. Н. Де-нисюком, в некоторых отношениях родственны процессам мышления и могут быть в дальнейшем использованы для их имитации. На основе трехмерной голограммы может быть создана сверхплотная оптическая память. Одним из новых научно-технических достижений стала компьютерная томография (метод плоских сечений), позволяющая получать скрытые от глаза сечения внутренних органов человеческого тела, сечения, получаемые при компьютерном синтезировании их рентгеновских и акустических изображений. Думается, что сочетание этого метода с голографией, т. е. синтез объемных изображений органов (головной мозг и т. п.), последовательное освобождение их (путем голографической обработки изображений) от закрывающих их тканей, должно предоставить еще большие возможности. [c.123]

Томографические методы в оптике начали применяться в середине 50-х годов. Так, в работах советских ученых (см., например, [34]) описано восстановление распределения плотности газа в аэродинамических потоках. Однако из-за сложной для того времени экспериментальной техники и несовершенных методов обработки они не получили широкого распространения. Новый этап применения томографии в оптике начался с появления голографической интерферометрии, которая существенно упростила регистрацию проекций — интерферограмм. В работе П. Д. Роули (1968 г.) было указано на возможность восстановления трехмерного распределения показателя преломления внутри объекта. В течение последующего десятка лет данное направление получило дальнейшее развитие в работах зарубежных [35] и советских ученых [И. Н. Штейн (1972 г.), Ю. И. Филенко (1972 г.), Ю. П. Пресняков (1976 г.)], возглавляемых В. М. Гинзбург [36]. В указанных и последующих работах (см., например, 12, 37]) была рассмотрена возможность применения томографии с голографической регистрацией проекций для диагностики плазмы, газо- и гидродинамических потоков, явлений тепло- и массообмена, стекловолокна и т. д. [c.19]

Оптический тракт томографа, предназначенного для измерения показателей поглощения и преломления в сечении динамического объекта, построен на принципах оптической аналоговой томогра-)ии, причем в нем реализуется алгоритм формирования суммарного изображения. Зондирование объекта осуществляется с трех или пяти направлений Оптическая схема позволяет осуществлять Исследования в произвольном (продольном или поперечном) сечении объекта. Голографическая регистрация поля, прошедшего через объект, дает возможность отдельно визуализировать изображение распределения показателя поглощения в сечении, а также томографические интерферограммы, полосы на которых являются линиями равного уровня показателя преломления в том же сечении. [c.143]

В настоящей главе мы, конечно, не будем сопоставлять томографию со всеми способами отображения информации, а попытаемся выделить некоторые общие черты в голографическом и томографическом методах получения изображения и укажем на их принципиальные отличия [121, 122] Такой анализ нам кажется полезным и интересным не только с методической точки зрения Совмещение этих двух методов в конкретной информационно-измерительной системе позволяет решать гакие важные для практического применения задачи, как трехмерное отображение внутренней структуры и синтез объемных изображений по набору томограмм Возможные методы решения указанных задач будут рас- смотрены в данной главе При этом будут ана чизироваться не только алгоритмы синтеза голограмм математически заданных трехмерных объектов, но и реализация их в оптических системах с преобразованием волнового фронта, т е оптический синтез голограмм Мы покажем также, как взаимное проникновение идей I томографии и голографии позволяет решать проблему скрытых [c.147]

Многое указывает на тесную связь томографических и голографических методов отображения информации, в первую очередь то, что в обоих случаях иссчедуемый объект взаимодействует с излучением, которое потом регистрируется Причем в обоих случаях, как правило, необходимо измерить амплитуду и фазу поля Нужно отметить, что голографическая регистрация применяется в томографических исследованиях давно, достаточно вспомнить голографическую интерферометрию, дисдрометрию и т д Следующий шаг — восстановление из зарегистрированной информации (почя) изображения объекта Заметим, что в обоих случаях решается обратная задача То есть как голография, так и томография представляют собой двухступенчатый процесс, на втором этапе которого реализуется некоторый обратный оператор Особенности этого оператора и составчяют отличие методов [c.147]

Отметим основные задачи, возникающие при восстановлении омсграммы, которых нет в голографическом отображении инфор-ации. Прежде всего, голограмма, полученная под одним ракурсом, позволяет однозначно восстановить трехмерное изображение. При величении числа ракурсов только расширяется поле зрения и возникает эффект кругового обзора. При этом каждая голограмма отвечает за свой участок объекта. В томографии для восстановления принципиально необходимо многоракурсное зондирование, так как размерность проекции всегда меньше восстанавливаемой функции [в нашем случае одномерная проекция Е(х ), двумерный объект е х, у)]. Для получения томограммы необходимы все проекции одновременно, так как каждая из них участвует в вос-становлениии сечения. По-видимому, это принципиальное отличие голографии от томографии, которое порождает основные трудности при оптической реализации восстановления внутренней структуры объекта. Наиболее важные среди них — пространственная филь-, трация проекций и суммирование преобразованных проекций. [c.151]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...