Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро»




НазваниеЛабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро»
страница1/9
Дата публикации15.05.2014
Размер0.91 Mb.
ТипЛабораторная работа
literature-edu.ru > Лекции > Лабораторная работа
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

(НИЯУ МИФИ)

d:\нирс\практика\для сайта\light_dispersion_conceptual_waves.gif

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

«ЦВЕТ: ОСОБЕННОСТИ И РОЛЬ В МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ»»

Составила студентка группы А11-23 Матушевская О.В.

Москва 2013

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ……………………………………………………………………….2

Теоретическая часть.

Часть 1. Свет……………………………………………………………………………..3

Часть 2. Зрительное восприятие……………………………………………………….10

Часть 3. Свет в медицине………………………………………………………………15

Часть 4. Цвет…………………………………………………………………………….24

Часть 5. Модель RGB…………………………………………………………………...44

Часть 6. Цвет в медицине……………………………………………………………….51

Практическая часть.

Лабораторная работа № 1. ЗРИТЕЛЬНОЕ ВОСПРИЯТИЕ ЦВЕТА………………...65

Лабораторная работа № 2. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И СМЕШЕНИЕ ЦВЕТОВ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИ RGB…………………………………………………………………………...68

Лабораторная работа № 3. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ RGB В МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ…………………………………………………………………………70

Требования к оформлению отчета………………………………………………………76

Приложение. СИСТЕМА «АТЛАНТ_МИКРО»

Техническое обеспечение системы «Атлант-микро»………………………………….77

Программное обеспечение системы «Атлант-микро»…………………………………78

Техника безопасности при работе с системой «Атлант-микро»………………………79

Список рекомендуемой литературы………………………………………………….86


Предисловие

Предлагаемый цикл лабораторных работ создан для курса «Системы обработки изображений» кафедры № 46 НИЯУ МИФИ. Он создан на основе программ «RGB» и «Contrast», а так же на основе комплекса «Атлант-микро», которые являются разработками кафедры.

Цель работ – изучение принципов зрительного восприятия, модели RGB ,практическое ознакомление с телемедицинской системой «Атлант».

Наряду с этим практикум призван способствовать формированию правильных представлений о цвете и его природе, о его роли в медицинской диагностике.

Основной материал пособия изложен двумя частями. В теоретической части практикума будут рассмотрены главные положения цветового анализа. В первую очередь мы должны рассмотреть понятия «свет» и «цвет», ведь человек ежедневно сталкивается с ними. Однако часто не могут отличить друг от друга. Необходимо исследовать природу света и цвета, объяснить, почему они являются разными понятиями, а так же рассмотреть их применение в области компьютерных медицинских систем. Сначала будет рассмотрено, что такое свет, его свойства (например, преломление, поляризация и т.д.) и физические характеристики (энергетические и световые). Это нужно для того, чтобы сложилось представление, достаточное для понимания дальнейших исследований.

Затем будет рассмотрено понятие «цвет», его характеристики. Для лучшего понимания, необходимо частично исследовать анатомию глазного яблока и рассмотреть физиологию восприятия цвета глазом человека.

После исследования света и цвета можно вводить понятие «цветовая модель», для чего нужны такие модели и как они устроены, а также, какова роль цветовых моделей и цветового анализа в целом в медицинской диагностике.

Во второй части представлено описание трех лабораторных работ. Первая посвящена зрительному восприятию цвета. Вторая работа – применению модели RGB. Третья лабораторная работа ориентирована на исследование роли цвета в онкологической диагностике.

Учебное пособие содержит приложение, в котором изложены правила работы с системой «Атлант-микро».
Теоретическая часть.

Часть 1.Свет

Свет в узком смысле- то же, что и видимое излучение, т.е. электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (7,5∙ – 4∙ Гц), что соответствует длинам волн в вакууме от ≈400 до ≈700 нм. Свет очень высокой интенсивности глаз воспринимается в несколько более широком диапазоне. Световые волны различных частот воспринимаются человеком как различные цвета.Цвет является одной из характеристик света. Для монохроматического излучения цвет определяется длиной волны, а для сложного излучения — его спектральным составом. Важно понять, что свет и цвет не одно и то же.

Необходимо отметить, что указанные границы являются условными. В учебной и научной литературе приводятся и другие границы диапазона видимого излучения. Точно установленных границ спектральной чувствительности глаза не существует.

Свет в широком смысле – синоним оптического излучения, включающего, кроме видимого, излучение УФ и ИК области спектра.

Раздел физики, в котором изучается свет, носит название оптика.



Рис.1 .Диапазоны длин волн различных типов излучения.

Оптическое излучение возникает либо в результате возбуждения атомов или кристаллов, сопровождающегося энергетическими переходами наименее связанных (валентных) электронов, либо в результате тепловых колебаний самих атомов и молекул, испускающих инфракрасное излучение. Рентгеновское излучение отличается от оптического тем, что возникает при возбуждении электронов с внутренних оболочек атома, радиоизлучение — при колебаниях свободных зарядов.

Различные виды оптического излучения. классифицируют по следующим признакам:


  • природа возникновения (тепловое излучение, люминесцентное излучение);

  • степень однородности спектрального состава (монохроматическое, немонохроматическое);

  • степень упорядоченности ориентации электрического и магнитного векторов (естественное, поляризованное линейно, по кругу, эллиптически);

  • степень рассеяния потока излучения (направленное, диффузное, смешанное) и т.д

.

Падающий на поверхность какого-либо тела поток света частично отражается, частично проходит через тело и частично поглощается в нём. Поглощённая часть энергии света преобразуется главным образом в тепло, повышая температуру тела. Однако возможны и другие виды преобразования энергии — фотоэффектфотолюминесценция, фотохимические и пр.
Таблица 1.Диапазоны оптического излучения


Корпускулярно-волновой дуализм света.

Свет представляет собой сложное явление: в одних случаях он ведет себя как электромагнитная волна, в других – как поток особых частиц - фотонов. Свет ведет себя как электромагнитная волна только при распространении через непоглощающие среды. В остальных случаях световой поток представляется как поток частиц - фотонов. Это означает, что природа света более сложна, чем природа привычных для нас тел окружающего мира. В любых световых явлениях при их глубоком изучении обнаруживается неразрывная связь квантовых и волновых свойств света.
Световые характеристики

Приведем физические величины, характеризующие свет и единицы их измерения в Международной системе единиц. Рассмотрим две группы физических величин-энергетические и световые.


Характеристики света

Энергетические

Световые



Энергетические величины применяют для характеристики света как электромагнитного излучения, переносящего энергию. Они характеризуют свет безотносительно к свойствам человеческого зрения. Они выражаются в единицах энергии или мощности, а также производных от них. К энергетическим величинам в частности относятся энергия излученияпоток излучениясила излученияэнергетическая яркостьэнергетическая светимость и облучённость.

Поток излучения Φ (поток лучистой энергии, мощность излучения)- величина, равная отношению энергии излучения ΔW ,переносимой излучением, к времени Δt переноса, значительно превышающему период колебаний:

Φe= ΔW/Δt.

Поток излучения выражается в ваттах (Вт).

Сила излучения Ie (энергетическая сила света) определяется как поток излучения dΦe , распространяющийся в пределах элементарного телесного угла dΩ

Ie=dΦe/dΩ.

Выражается в ваттах на стерадиан (Вт/ср.).

Энергетическая яркость (лучистость) равна силе излучения от элементарной площадки источника излучения dS, приходящейся на единицу площади проекции этой площадки на плоскость, перпендикулярную к линии наблюдения

Le=dLe/(dS cosφ)

Здесь φ -плоский угол между нормалью к площадке dS и линией наблюдения. Энергетическая яркость выражается в ваттах на стерадиан на метр в квадрате (Вт/(ср∙м2))

Облученность (энергетическая освещенность) задается выражением

Ee=dΦe/dS,

Где dΦe -поток излучения, приходящийся на элементарную площадку dS. облученность выражается в ваттах на квадратный метр (Вт/м2).

Каждой энергетической величине соответствует аналог — световая фотометрическая величина. Световые величины отличаются от энергетических тем, что оценивают свет по его способности вызывать у человека зрительные ощущения. Световыми аналогами перечисленных выше энергетических величин являются световая энергиясветовой потоксила светаяркостьсветимость и освещённость.

Световой поток -поток излучения, оцениваемый по зриетльному ощущению. Если -поток монохроматического излучения с длиной волны λ, то световой поток определяется из соотношения

= K V(λ),

где К=683 лм\Вт – переводной множитель при переходе от единиц энергетических величин к единицам световых величин; люмен (лм)- единица светового потока.

Световой поток сложного спектрального состава описывается формулой





Где -спектральная плотность потока излучения с длиной волны ,а пределы интегрироания , определяется диапазоном видимого излучения.

Обычная лампа накаливания мощностью 100 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1300 лм. Компактная люминесцентная лампа дневного света мощностью 26 Вт создаёт световой поток, равный примерно 1600 лм. Световой поток Солнца равен 3,8 ∙ 1028 лм.

Сила света определяется отношением светового потока d , распространяющегося от источника света внутри малого телесного угла dΩ , содержащего рассматриваемое направление, к этому углу



Сила света - одна из основных физических величин Международной системы (СИ). Единица света –кандела (кд).

Сила света типовых источников:

Источник

Мощность, Вт

Примерная сила света, кд

Свеча

 

1

Лампа накаливания

100

100

Обычный светодиод

0,015

5 мкд

Сверхъяркий светодиод

1

25

Сверхъяркий светодиод с коллиматором

1

1500

Люминесцентная лампа

20

100

Единица светового потока- люмен является производной единицей в СИ и определяется как световой поток, излучаемый точечным источником с силой света в одну канделу внутри телесного угла в один стерадиан.

Яркость светящейся поверхности в некотором направлении φ определяется отношением силы света в этом направлении к проекции светящейся поверхности dS на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения

/(dS cosφ).

Яркость выражается в канделах на квадратный метр (кд\).

Человек может «ощущать» яркость широкого диапазона от кд/ и менее до кд/и более. При этом одновременно воспринимаемый диапазон существенно меньше. Способность глаза обнаружить изменение яркости характеризуется контрастной чувствительностью , определяемой соотношением

Δ/

Где Δ- заметное для зрения приращение яркости относительно яркости .

В диапазоне яркостей от 1 до кд/ контрастная чувствительность зрения достаточно постоянна и находится ориентировочно в пределах от 0,02 до 0,04.

Число различимых глазом градаций яркости можно оценить по формуле.

m=ln(/)/ ln(1+)≈.
Человеческий глаз считается светоадаптированным при яркостях более 100 кд/м². Ночное зрение наступает при яркостях менее 10−3 кд/м². 

Яркость некоторых источников света

кд/см2

Ночное небо

10-7

Облачное небо

 до 0,3

 Голубое небо

 до 1

 Луна

 0,25

Солнце у горизонта

 600

 Солнце в полдень

 до 150000

Люминесцентная лампа

 0,2—0,4

 Пламя свечи

до 1

 Вольфрамовая лампа накаливания матовая

 5—40

 Вольфрамовая лампа накаливания прозрачная

 200—3000

 Электрическая угольная дуга

 до 18000

 Ртутная лампа высокого давления

 25000— 150000

 Ксеноновая лампа высокого давления

50000-1000000

Освещенность -величина, характеризующая поверхностную плотность падающего на некоторое тело светового потока ,где -световой поток, падающий на поверхность . Единицей измерения является люкс (лк), представляющий собой освещенность поверхности площадью в один квадратный метр, на которую падает равномерно распределённый световой поток в один люмен.

Человек теряет способность различать цвета лишь при освещенности 10 люкс, то есть при слабом лунном свете

Часть 2.Зрительное восприятие

Глаз (лат. oculus) — сенсорный орган  человека и животных, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения. У человека через глаз поступает большая часть информации из окружающего мира.
http://old.virtualcoglab.ru/gifs/kolbeneva1.gif

Рис.2. Процентное соотношение количества информации, получаемой от разных органов чувств

Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв "правую часть" изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения — правую и левую — головной мозг соединяет воедино.

Так как каждый глаз воспринимает "свою" картинку, при нарушении совместного движения правого и левого глаза может быть расстроено бинокулярное зрение. Попросту говоря, у вас начнет двоиться в глазах или вы будете одновременно видеть две совсем разные картинки.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» iconЛабораторная работа №6 Итоговое задание «Логическое программирование на языке Visual Prolog»
Получить практические навыки применения систем и языков логического программирования для построения систем, основанных на знаниях....

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» iconУльяновский государственный университет Инзенский филиал Аргуткина...
Требования к оформлению письменных работ студентов: Методические рекомендации студентам экономических специальностей. Инза: УлГУ....

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» iconТема Методы психолого-педагогических исследований
Тема Научно-исследовательская работа магистранта и требования к ее организации и оформлению

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» iconПоложение об организации электронного документооборота общие положения
«Положение», а также приложение к настоящему Положению устанавливают общие принципы организации работы электронной почты и ведения...

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» icon«Работа педагога с семьей в современной школе: проблемы и технологии»....
Объем отчета – 151 стр., количество иллюстраций 2, таблиц – 9, приложений 6, количество частей отчета 3, количество использованных...

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» iconV. Требования к содержанию и оформлению материалов участников Конференции
Работа обучающихся должна состоять из следующих частей: введение, первая часть (реферативная), вторая часть (исследовательская),...

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» iconД. Е. Кочкин в статье рассматривается постановка задачи относительного...
Применение математической модели вторых разностей фазовых измерений gps в задаче относительного местоопределения

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» iconCt scan Clinical Applications Клиническое применение компьютерной томографии (КТ)
Современный медико-диагностический центр им. Святого Эфраима специализируется на диагностике общих заболеваний с использованием современных...

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» iconVi городская конференция учащихся по научно-техническому творчеству Секция «Программирование»
Методы распознавания образов широко используют при оптическом и акустическом распознавании (в том числе текста и речи), медицинской...

Лабораторная работа № применение модели rgb в медицинской диагностике требования к оформлению отчета Приложение. Система «атлант микро» icon4. требования к оформлению общие требования
Объем вкр, не считая списка литературы и приложений, должен составлять 50-55 стр. Объем приложений не ограничивается

Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции