Рис. 8.1. Точечный источник создает конус направленных на объект лучен, которые и образуют на экране его теневое изображение (а). Если между точечным источником и объектом поместить щелевую диафрагму, то объект будет освещаться только веером лучей. В этом случае мы имеем трансаксиальное освещение, показанное на нижнем рисунке (б).
Получив проекции объекта (одно- и двумерные) с многих ракурсов и осуществив восстановление, мы можем синтезировать изображение трехмерного объекта (по его двумерным проекциям) или получить двумерное сечение этого объекта веерным пучком (по его одномерным проекциям). Примерами синтеза трехмерных изображений объекта по его двумерным проекциям являются псевдопараллаксные изображения, а также цилиндрические мультиплексные голограммы. Примером синтеза двумерного изображения объекта по его одномерным проекциям служит трансаксиальная томография. Во всех этих случаях дополнительное измерение синтезируется по многочисленным проекциям, полученным с многих направлений. В-третьих, мы можем совсем не учитывать одну координату из трех. Метод профилирования, является примером такого подхода. Обозначив поперечные координаты через х и у, а координату по глубине через z, получаем профили изображений в координатах х—z при постоянном у и в координатах у—z при постоянном х. И, наконец, в-четвертых, мы можем точно записать изображение в координатах х—у и восстановить затем координату z (измерение по глубине) некоторым образом (например, с помощью контуров по глубине.
Мы должны теперь уделить больше внимания голографии с малой числовой апертурой (которая включает акустическую голографию и формирование изображений методом кодированной апертуры). Предположим, что мы восстанавливаем изображение с голограммы, используя оптическое излучение с длиной волны л.
Если апертура голограммы равна А, а расстояние от голограммы до плоскости изображения D, то поперечное разрешение будет приблизительно лD/A, а глубина фокуса лD2/A2. Таким образом, части трехмерного изображения, разделенные, но глубине на расстояние, большее, чем лD2/A2, могут рассматриваться последовательно. Простейший способ реализации этой идеи состоит в перемещении экрана наблюдения в пределах реального изображения взад и вперед от голограммы.
Сейчас мы можем объяснить термин «томография». Томография стала означать метод формирования двумерных изображений поперечных сечений объекта. Она понятно и хорошо названа трансаксиальной томографией. Изображение оказывается томографическим, если освещение находится в плоскости сечения объекта. Назовем центральную нормаль к плоскости сечения его «осью». В этом случае мы видим причину использования слова «трансаксиальиый»: оно использовано для описания характера освещения. Последовательные плоскости по глубине, получаемые с кодограмм или акустических голограмм, оказываются аксиальными томографическими изображениями. К сожалению, иногда слово «аксиальный» используется тогда, когда следует употребить слово «трансаксиальный» (как, например, в аббревиатуре CAT — computerized axial tomography, что означает «цифровая аксиальная томография»), поэтому мы не оставили подходящего слова для такого рода томографии. Исследователи, работающие в области акустической голографии и формирования изображений с помощью кодированных апертур, просто ссылаются на свои «томографические» изображения.
Томографические изображения могут быть синтезированы голографически таким образом, что наблюдатель видит каждое томографическое изображение в правильном трехмерном соотношении к каждому другому томографическому изображению. Это не дает никакой новой информации, но помогает человеку-наблюдателю легче воспринимать информацию, уже имеющуюся в томографических изображениях.
Литература
1. Abbe Е., Arch. Mikrosk. Anat, 9, 413 (1873).
2. Gabor D., Nature, 161, 777 (1948).
3. Leits E. N.. Upatnieks J., /. Opt. Soc. Am., 52, 1123 (1962).
4. Toth L.. Collins S. A , Jr., Appl. Pht/s Letters, 13, 7 (1968).
5. Сох М.Е., Buckles R. G., Whitlow D., Appl. Opt., 12, 128 (1971).
6. McMahon D.H., Caulfield H. J., Appl. Opt., 9, 91 (1970).
7. Thompson B.J., /. Opt. Soc. Am., 53 (1963). Silverman В. Л., Thompson B. J., Ward J. H., У. Appl. Met., 3. 792 (1964).
8. Boettner E.A., Thompson B. J., Opt. Eng., 12, 56 (1973).
9. Singh К., Attl. Fond., 27, 197 (1972).
10. J. Opt. Soc. Am., 66, vol. 11 (1976).
11. Gara A.D., Majkowski R.P., Staplcton Т.Т., Appl. Opt, 12, 2172 (1973).
12. Balasubramanian N.. Opt. Eng., 14, 448 (1975).
13. Caulfield H.J. Hirschfcld Т., Weinberg J. M., Herron R. E., Proc. IEEE. 65. 84 (1977). [Имеется перевод: Колфнлд Г. и др. — ТИИЭР, 1977, т. 65 № I, с. 101.]
14. Rosen А.N.. Opt. Laser Tech., 7, 127 (1975).
15. McMahon D.II., Laser Focus, 6, 34 (1970), Appl. Opt, 11, 798 (1972).
16. Mueller R.K.. Acoustical Holography Survey, in: Advances in Holography, cd. by N. H.
17. Farhat, vol. 1, Dekker, New York, 1975.
18. Mueller R. Sheridon N. K-, Appl. Phys. Letters, 9, 328 (1966.)
19. Greguss P., Acoustica, 29, 52 (1973).
20. Landry J., Kcyani H., Wade G., Bragg Diffraction Imaging, in: Acoustical Holography, cd. by G. Wade, vol. 4, Plenum Press, New York, 1972.
21. Whitman R.L, Ahmed M., Korpel A., A Progress Report on the Laser Scanned Acoustic Camera, in: Acoustical Holography, Plenum Press, New York. 1974.
22. Mertz L., /. Opt. Soc. Am., 50, 505 (1960).
23. Young N. O., Sky and Telescope, 25, 8 (1963).
24. Chang L.Т., Macdonald В., Pcrcz-Mendez V., Proc. SP1E, 89. 9 (1977).
25. Gaskill J.D.. Whitehead F. R., Gray J. E., O'Mara R. E., Matched Filter Restoration of Coded Gamma and X-Ray Imaging, in: Applications of Optical Instrumentation in Medicine, SPIE, vol. 35, 1973.
26. Chang L.Т., Kaplan S. N.. Macdonald В., Perez-Mendcz V., Shiraishi L., /. Nucl. Med., 15, 1063 (1974).
27. Barrett H.H., /. NucL Med., 13. 382 (1972).
28. Barrett H. IL, Horrigan F. A., Appl. Opt, 12, 2686 (1973).
29. Rogers W.L., Coded Aperture Imaging in Nuclear Medicine, Review and Update, in: ERDA Conf. on Applications of X- and Y-Ravs. Ann Arbor, May 1976.
30. Akcasu A.Z.. May R. S.. Knoll G. F., Rogers W. L., Koral K. F.. Jones L. W., Opt Eng., 13, 117 (1974).
31. Zaklad H., Electronics, 14, 89. (1976).
32. Peters Т.M., IEEE Trans., BME-21, 214 (1974).
33. ВаггсЛ II.H.( Radiology, 104, 429 (1972).
34. Weiss IL, Three-Dimensional X-Ray Information Retrieving by Optical Filtering, in: Proceeding of the 1974 International Optical Computing Conference IEEE. 1974.
35. Bicdermann K., /. Opt. Soc. Am., 61. 1439 (1971).
36. Macovski A., Phys. Med. Biol., 19, 523 (1974).
37. Casasent D., Hybrid Processors, in: Optical Data Processing, ed. by S. Lee: Topics in Applied Physics, Springer, Berlin, Heidelberg, New York; IEEF Trans. Comput. C-24, 318 (1975).
38. Everett R.L., Lopez G., Anderson W.L., Simpson J.W., A Fourier Opticai Phonocardiogram Record-Analyze System, in: Proceedings of the San Diego Biomedical Svmposium. SPIE, vol. 1, 1972.
39. Shamir J.. Winzer G., Opt Acta, 19. 795 (1972).
40. Redman J.D., /. ScL Instr., 2. 651 (1969).
41. Greguss P.. Caulfield H.J., Science, 177, 422 (1972).
42. Falus M., Caulfield H.J., Greguss P., Laser and Unconventional Optics, 51, 3 (1974).
43. Caulfield H.J., Appl Opt, 9, 1218 (1970).
44. De Bitetto D.J.. Appl. Phys. Letters,Caulfield II.J., Lu S., The Applications of Holography, Wiley-Intersciencc, New York, 1970, Chap. VIII.
45. Benton S. A.. Opt. Eng., 14, 402 (1975).
46. Chapman J.A., Grundy S.M. W., Wolton W.P., Redman J.D., Three Dimensional Reconstructions from Electron Micrographs by Holography, in: l'roc. 5th Eur. Congr. on Electron Microscopy, 1972.
47. Redman J.D., Wolton W.P., Shuttleworth E., Nature, 220, 58 (1968).
48. Cross L., School of Holography, San Francisco, unpublished.
49. Upatnieks J.t Leonard C. D., Mattila E. S., Archival Storage of Three Dimensional Images, in: International Opt. Сотр. Conf., 1975, IEEE No. CH0941-5c.
50. Jeong Т.H., Rudolph R., Lockctt P.. /. Opt. Soc. Am., 56, 1203 (1966).
51. Какичашвнли Ш.Д., Ковалева A.H, Рухадзе В.А.— Опт. и спектроскоп. — 1968, 24, № 4, с. 627.
52. In the USA Apollo Lasers, Hadron, and International Laser Systems market such lasers.
53. Caulfield II.J., Hirschfcld Т., Weinberg J.M., Herron R., Proc. IEEE, 65, 84 (1977). [Имеется перевод: Колфилд Г. и др. — ТИИЭР, 1977, т. 65, №1, с. 101.]
54. Varner J.R., Holographic Contouring, Alternatives and Applications, in: Developments in Holography, SPIE, vol. 25, 1971.
55. Lu S., Hemstreet H.W., Jr., Caulfield II.J., Phys. Letters. 2514, 294 (1967).
56. Brooks R.E., Hcflinger L.O., Wucrkcr R.P., Brioncs R.H., Appl. Phys. Letters, 7, 92 (1965).
57. Felcppa E.J.t IEEE, BME-I9, 194 (1972).
58. Ebersole J.F., Opt. Eng., 14, 436 (1975).
59. Rounds D.E., Olson R.S., Booher J., Measurement of Cell Migration Index with a Ис-Ne Laser, in: Third Conference on the Laser, Anals of the N. Y. Acad. Scl., vol. 267, 1976.
60. Sol lid J.E., Opt. Eng., 14, 460 (1975).
61. Stetson K.A., Opt. Eng., 14, 482 (1975).
62. Burian K-, Firtze W., Schwomma W., Holographic Study of the Ear Drum, in: Symposium 1976 on Elcctro-cochleography and Holography in Medicine, Miinster, March 1976, A29.
63. Tonndorff J., Khanm S. H., /. Acoust. Soc. Am., 49, 120 (1971).
64. Hogmoen K-. Gundersen Т., Holographic Vibration Analysis of the Osskular Chain, in: Svmposium 1976 on Electro-cochleography and Holography in Medicine, Munster, March 1976, A30.
65. van Bally G., Trommclfell als Mittel zur Differentialdiagnose von Schallci-tungsstorungen MEDEX 76, 3rd International Exhibition and Congress on Medical Electrics and Bioenginccring, Basel, June 1976.
66. Wedenall P.R., cited in Greguss P., Opt. Laser Technol, 8, 153 (1976).
67. Mausler G., Schuenk Т., Seidel Holographic Deformation Measurement for Optimizing Hip-Joint Prosthesis, in: Symposium 1976 on Electro-cochleography and Ilolography in Medicine, Munster, March 1976, p. 7.
68. Vukicevic D., Hancevic J., Nikolic V., Vukiccric S., Application of Holographic Intcrferomctry in the Biomechanics of the Locomotor System, in: Symposium 1976 on Electro-cochleographv and Holography in Medicine, Munster, March 1976, p. 7.
69. 7.69. Bremble G.R.. Laker M.J., Hardinge K.A. Preliminary Study of Fracture Fixation Using Holographic Intcrferomctry, in: Holography in Medicine,
P. Greguss, IPC Science and Tech. Press. Richmond, England, 1975, pp. 65—68.
70. Greguss P., Opt Laser Technol., 8, 153 (1976).
71. Vander Lugt A., IEEE Trans., IT 10. 139 (1964); Caulfield H J., Holographic Pattern Recognition — New Thoughts on Old Problems, in: Holography and Optical Filtering, NASA SP-299 (1973).
72. Thomasson S.Т., Middleton Т.J., Jensen N.. Coherent Optics in Mapping, SPIE, vol. 45, 1974; also George N.. Thomasson Т., Spindel A., U. S. Pat. 3689772 (1972).
73. Casasent D., Psaltis D., Appl. Opt, 15, 1795 (1976).
74. Shi N.K., Carlson F.P., IEEE Trans., BME-23, 84 (1976).
75. Kruger R.P.. Thompson W.В.. Turner Л.F., IEEE Trans, SMC-4, 40 (1974).
76. Salzman G.C, Crowell J.M., Goad C.A., Hansen К.M., Hiebert R.D., La Baure P.M., Martin J. C, Ingram M. L., Mullaney P.F., Clinical Medicine, 21 (1975).