光学信息处理

5、光学信息处理光信息处理技术的内涵1、光的强弱、频率、相位和色彩变化中包含了信息。2、信息的过程：获取、传递、处理和记录存储。光学信息处理技术研究领域经典光学信息处理现代光学信息处理•莫尔技术•数字光计算•平面微透镜•衍射光学器件•列阵器件•双折射晶体光学•液晶显示•空间光调制器•………还有很多频谱分析滤波基本运算---加、减、乘、除运算模识识别图象消模糊。。。。。。光学信息处理阿贝-波特实验对比度反转错了！是乘积，不是卷积方向滤波滤波器物及其谱高通滤波低通滤波相衬显微镜——观察相位物体相位滤波：零级相位改变光学频谱分析系统频谱分析探测器输入面频谱面输出面频谱分析探测器——楔环探测器探测频谱的高低探测频谱的方向优点：速度快光学滤波系统——4f系统一般输入输出关系：缺点：1、高频损失大；2、频域不可调；透镜多输入面频谱面输出面输入频谱面输出P1P2P3L1L2f高通滤波光学滤波系统——4f系统光学滤波系统——单透镜系统输入面频谱面输出面优点：频域大小、物像倍率可调缺点：频谱面相位弯曲光学滤波系统——双透镜系统输入面频谱面输出面优点：频域大小、物像倍率可调缺点：频谱面相位弯曲光学滤波系统——三透镜系统输入面频谱面输出面优点：高频损失小缺点：。。。。。。光学相关系统光学相关系统光电混合系统相干光学反馈系统优点：1、方便产生复值滤波器2、扩大动态范围相干光学反馈系统用相干系统实现的基本运算加减运算在P上光振动的复振幅分布为jeyxPyxPyxP),(),(),(21),(),(),(21yxPyxPyxP),(),(),(21yxPyxPyxP实现加减运算的马赫干涉仪n2当时？1、2、3、4、思考：1、如何确定光栅空间频率？2、平移光栅，会发生什么情况？第六章光学图像和信号处理27如何确定光栅空间频率？)/2sin(2,fycyxTfc/)2sin(2,cT光栅空间频率：滤波器透过率：fy/fx/第六章光学图像和信号处理282、3、4、平移光栅，会发生什么情况？002202)2sin(2,iciicieeeecT结论：平移1/4间距，相减变相加。022),(iiieyxf纪录1f2f再现思考：如果=1，会发生什么情况？乘法运算实现乘法运算的基本方法是重叠法。除法运算),(),(|),(|),(),(12212*1yxgyxgyxgyxgyxg1、用全息的方法可以得到一透明片的透过率（？）2、暗房处理得到另一透明片的透过率3、两透明片叠合),(),(2*1yxgyxg21|),(|yxg1、两透明片2、一透明片和一束光),(1yxg？1、2、3、4、图象识别—匹配滤波2FFFG匹配滤波的物理意义所谓的匹配实际上是指在频域对待检信号进行相位补偿,这意味着一个弯曲的波前经补偿后成为平面波，经透镜后成为一个亮点。表示平面波1、如果输入不为3、如果输入含有2、如果输入为图象识别第六章光学图像和信号处理40特征识别——楔环探测器实现相关和卷积的光学系统模糊的光学系统可能仍然是平移不变线性系统。初始输入信息并没有完全丢失—初始输入信息仅仅是进行了重新分布，其显示形式或表现方式对观察者不明显。所以，采用合适的处理方法可在某种程度上恢复初始输入图象。hfg*说明：模糊图像清晰图像点扩散函数为和的卷积图像消模糊——解卷积3、滤波21HHHHHH2、根据h制作的逆滤波器关键一步！4、逆傅里叶变换清晰图像（4f系统）1、模糊图像的傅里叶变换（4f系统）第六章光学图像和信号处理44大气紊流22iia2xexpa21)x(L线扩散函数矩形窗口的探测器dxrectd1)x(Liii)(iixL照相胶片22iiiq2xexpq21)x(L显示器]22exp[)(222fofm两者关系？线响应RL(x)的一维傅里叶变换等于系统传递函数沿fx轴的截面分布相干光处理的缺点：非相干光处理的缺点：2、基于衍射光学的在频域中的运算非相干光处理分类：1、相干噪声大2、输入和输出设备的通用性问题1、不能直接处理复函数和负值函数2、运算能力和方式有限1、基于几何光学的在空域中的运算（投影法、成像法）思考：1、柱面透镜的作用？2、多通道二维？思考：当时，将出现什么现象？第六章光学图像和信号处理54波长重叠范围问题：一、单色光照明，画出频谱面上图样分布，在以下情况下：1、输入面上无输入图像，无正弦光栅；2、输入面上无输入图像，有正弦光栅；3、输入面上有输入图像，无正弦光栅；4、输入面上有输入图像，有正弦光栅；二、白光照明，。。。。。。？第六章光学图像和信号处理56单色光照明，无输入图像，无正弦光栅单色光照明，无输入图像，有正弦光栅单色光照明，有输入图像，无正弦光栅单色光照明，有输入图像，有正弦光栅第六章光学图像和信号处理58白光照明，有输入图像，有正弦光栅N个某个结构：1、2、3、分析：思考：用几个滤波器？1、2、3、4、分别代表像的高频和低频部分过程：分析：第一次非线性处理第二次非线性处理第一次非线性处理第二次非线性处理第二次非线性处理第六章光学图像和信号处理71第六章光学图像和信号处理72)]}2(10[10)]2(10[10{)]}2(10[10)]2(10[10{)}2(]10[10{)}2(]10[10{),(]5[5]5[5),(GausGausGausGausGausGausNGausGausS解：(2)2222