光学信息处理ppt课件

1、5、光学信息处置、光学信息处置光信息处置技术的内涵1、光的强弱、频率、相位和颜色变化、光的强弱、频率、相位和颜色变化中包含了信息。中包含了信息。2、信息的过程：获取、传送、处置和、信息的过程：获取、传送、处置和记录存储。记录存储。光学信息处置技术研讨领域经典光学信息处置现代光学信息处置 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 还有很多频谱分析频谱分析滤波滤波根本运算根本运算- 加、减、加、减、 乘、除运算乘、除运算 模识识别模识识别图象消模糊图象消模糊。光学信息处置光学信息处置阿贝阿贝- -波特实验波特实验对比度反转对比度反转错了！是乘

2、积，不是卷积错了！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相衬显微镜察看相位物体察看相位物体相位滤波：相位滤波：零级相位改动零级相位改动光学频谱分析系统光学频谱分析系统频谱分析探测器频谱分析探测器输入面输入面频谱面频谱面输出面输出面频谱分析探测器频谱分析探测器楔环探测器楔环探测器探测频谱的高低探测频谱的高低探测频谱的方向探测频谱的方向优点：速度快优点：速度快光学滤波系统光学滤波系统4f4f系统系统普通输入输出关系：普通输入输出关系：缺陷：缺陷：1、高频损失大；、高频损失大；2、频域不可调；透镜多、频域不可调；透镜多输入面输入面频谱面频谱面输出面输出面 输入 频谱面 输出

3、 P1 P2 P3 L1 L2 f 高通滤波光学滤波系统光学滤波系统4f4f系统系统光学滤波系统光学滤波系统单透镜系统单透镜系统输入面输入面频谱面频谱面输出面输出面优点：频域大小、物像倍率可调优点：频域大小、物像倍率可调 缺陷：频谱面相位弯曲缺陷：频谱面相位弯曲光学滤波系统光学滤波系统双透镜系统双透镜系统输入面输入面频谱面频谱面输出面输出面优点：频域大小、物像倍率可调优点：频域大小、物像倍率可调 缺陷：频谱面相位弯曲缺陷：频谱面相位弯曲光学滤波系统光学滤波系统三透镜系统三透镜系统输入面输入面频谱面频谱面输出面输出面优点：高频损失小优点：高频损失小 缺陷：。缺陷：。光学相关系统光学相关系统光学相

4、关系统光学相关系统光电混合系统相关光学反响系统优点：优点：1、方便产生复值滤波器、方便产生复值滤波器2、扩展动态范围、扩展动态范围相关光学反响系统用相关系统实现的根本运算用相关系统实现的根本运算加减运算加减运算 在P上光振动的复振幅分布为jeyxPyxPyxP),(),(),(21),(),(),(21yxPyxPyxP),(),(),(21yxPyxPyxP实实现现加加减减运运算算的的马马赫赫干干涉涉仪仪 n2当 时？1、2、3、4、思索：思索：1 1、如何确定光栅空间频率？、如何确定光栅空间频率？2 2、平移光栅，会发生什么情况？、平移光栅，会发生什么情况？如何确定光栅空间频率？如何确定光

5、栅空间频率？)/2sin(2,fycyxTfc/)2sin(2,cT光栅空间频率：光栅空间频率：滤波器透过率：滤波器透过率：fy/fx/2、3、4、平移光栅，会发生什么情况？平移光栅，会发生什么情况？002202)2sin(2,iciicieeeecT结论：平移结论：平移1/4间距，相减变相加。间距，相减变相加。022),(iiieyxf纪录纪录 1f2f再现再现 思索：假设思索：假设 =1，会发生什么情况？，会发生什么情况？乘法运算乘法运算 实现乘法运算的根本方法是重叠法。实现乘法运算的根本方法是重叠法。 除法运算除法运算 ),(),(| ),(|),(),(12212*1yxgyxgyxg

6、yxgyxg1、用全息的方法可以得到一透明片的透过率？、用全息的方法可以得到一透明片的透过率？ 2、暗房处置得到另一透明片的透过率、暗房处置得到另一透明片的透过率 3、两透明片叠合、两透明片叠合 ),(),(2*1yxgyxg21| ),(|yxg1、两透明片、两透明片 2、一透明片、一透明片 和和 一束光一束光),(1yxg？1、2、3、4、图象识别图象识别匹配滤波匹配滤波2FFFG匹配滤波的物理意义匹配滤波的物理意义所谓的匹配实践上是指在频域对待检信号进展相位补偿所谓的匹配实践上是指在频域对待检信号进展相位补偿, ,这意味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。着一

7、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 1、假设输入不为、假设输入不为3 3、假设输入含有、假设输入含有2 2、假设输入为、假设输入为图象识别图象识别特征识别特征识别楔环探测器楔环探测器实现相关和卷积的光学系统实现相关和卷积的光学系统 模糊的光学系统能够依然是平移不变线性系统。初始输模糊的光学系统能够依然是平移不变线性系统。初始输入信息并没有完全丧失入信息并没有完全丧失初始输入信息仅仅是进展了重新初始输入信息仅仅是进展了重新分布，其显示方式或表现方式对察看者不明显。所以，采分布，其显示方式或表现方式对察看者不明显。所以，采用适宜的处置方法可在某种程度上恢复初始输入图

8、象。用适宜的处置方法可在某种程度上恢复初始输入图象。hfg*阐明：阐明：模糊图像模糊图像明晰图像明晰图像点分散函数点分散函数为为和和的卷积的卷积图像消模糊图像消模糊解卷积解卷积3、滤波、滤波21HHHHHH2、根据、根据h制造的逆滤波器制造的逆滤波器 关键一步！关键一步！4、逆傅里叶变换、逆傅里叶变换 明晰图像明晰图像4f系统系统1、模糊图像的傅里叶变换、模糊图像的傅里叶变换4f系统系统大气紊流大气紊流 22iia2xexpa21)x(L线分散函数线分散函数 矩形窗口的探测器矩形窗口的探测器 dxrectd1)x(Liii)(iixL照相胶片照相胶片 22iiiq2xexpq21)x(L显示器

9、显示器 22exp)(222fofm两者关系？两者关系？线呼应RL(x)的一维傅里叶变换等于系统传送函数沿fx 轴的截面分布相关光处置的缺陷：相关光处置的缺陷：非相关光处置的缺陷：非相关光处置的缺陷： 2 2、基于衍射光学的在频域中的运算、基于衍射光学的在频域中的运算非相关光处置分类：非相关光处置分类：1 1、相关噪声大、相关噪声大 2、输入和输出设备的通用性问题、输入和输出设备的通用性问题1 1、不能直接处置复函数和负值函数、不能直接处置复函数和负值函数2 2、运算才干和方式有限、运算才干和方式有限1 1、基于几何光学的在空域中的运算投影法、成像法、基于几何光学的在空域中的运算投影法、成像法思索：思索：1、柱面透镜的作用？、柱面透镜的作用？2、多通道二维？、多通道二维？思索：当思索：当 时，将出现什么景象？时，将出现什么景象？ 波长重叠范围波长重叠范围N个个某个某个构造：构造：1、2、3、分析：分析：思索：用几个滤波器？思索：用几个滤波器？1、2、3、4、分别代表像的高频和低频部分分别代表像的高频和低频部分过程：过程：分析：分析：第一次非线性处置第一次非线性处置第二次非线性处置第