傅立叶光学-5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,方向滤波,对比度反转,对比度反转,？,对比度反转,错了！是乘积，不是卷积,第六章 光学图像和信号处理,11,滤波器,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,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,上光振动的复振幅分布为,实现加减运算的马赫干涉仪,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？,如何确定光栅空间频率？,光栅空间频率：,滤波器透过率：,2、,3、,4、,平移光栅，会发生什么情况？,结论：平移1/4间距，相减变相加。,纪录,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,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,1、两透明片 2、一透明片 和 一束光,？,1、,2、,3、,4、,图象识别匹配滤波,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,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。,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,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）,大气紊流,线扩散函数,矩形窗口的探测器,照相胶片,显示器,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？,波长重叠范围,输入面,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，。？,频谱分析,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,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