信息光学苏显渝版窦柳明解读课件

信息光学苏显渝版PPT窦柳明解读怎样思想，就有怎样的生活第八章空间滤被第八章空间滤波空间滤波的基本原理、系统与滤波器空间滤波:在光学系统的傅立叶频谱面上,按照预定的需要,放置具有二定透过率的膜片来改变光场的频谱结构,从而使像质得到改善。空间滤波器空间滤波技术基于傅立叶变换的理论基础,因而可称为傅立叶综合技术8.1空间滤波的基本原理8.2系统与滤波器空间滤波应用举例8.4傅里叶变换透镜81空间滤波的基本原理8.1空间滤波的基本原理P几何光学描述:光线,透镜折射FP波动光学描述:光波,波前变换SF信息光学描述?阿贝正rnstAbbe1873年,德国)在研究如何提高显微镜的分辩本领时,提出了阿贝成像理论,为现代成像光学、信息光学奠定了基础。8.1空间滤波的基本原理8.1.1阿贝成像理论与阿贝一波特实验1.阿贝成像理论(1)物是不同空间频率信息成分的叠加集合。(2)成像过程可分为两步第一步,入射光场经物平面发生夫琅禾费衍射,在透镜的后焦面上形成一系列衍射斑(频谱),称为第一次衍射像;第二步,衍射斑作为新的相干波源,由它发出的次波在像平面上相互叠加而形成物体的像,该像称为第二次衍射像。JeP多ImageplaneFocalPlanedifferentspatialrequency1空间滤波的基本原理ObjectP图mdifferentspatialViFocalPlanefrequency说明:(1)两次傅立叶变换。由物平面到后焦面,经过物体衍射的光波被分解为不同空间频率成分的角谱分量,也就是不同传播方向的平面波分量,在后焦平面上形成物体的频谱。后焦面就是频谱面,这是一次傅里叶变换过程。由物镜的后焦面即频谱面到像平面,各角频谱分量合成为像,这又是一次傅里叶逆变换过程。1空间滤波的基本原理(2)频谱面上的光场分布与物的结构密切相关。原点附近分布着物的低频信息,即傅里叶低频分量,离原点越远,分布着物的较高的频率分量,即傅里叶高频分量。根据阿贝成像理论,当不考虑物镜孔径的限制时,物体所有频率分量都形成频谱,所有频谱都参与成像,像就是物体的准确再现。ObiectP?PFocalPlanedifferentspatialfrequency1空间滤波的基本原理ObjectFocalPlanedifferentspatialfrequency实际上,物镜的孔径总是有限大小的,由于受孔径光瞳的限制,物体的所有的频率分量中只有一部分通过孔径并形成频谱,只有这部分的频谱才参与成像。一些高频的成分没有通过物镜而丢失,使像产生失真,影响像的清晰度或分辨本领当高频成分的能量很大,物体孔径光瞳较小,丢失的高频成分影响较大,像的失真就较严重;当高频成分的能量较小,物镜的光瞳较大,丢失的高频成分影响较小,像的失真不大,像就与物体比较相似。因此,所有由透镜组成的光学系统的作用,都类似于一个低通滤波器8.1空间滤波的基本原理ObjectP多differentspatialVSmhnHlnWSSUsFocalPlanefrequency意义:不仅用傅立叶变换阐述了显微镜成像过程的机理,首次引入空间频谱概念,启发人们用频谱的语言来分析成像,并可用改造频谱的方法来改造信息。8.1空间滤波的基本原理2.阿贝一波特实验是阿贝成像理论的实验验证。物平面焦平面像平面用平行相干光束照明一张细丝网格,在成像透镜的后焦面上出现周期性网格的傅里叶频谱(排列成平行于网格细丝的等间距分布的光点点阵),各傅里叶频谱分量在像平面上重新组合复现网格的像。66、节制使快乐增加并使享受加强。——德谟克利特

67、今天应做的事没有做，明天再早也是耽误了。——裴斯泰洛齐