光学信息处理全套课件.ppt

光学是信息科学的主要分支

·人类接收信息的90%以上通过人的视觉

·烽火台——人类最早的光通信技术，无线

光通信，大气光通信

·光可以承载信息、传播信息、记录信息、

萃取信息、显示信息

·二十世纪是电子的世纪，二十一世纪将是

光的世纪，光在信息科学中将要发挥更大

的作用

1

近代光学对信息时代发展的重要作用

•20世纪40年代末提出的全息术

•50年代产生的光学传递函数

•60年代发明的激光器

•70年代发展起来的光纤通信

•80年代成为微机标准外设的光驱

•航天航空事业中应用的空间光学，神州五号搭载的相

机拍到美国军用机场照片分辨率一米

2

信息光学的研究方法和用途

•将信息科学中的线性系统理论引入光学

•把光学成像系统看成一种二维的图像信号的传输和处

理系统

•由空间域扩展到空间频率域对光学成像系统进行空间

频谱分析

•光学系统的单一成像功能扩展到二维信息处理

•应用：二维信号（图像）的各种运算方法，图象处理

与识别技术，高密度信息存储的光学方法，三维面形

测量，全息散斑干涉技术3

信息光学的主要内容

•第1章的主要内容是二维线性系统分析，抽样定理

•第2章关于标量衍射理论，由傅里叶分析与综合导出近

场及远场衍射公式

•第3章关于光学系统的频谱分析，光学系统的成像过程

和光学传递函数

•第5章研究光全息学，全息存储、全息显示、全息干涉

计量的基础

•第8章讲述光信息处理的一般方法，二维图象信号的各

种运算、非线性处理的光学实现、光计算及光信息处

理的某些最成功的应用

•第9章的内容是立体显示技术，彩虹全息，模压技术及

象素全息

4

学习目的与具体要求

•目的：掌握信息光学有关知识，学习理论结合实际应用高技术的某

些方法

•作业要求：独立完成（否则难于通过考试），第二堂交作业

•开卷考试（只允带教科书和本人笔记与作业本），50分下不能通过

•共有四次实验，需扣除四次课堂教学，分别为9，20；10，4；

11，15；11，29。

•初步定在每周一、二、三、四的晚上6—8时，两人一组每次八组一

个实验要做五次，连同另一个班共九次，四个实验需9周做完。

•本班实验一为10，10—10，17；实验二为10，25—11，1，实验三为

11，9—10，16，实验四为11，24—12，1。(请班长们协商安排）

5

学习参考书

•基本方法：读通一本书（教科书），以后再看参考书

•《傅里叶光学导论》J。W。顾德门，科学出版社，1979

•《傅里叶光学（基本概念和习题）》吕乃光，陈家璧，毛信强，

科学出版社，1979

•《傅里叶光学教程》黄婉云，北京师范大学出版社，1985

•《傅里叶光学》吕乃光，机械工业出版社，1988

•《信息光学》苏显渝，科学出版社，1999

•《IntroductiontoFourierOptics》（secondedition）J.W.Goodman

6

第一章二维线性系统分析

•把光学系统看成二维线性系统---信息传输系统，而不

是看成一个物理的成象系统或干涉、衍射系统

•抽象的系统概念：某种装置，当施加一个激励时，它

呈现某种响应

•电路网络的输入和输出：一维时序电信号

光学系统的输入和输出：二维空间分布物与像

•系统定义为一个变换

7

系统的边端性质

•系统可以用算符来表示

•定义二维输入函数

f(x1,y1)

•二维输出函数g(x2,y2)

•光学系统的输入和输出可以表示为

g(x2,y2)L{f(x2,y2)}