相干和非相干光学处理.pptVIP

光学微分的应用实际上，光学微分是用差分近似的结果，原理和图像相减是一回事。人的视觉对于轮廓十分敏感，轮廓也是物体的重要特征之一，只要能看到轮廓线，便可大体分辨出是何种物体。因而将模糊图片进行光学微分，得出轮廓来进行识别，可以大大压缩图象的信息量提取轮廓的其它方法也由光学微分发展而来微分滤波用于位相物，也有应用价值。例如，用光学微分检测透明光学元件内部缺陷或折射率不均匀性，用于检测位相型光学元件的加工是否符合设计要求等等特征识别光学系统光学图像的特征加以识别，是图像处理的一个重要的应用方面这种识别大多体现在输出光信号出现较高的峰值，即其自相关出现较其它信号强得多的峰值进行光学图像的特征识别处理，采用4f系统较为方便，下图是特征识别系统示意图光学图像识别特征识别的关键元件是匹配滤波器，用其产生自（互）相关信号匹配滤波器的振幅透过率F（fx，fy）与输入信号t0（x0，y0）的傅里叶变换T0（fx，fy）应相互共轭，数学表示为F（fx，fy）=T0*（fx，fy)=[F{t0（x0，y0）}]*将匹配滤波器置于4f系统的P2平面，P2后的光场为：u2=T0（fx，fy）?T0*（fx，fy）在P3平面上得到u3=t0（x，y）*t0*（-x，-y）=t0（x，y）☆t0（x，y）这是物的自相关，呈现为一个亮点。若输入光信号t（x0，y0）≠t0（x0，y0），则P3平面得到u3=t（x，y）*t0*（-x，-y）=t（x，y）☆t0（x，y）是两个不同图像的互相关运算，在P3平面上呈现为弥散的亮斑。光学信息技术原理及应用相干与非相干光学处理(十九)相干光学信息处理采用的方法多为频域调制，即对输入光信号的频谱进行复空间滤波，得到所需要的输出相干光学信息处理系统的结构是根据具体的图像处理要求而定的，这里只介绍最基本的一种。由于相干处理是在频域进行调制，通常采用三透镜系统输出平面上将得到输入图像与滤波器逆变换的卷积u3’=F-1[T（fx，fy）·F（fx，fy）]=F-1[T（fx，fy）]*F-1[F（fx，fy）]=t（x，y）*f（x，y）式中f（x，y）=F-1[F（fx，fy）]相干光学信息处理多重像的产生利用正交光栅调制输入图像的频谱，可以得到多重像的输出正交朗奇光栅的频谱形成一个Sinc函数的阵列，可近似看成是δ函数阵列（书上公式8.26有错误请同学自己找，作为练习），物函数与之卷积的结果是在P3平面上构成输入图形的多重像图像的相加和相减--一维光栅调制法将两个需相减操作的图像A、B对称地置于输入面上，中心分别在x0＝+l处；频谱面上置一正弦型振幅光栅，其线密度?0（亦称空间频率）应满足关系式；ν0=l/λf，其中f为透镜焦距，λ为光源的波长。一定条件下在输出面的原点处可得到A、B图像相减的结果正弦型光栅的频谱包括三项：零级、正一级和负一级。使A的正一级像与B的负一级像在像面原点重叠当两者位相相反时，得到相减的结果当两者位相相同时，得到相加的结果通过改变调制光栅在频谱面的横向位置，控制两者的位相关系。当调制光栅的1/4周期处于原点位置时，可在像平面得到相减结果；而当调制光栅的零点处于原点时，可在像平面得到相加结果一维光栅实现图像相加和相减示意图图像的相加和相减—复合光栅调制法所谓复合光栅，是指两套取向一致、但空间频率有微小差异的一维正弦光栅迭合在同一张底片上制成的光栅，设两套光栅的空间频率分别为?0和?0-??，由于莫尔效应，在复合光栅表面可见到粗大的条纹结构，称为“莫尔条纹”。将图像A、B对称置于输入面上坐标原点两侧，间距为?x，并使它与x满足关系式?x=??λf单击此处添加小标题在频谱面后得到复合光栅透过率G与图像频谱的乘积u2=T?G单击此处添加小标题式中T表示将A、B看成是同一幅图像时的频谱，P3平面上的光扰动应为u3=F-1[T]*F-1[G]单击此处添加小标题因为G是两套光栅复合而成，因而它的傅里叶逆变换应包括六项，即每套光栅都各有一个零级，一个正一级和一个负一级衍射斑，出现六重图像单击此处添加小标题复合光栅实现图像相加和相减示意图当复合光栅相对坐标原点的位移量恰等于半个莫尔条纹时，两个正