信息光學(xué)-ppt課件

1、Spatial Filtering第第6章章 空間濾波空間濾波空間濾波的基本原理空間濾波的基本原理空間濾波器的結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用舉例空間濾波器的結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用舉例CONTENTS空間濾波的意義空間濾波的意義一一6.1空間濾波的基本原理空間濾波的基本原理 空間濾波：指在光學(xué)系統(tǒng)的傅里葉頻譜面上放置空間濾波：指在光學(xué)系統(tǒng)的傅里葉頻譜面上放置適當(dāng)?shù)臑V波器，以改變光波的頻譜結(jié)構(gòu)，使其像按照適當(dāng)?shù)臑V波器，以改變光波的頻譜結(jié)構(gòu)，使其像按照人們要求得到預(yù)期的改善。據(jù)此，發(fā)展了光學(xué)信息處人們要求得到預(yù)期的改善。據(jù)此，發(fā)展了光學(xué)信息處理技術(shù)。理技術(shù)。 光學(xué)信息處理光學(xué)信息處理：用光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信息實(shí)施：用光學(xué)方

2、法實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信息實(shí)施某種運(yùn)算或變換，已達(dá)到對(duì)感興趣的信息進(jìn)行提取、某種運(yùn)算或變換，已達(dá)到對(duì)感興趣的信息進(jìn)行提取、編碼、存儲(chǔ)、增強(qiáng)、識(shí)別和恢復(fù)等目的。編碼、存儲(chǔ)、增強(qiáng)、識(shí)別和恢復(fù)等目的?？臻g濾波發(fā)展簡(jiǎn)史空間濾波發(fā)展簡(jiǎn)史l 阿貝二次成像理論阿貝二次成像理論(1873)(1873)l 澤尼克相襯顯微術(shù)澤尼克相襯顯微術(shù)(1935)(1935)l 杜費(fèi)杜費(fèi)傅里葉變換及其在光學(xué)中的應(yīng)用傅里葉變換及其在光學(xué)中的應(yīng)用出版出版(1946)(1946)l 艾里斯等人經(jīng)典論文艾里斯等人經(jīng)典論文“光學(xué)過(guò)程的傅里葉處理方光學(xué)過(guò)程的傅里葉處理方法法”(1952)(1952)、“光學(xué)與通信理論光學(xué)與通信理論”(1953)(

3、1953)、“光學(xué)中光學(xué)中的空間濾波的空間濾波”(1956)(1956)相繼發(fā)表相繼發(fā)表l 范德范德拉格特提出復(fù)數(shù)空間濾波的概念拉格特提出復(fù)數(shù)空間濾波的概念(1964)(1964)從而使光學(xué)信息處理進(jìn)入了一個(gè)廣泛應(yīng)用的新階段。從而使光學(xué)信息處理進(jìn)入了一個(gè)廣泛應(yīng)用的新階段。二、阿貝二次成像理論二、阿貝二次成像理論物物面面像面像面頻譜面頻譜面圖圖6.1.1 阿貝二次成像理論示意圖阿貝二次成像理論示意圖阿貝認(rèn)為透鏡的成像過(guò)程可分為兩步：阿貝認(rèn)為透鏡的成像過(guò)程可分為兩步：（1）物波在透鏡后焦面形成頻譜；）物波在透鏡后焦面形成頻譜；（2）這些頻譜成為新的次波源，由他們發(fā)出的次波在）這些頻譜成為新的次波源

4、，由他們發(fā)出的次波在像平面上干涉疊加形成物的像。像平面上干涉疊加形成物的像。分解分解合成合成圖圖6.1.2 阿貝阿貝-波特實(shí)驗(yàn)原理圖波特實(shí)驗(yàn)原理圖 阿貝二次成像理論阿貝二次成像理論的真正價(jià)值：的真正價(jià)值： 提供了一種新的頻提供了一種新的頻譜語(yǔ)言來(lái)描述信息，用譜語(yǔ)言來(lái)描述信息，用改變頻譜的手段來(lái)改造改變頻譜的手段來(lái)改造信息。信息。 為了驗(yàn)證此理論，為了驗(yàn)證此理論，阿貝阿貝(1873年年)、波特、波特(1905年年)分別成功地做了分別成功地做了實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：阿貝阿貝-波特實(shí)驗(yàn)波特實(shí)驗(yàn)三、三、空間頻譜分析系統(tǒng)空間頻譜分析系統(tǒng)圖圖6.1.3 頻譜分析系統(tǒng)光路圖頻譜分析系統(tǒng)光路圖頻譜面上的功率譜分布具有特

5、征：頻譜面上的功率譜分布具有特征：（1）頻率特性：）頻率特性： 中心的空間頻率值為零，由中心點(diǎn)向外其空間頻中心的空間頻率值為零，由中心點(diǎn)向外其空間頻率值越來(lái)越高。且較小的物結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)較高的空間頻率。率值越來(lái)越高。且較小的物結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)較高的空間頻率。22xyxyf =, f =ff三、三、空間頻譜分析系統(tǒng)空間頻譜分析系統(tǒng)（2）方向特性：）方向特性： 物的線狀結(jié)構(gòu)與其物的線狀結(jié)構(gòu)與其功率譜擴(kuò)展方向正交，功率譜擴(kuò)展方向正交，且物圖像中線狀結(jié)構(gòu)越且物圖像中線狀結(jié)構(gòu)越密集，則其功率譜延伸密集，則其功率譜延伸越遠(yuǎn)；反之亦然。越遠(yuǎn)；反之亦然。圖圖6.1.4 線狀結(jié)構(gòu)線狀結(jié)構(gòu) (a)和頻譜的方向特性和頻譜的方向特

6、性(b)（3）對(duì)稱特性：）對(duì)稱特性： 光學(xué)圖像（實(shí)函數(shù)）的頻譜具有厄米特函數(shù)特性：光學(xué)圖像（實(shí)函數(shù)）的頻譜具有厄米特函數(shù)特性：22*xyxyxyxyFf , f= F-f ,-fFf , f= F -f ,-f即頻譜面上的功率譜呈中心對(duì)稱分布。即頻譜面上的功率譜呈中心對(duì)稱分布。四、四、空間頻率濾波系統(tǒng)空間頻率濾波系統(tǒng)4f 系統(tǒng)系統(tǒng) 空間頻率濾波系統(tǒng)是相干光學(xué)信息處理中一種最簡(jiǎn)單的處空間頻率濾波系統(tǒng)是相干光學(xué)信息處理中一種最簡(jiǎn)單的處理方式，它利用了理方式，它利用了透鏡的傅里葉變換特性透鏡的傅里葉變換特性，把透鏡作為一個(gè)頻，把透鏡作為一個(gè)頻譜分析儀，并在其頻譜面上通過(guò)插入適當(dāng)?shù)臑V波器，借以改變譜分

7、析儀，并在其頻譜面上通過(guò)插入適當(dāng)?shù)臑V波器，借以改變物的頻譜，從而使物圖像得到改善。物的頻譜，從而使物圖像得到改善。點(diǎn)源點(diǎn)源準(zhǔn)直準(zhǔn)直物平面物平面頻譜面頻譜面像面像面四、四、空間頻率濾波系統(tǒng)空間頻率濾波系統(tǒng)4f 系統(tǒng)系統(tǒng) 設(shè)輸入物的復(fù)振幅透過(guò)率為設(shè)輸入物的復(fù)振幅透過(guò)率為g (x1 , y1)，則它在頻譜，則它在頻譜面上的頻譜函數(shù)為：面上的頻譜函數(shù)為：11xyG f ,f=g x ,yF F四、四、空間頻率濾波系統(tǒng)空間頻率濾波系統(tǒng)4f 系統(tǒng)系統(tǒng)(1)(1)若在頻譜面上插上濾波器：若在頻譜面上插上濾波器：2211xyxyHf , f= H,=h x , yffF F則在輸出面上產(chǎn)生的光場(chǎng)（在反射坐標(biāo)下

8、）為：則在輸出面上產(chǎn)生的光場(chǎng)（在反射坐標(biāo)下）為：GH*-13333332333333xyxyg x , yG f , fHf , fg x , yh x , yI x , yg x , yh x , yF F濾波器的脈沖響應(yīng)函數(shù)濾波器的脈沖響應(yīng)函數(shù)四、四、空間頻率濾波系統(tǒng)空間頻率濾波系統(tǒng)4f 系統(tǒng)系統(tǒng)(2)(2)若在頻譜面上插上濾波器：若在頻譜面上插上濾波器：2211*xyxyHf , f= H,=h-x ,-yffF F則在輸出面上產(chǎn)生的光場(chǎng)（在反射坐標(biāo)下）為：則在輸出面上產(chǎn)生的光場(chǎng)（在反射坐標(biāo)下）為：-13333332333333*xyxyg x , yG f , fHf , fg x ,

9、 yh x , yI x , yg x , yh x , yF F故改變?yōu)V波函數(shù)就能改變物圖像的空間頻譜結(jié)構(gòu)。故改變?yōu)V波函數(shù)就能改變物圖像的空間頻譜結(jié)構(gòu)。匹配濾波器匹配濾波器其他的空間濾波系統(tǒng)其他的空間濾波系統(tǒng)點(diǎn)光源點(diǎn)光源點(diǎn)光源點(diǎn)光源點(diǎn)光源點(diǎn)光源P P2 2面上給出的物面上給出的物頻譜不是物函數(shù)頻譜不是物函數(shù)準(zhǔn)確的傅里葉變準(zhǔn)確的傅里葉變換，帶有換，帶有位相因位相因子子。五、五、空間濾波的傅里葉分析空間濾波的傅里葉分析 現(xiàn)將一維光柵置于現(xiàn)將一維光柵置于4 4f 系統(tǒng)輸入面，采用傅里葉分析方系統(tǒng)輸入面，采用傅里葉分析方法分析空間濾波過(guò)程。一維光柵的透過(guò)率為：法分析空間濾波過(guò)程。一維光柵的透過(guò)率為：

10、1111111rectcombrectrectrectm=-xxxf x=*addbx -mdx =ab其頻譜為：其頻譜為：sinccomb* sincsincsincxxxxxm=-Ff= aafdfbbfabamm =bfddd討論討論1.1.狹縫濾波器只讓零級(jí)譜通過(guò)，這時(shí)有狹縫濾波器只讓零級(jí)譜通過(guò)，這時(shí)有m=0m=0sincxxxabFfHf=bfd于是，在輸出平面上的像場(chǎng)分布為于是，在輸出平面上的像場(chǎng)分布為133rectxxg x=FfHfxa =dbF F像平面上未出現(xiàn)強(qiáng)度起伏。像平面上未出現(xiàn)強(qiáng)度起伏。討論討論11sincsincsincsincsincxxxxxFfHfabaa=b

11、fbfbfddddd2.2.狹縫增寬到只允許狹縫增寬到只允許0 0級(jí)和級(jí)和1 1級(jí)譜通過(guò)級(jí)譜通過(guò)m=0,m=0,1 1討論：討論：輸出平面上的像場(chǎng)分布為：輸出平面上的像場(chǎng)分布為：13313i2-i23333rectsincrect2rect2sinccosxxxxddg x=F fH fxxaaa =eedbddbxxaa=dbddF F 受到余弦函數(shù)的調(diào)制，受到余弦函數(shù)的調(diào)制，頻率是頻率是1/d1/d。出現(xiàn)同周期結(jié)構(gòu)，像的出現(xiàn)同周期結(jié)構(gòu)，像的對(duì)比度降低了。對(duì)比度降低了。討論討論3.3.雙縫濾波器，僅允許雙縫濾波器，僅允許2 2級(jí)譜通過(guò)級(jí)譜通過(guò)m=m=2 2222sincsincsincxxx

12、xabaF fH f=b fb fdddd在輸出平面上的像場(chǎng)分布為：在輸出平面上的像場(chǎng)分布為：1333222sincrectcos2xxg x=FfHfxxaa=ddbdF F 像的結(jié)構(gòu)為余弦振幅光像的結(jié)構(gòu)為余弦振幅光柵，但其周期為無(wú)周期柵，但其周期為無(wú)周期的一半，則頻率是的一半，則頻率是2/d2/d。討論：討論：4.4.小圓屏濾波器，僅擋掉零級(jí)頻譜而允許其余頻譜全小圓屏濾波器，僅擋掉零級(jí)頻譜而允許其余頻譜全部通過(guò)。部通過(guò)。sincxxxxabFfHf= Ffbfd在輸出平面上的像場(chǎng)分布為：在輸出平面上的像場(chǎng)分布為： 1333333rectrectrectrectxxmg x=FfHfxa =

13、 fxdbxxmdxa=bbdbF F由此結(jié)果可以引出兩個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。由此結(jié)果可以引出兩個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。討論：討論：（1 1）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，輸出光場(chǎng)仍是光柵結(jié)構(gòu)，與物周期相同，時(shí)，輸出光場(chǎng)仍是光柵結(jié)構(gòu)，與物周期相同，但強(qiáng)度分布均勻。但強(qiáng)度分布均勻。12a=d圖圖6.1.11 去掉零頻后一維光柵的像（去掉零頻后一維光柵的像（a=d/2)討論：討論：（2 2）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，像強(qiáng)度分布呈現(xiàn)對(duì)比度反轉(zhuǎn)。時(shí)，像強(qiáng)度分布呈現(xiàn)對(duì)比度反轉(zhuǎn)。12ad圖圖6.1.12 去掉零頻后一維光柵的像（去掉零頻后一維光柵的像（ad/2)各圖分析表明：利用空間濾波技術(shù)可以成功地改變圖像結(jié)構(gòu)。各圖分析表明：利用空間濾波技術(shù)可

14、以成功地改變圖像結(jié)構(gòu)。討論：討論：空間濾波的基本原理空間濾波的基本原理空間濾波器的結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用舉例空間濾波器的結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用舉例CONTENTS6.2空間濾波空間濾波器器的結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用舉例的結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用舉例空間濾波器結(jié)構(gòu)類型空間濾波器結(jié)構(gòu)類型一一 一般的說(shuō)，可以在頻譜面上插入具有下列形式濾波函數(shù)一般的說(shuō)，可以在頻譜面上插入具有下列形式濾波函數(shù)的空間頻率濾波器：的空間頻率濾波器：yxffiyxyxeffAffH,復(fù)函數(shù)復(fù)函數(shù)模模幅角幅角 依據(jù)濾波函數(shù)的性質(zhì)及其對(duì)空間頻譜的作用不同，空間濾依據(jù)濾波函數(shù)的性質(zhì)及其對(duì)空間頻譜的作用不同，空間濾波器具有多種類型。波器具有多種類型。1.1.二元濾波器

15、二元濾波器01,yxffH一、一、空間濾波空間濾波器器結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型（1 1）低通濾波器（針孔濾波器）低通濾波器（針孔濾波器）濾除高頻噪聲和周期性濾除高頻噪聲和周期性結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)( (空間濾波器空間濾波器) )。只允許位于頻譜中心及其鄰近的低頻分量通過(guò)。由針孔和一個(gè)只允許位于頻譜中心及其鄰近的低頻分量通過(guò)。由針孔和一個(gè)顯微物鏡組合成。獲得沒(méi)有衍射環(huán)的純球面波顯微物鏡組合成。獲得沒(méi)有衍射環(huán)的純球面波直徑直徑1-2mm1-2mm直徑直徑1515- -45um45um一、一、空間濾波空間濾波器器結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型（2 2）高通濾波器）高通濾波器 實(shí)際是一個(gè)中心帶不透明小圓屏的透明膜片，其功能在于實(shí)際是一

16、個(gè)中心帶不透明小圓屏的透明膜片，其功能在于濾去低頻成分，以增強(qiáng)像的邊緣，提高對(duì)模糊圖像的識(shí)別能力，濾去低頻成分，以增強(qiáng)像的邊緣，提高對(duì)模糊圖像的識(shí)別能力，或?qū)崿F(xiàn)對(duì)比度的反轉(zhuǎn)。能量損失較大，輸出圖像一般較暗。或?qū)崿F(xiàn)對(duì)比度的反轉(zhuǎn)。能量損失較大，輸出圖像一般較暗。（3 3）帶通濾波器）帶通濾波器 其功能在于只允許特定區(qū)間的頻譜成分通過(guò)，以提高輸出其功能在于只允許特定區(qū)間的頻譜成分通過(guò)，以提高輸出的信噪比。這特別適用于抑制周期性信號(hào)中的噪聲。的信噪比。這特別適用于抑制周期性信號(hào)中的噪聲。 十字形阻擋光屏十字形阻擋光屏，在一定方向上允許通過(guò)，在一定方向上允許通過(guò)( (或阻擋或阻擋) )頻譜分頻譜分量的光

17、闌，用以突出圖像中的方向性特征。方向?yàn)V波已用于檢量的光闌，用以突出圖像中的方向性特征。方向?yàn)V波已用于檢查集成電路扳的疵病，提取出疵點(diǎn)的信息，從而突出噪聲的諾，查集成電路扳的疵病，提取出疵點(diǎn)的信息，從而突出噪聲的諾，顯示疵點(diǎn)所在的位置。顯示疵點(diǎn)所在的位置。（4 4）方向?yàn)V波器）方向?yàn)V波器一、一、空間濾波空間濾波器器結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型2.2.振幅濾波器振幅濾波器 這種濾波器僅改變各頻譜成分的相對(duì)振幅布，這種濾波器僅改變各頻譜成分的相對(duì)振幅布，而不改變其位相分布。通常是使感光膠片或在玻璃而不改變其位相分布。通常是使感光膠片或在玻璃片基上控制蒸鍍的片基上控制蒸鍍的金屬膜金屬膜來(lái)制作。來(lái)制作。3.3.位相

18、濾波器位相濾波器 只改變各空間頻譜的位相，而不改變其振幅分布。只改變各空間頻譜的位相，而不改變其振幅分布。通常采用真空鍍膜時(shí)控制介質(zhì)膜層的厚度、漂白照相通常采用真空鍍膜時(shí)控制介質(zhì)膜層的厚度、漂白照相底片或腐蝕透明介質(zhì)等方法來(lái)制作。底片或腐蝕透明介質(zhì)等方法來(lái)制作。一、一、空間濾波空間濾波器器結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型4.4.復(fù)數(shù)濾波器復(fù)數(shù)濾波器 這種濾波器可同時(shí)改變各頻譜成分的振幅和位這種濾波器可同時(shí)改變各頻譜成分的振幅和位相，濾波函數(shù)是復(fù)函數(shù)。它應(yīng)用廣泛，但制作因難。相，濾波函數(shù)是復(fù)函數(shù)。它應(yīng)用廣泛，但制作因難。l963l963年范德年范德拉格持拉格持(Vander Lugt)(Vander Lugt)

19、提出用全息照相提出用全息照相方法制作復(fù)數(shù)濾波器，也可用計(jì)算全息方法制作。方法制作復(fù)數(shù)濾波器，也可用計(jì)算全息方法制作。二、二、空間濾波空間濾波器應(yīng)用舉例器應(yīng)用舉例澤尼克相襯顯微術(shù)澤尼克相襯顯微術(shù) 在顯微術(shù)中所觀察的許多物體在顯微術(shù)中所觀察的許多物體( (例如未染色的細(xì)例如未染色的細(xì)菌、生物切片、透明介質(zhì)等菌、生物切片、透明介質(zhì)等) )，其透明度很高，幾乎，其透明度很高，幾乎不可見(jiàn)。通常用折射率的變化來(lái)表征。當(dāng)光通過(guò)這不可見(jiàn)。通常用折射率的變化來(lái)表征。當(dāng)光通過(guò)這樣的物體時(shí)，即使其各部分存在著厚度的差別，也樣的物體時(shí)，即使其各部分存在著厚度的差別，也只能改變?nèi)肷涔獾奈幌啵桓淖內(nèi)肷涔獾恼穹?。只能?/p>

20、變?nèi)肷涔獾奈幌?，而不改變?nèi)肷涔獾恼穹?。這類物體稱為這類物體稱為位相物體位相物體。 為了觀察位相物體，須將其上面的位相變化轉(zhuǎn)為了觀察位相物體，須將其上面的位相變化轉(zhuǎn)換為振幅換為振幅( (強(qiáng)度強(qiáng)度) )的變化，這種變換稱為的變化，這種變換稱為相幅變換相幅變換。二、二、空間濾波空間濾波器應(yīng)用舉例器應(yīng)用舉例設(shè)位相物體的透過(guò)率為：設(shè)位相物體的透過(guò)率為：11,1111,1, 1ix yx yeix y 在相干光照明，如果位相變化很小，展開(kāi)成泰勒級(jí)數(shù)。在相干光照明，如果位相變化很小，展開(kāi)成泰勒級(jí)數(shù)。當(dāng)用單位振幅的單色平面波照明時(shí)，像強(qiáng)度（令當(dāng)用單位振幅的單色平面波照明時(shí)，像強(qiáng)度（令M=1M=1）：）：221

21、11Ii 本底光本底光衍射光衍射光觀察不到位相物體。澤尼克認(rèn)為，這是由于衍射光與本底光觀察不到位相物體。澤尼克認(rèn)為，這是由于衍射光與本底光之間存在之間存在/2/2的位相差。為此提出位相濾波函數(shù)：的位相差。為此提出位相濾波函數(shù)： 0,1 xyxyitffHff其他式中式中t t為本底光（零級(jí)頻譜）的透過(guò)率，且為本底光（零級(jí)頻譜）的透過(guò)率，且0 0t t1 1。二、二、空間濾波空間濾波器應(yīng)用舉例器應(yīng)用舉例則濾波后的頻譜為：則濾波后的頻譜為：11,xyxyxyFx yHffitffiff 像面上輸出為：像面上輸出為：333333,g xyitixyitxy 23333,2,I xyttxy 于是，使

22、物體位相的變化轉(zhuǎn)換為像的強(qiáng)度變化。從而于是，使物體位相的變化轉(zhuǎn)換為像的強(qiáng)度變化。從而使其在顯微鏡下變成可見(jiàn)的。使其在顯微鏡下變成可見(jiàn)的。 通常采用真空蒸鍍介質(zhì)膜的方法制作位相板。當(dāng)本底光位相較通常采用真空蒸鍍介質(zhì)膜的方法制作位相板。當(dāng)本底光位相較延遲延遲2 2時(shí)，方程取正號(hào)，則物體位相值大的地方像強(qiáng)度也大，這時(shí)，方程取正號(hào)，則物體位相值大的地方像強(qiáng)度也大，這一結(jié)果稱為一結(jié)果稱為正的相襯或亮相襯正的相襯或亮相襯（時(shí)時(shí)I）；當(dāng)本底光位相被延遲）；當(dāng)本底光位相被延遲332(2(或一或一2)2)時(shí)，方程中取負(fù)號(hào)，則物體位相值大的地方像強(qiáng)時(shí)，方程中取負(fù)號(hào)，則物體位相值大的地方像強(qiáng)度較弱，這一結(jié)果稱為度較

23、弱，這一結(jié)果稱為負(fù)相襯或暗相襯負(fù)相襯或暗相襯（時(shí)時(shí)I） 。二、二、空間濾波空間濾波器應(yīng)用舉例器應(yīng)用舉例 位相反襯法（相襯法）位相反襯法（相襯法）是一種將空間位相調(diào)制轉(zhuǎn)是一種將空間位相調(diào)制轉(zhuǎn)換成空間強(qiáng)度調(diào)制的方法。相襯顯微術(shù)可用于任何一換成空間強(qiáng)度調(diào)制的方法。相襯顯微術(shù)可用于任何一類類(x(x1 1,y,y1 1)1rad)1rad的位相物體。當(dāng)?shù)奈幌辔矬w。當(dāng)(x(x1 1,y,y1 1) )變大時(shí)，變大時(shí)，這一技術(shù)仍將使位相物體變成可見(jiàn)的，但強(qiáng)度變化不這一技術(shù)仍將使位相物體變成可見(jiàn)的，但強(qiáng)度變化不再正比于其位相的變化。再正比于其位相的變化。 目前，相襯顯微鏡已經(jīng)有定型產(chǎn)品。目前，相襯顯微鏡已經(jīng)

24、有定型產(chǎn)品。 相襯法不僅限于顯微系統(tǒng)，它也適用于任何相干相襯法不僅限于顯微系統(tǒng)，它也適用于任何相干成像系統(tǒng)。成像系統(tǒng)。本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)1.1.空間頻譜分析系統(tǒng)?？臻g頻譜分析系統(tǒng)。2.2.幾種典型的空間頻譜濾波系統(tǒng)。幾種典型的空間頻譜濾波系統(tǒng)。3.3.空間濾波的傅里葉分析?？臻g濾波的傅里葉分析。4.4.空間濾波器結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用舉例?？臻g濾波器結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用舉例。5.5.澤尼克相襯顯微術(shù)。澤尼克相襯顯微術(shù)。習(xí)題習(xí)題6.26.2在在4 4f系統(tǒng)輸入平面處放置系統(tǒng)輸入平面處放置4040線線/mm/mm的光柵，入射光波長(zhǎng)為的光柵，入射光波長(zhǎng)為632.8nm632.8nm，為了使，為了使頻譜面上至少能夠獲

25、得頻譜面上至少能夠獲得5 5級(jí)衍射斑級(jí)衍射斑，并且，并且，相鄰衍射斑間距不少于相鄰衍射斑間距不少于2mm2mm，求透鏡的焦距和直徑。，求透鏡的焦距和直徑。 解：設(shè)光柵尺寸很大，可近似看似無(wú)窮大，則其透過(guò)率函數(shù)可解：設(shè)光柵尺寸很大，可近似看似無(wú)窮大，則其透過(guò)率函數(shù)可表示成：表示成： dxdaxxtcomb1*rect其頻譜為：其頻譜為： dmfdmadafTxmxsinc即頻譜點(diǎn)位置即頻譜點(diǎn)位置 由確定，其空間坐標(biāo)為：由確定，其空間坐標(biāo)為： dmfx,.2, 1, 022mdfmffxfxfxx二、二、空間濾波空間濾波器應(yīng)用舉例器應(yīng)用舉例相鄰衍射斑間距為：相鄰衍射斑間距為：dfx由此求得的焦距為：由此求得的焦距為：mm79108 .63240126xdf物透明片位于透鏡前焦面，