光信息處理概述65154

光信息處理概述1用改變頻譜的手段來處理信息。信息光學(xué)也稱為變換光學(xué)或付里葉光學(xué)，代激光問世后，迅速發(fā)展為一門新的光學(xué)學(xué)科。基本思想：用頻譜的語言分析物面的信息，物面空間頻譜分析系統(tǒng)空間頻譜頻譜處理系統(tǒng)處理后的物像20世紀(jì)60年它的基本概念起源于19世紀(jì)后期。2信號1信號2信號疊加3疊加信號頻譜濾波后頻譜逆變換后信號4一個透鏡就是一個光學(xué)模擬計算機。付氏分析，給了數(shù)學(xué)上的付氏變換的運算提供了一個新技術(shù)—光學(xué)計算術(shù)。光學(xué)模擬計算機的優(yōu)點：1）能直接處理連續(xù)函數(shù)，不需要抽樣離散化…2）能直接處理二元函數(shù)f(x,y)。3）是并行輸入，光束交叉可獨立傳播。4）速度快，不受電路時間常數(shù)RC的限制。5）裝置簡單，價格低。5總是要丟掉較高頻的信息。由于透鏡的孔徑有限，使物光通過透鏡后，F(xiàn)0+1+212SS物點像點對應(yīng)于截止頻率fc丟失了高頻的信息L6改變頻譜可改變物光的信息使用透鏡會丟失高頻信息，在頻譜面上放置空間濾波器，可改造空間頻譜。低通濾波器F高通濾波器F帶通濾波器F從另一角度說明，—空間濾波。7早在1873年，著名德國科學(xué)家阿貝(E.Abbe，1840~1905)提出了二次成像理論及其相應(yīng)的實驗，就已經(jīng)為光學(xué)信息處理打下了一定的理論基礎(chǔ)，是空間濾波與光學(xué)信息處理的先導(dǎo)。8Lyx物像保留fy的頻譜：保留fx的頻譜：yx保留f

的頻譜：方向Fyx9空間濾波的應(yīng)用10低通濾波11輪廓突出和低對比度圖形的識別（邊緣增強）I背景信號對比度高背景I背景信號對比度低背景以內(nèi)及背景光強變化較慢，勾出物體輪廓，是識別低對比度圖形或物體的有效方法。邊緣亮度變化劇烈，高頻成分豐富。物體某部分的亮度與背景亮度之比叫對比度。主要是低頻和直流成分。物體邊緣12從而突出輪廓亮度——形成亮的鑲邊。方法：在物的頻譜面F上放一個高通濾波器（玻璃片中心鍍個不透明的斑），擋掉0級和低頻成分，高頻濾波和輪廓突出F大頭針LP1P2擴束亮邊13輪廓突出前輪廓突出后14光學(xué)去污帶污點的網(wǎng)格純凈網(wǎng)格污點用純凈網(wǎng)格譜的正片濾波，純凈網(wǎng)格的頻譜用純凈網(wǎng)格譜的負(fù)片濾波，可得到純凈網(wǎng)格?？傻玫轿埸c。光學(xué)去污主要用于工業(yè)制版(大規(guī)模集成電路）——檢查模版上的污點（噪聲）或復(fù)制模版。15光學(xué)特征識別是把已知物的付氏譜和待測物的付氏譜進(jìn)行比較，從而找出待測目標(biāo)。特征識別系統(tǒng)可以做到：從衛(wèi)星照片中檢測軍事目標(biāo)從文件中檢測某個字從細(xì)胞中檢測癌細(xì)胞進(jìn)行航空測量▲光學(xué)特征識別光學(xué)偵破（指紋識別）16例如指紋識別：x平面波指紋指紋平面波x帶有指紋信息的衍射波帶有指紋信息的會聚波反過來L1P2L2亮點若x*=x或x*與x相關(guān)x平面波P1參照指紋x*頻譜面待查指紋出現(xiàn)亮點即被識別17調(diào)制實驗的彩照18頭發(fā)的電子顯微鏡黑白照片相應(yīng)的假彩色照片可顯示一些細(xì)節(jié)調(diào)制19模糊圖象處理（離焦模糊、運動模糊）關(guān)鍵是找到TG(fx，fy)—模糊圖象的譜。設(shè)：G(fx，fy)

—清楚圖像的譜，—模糊因子，令：濾波后則L1L2畸變波頻譜面F濾波（透過率）正確波清楚圖象P2平面波P1模糊照片20消模糊處理前的碑文處理后的碑文（唐詩）21相襯顯微鏡—提高待測樣品的襯比度樣品是無色透明的生物切片或晶片時，率函數(shù)是相位型的：其透過很小。襯比度極小。相位反襯法：心滴一小滴厚h的液體，

放到頻譜面上引起0級相移：切片（物）（x,y）A用普通顯微鏡觀察樣品，Zernike提出在玻璃片中像（x,y）L頻譜面相位板22像的光強：于是像的光強中就更加突出了相位的變化。Zernike因此獲得了1953年