第二章 经典光学信息处理 2021/219
2021/2/19 1 第二章 经典光学信息处理
目录2021219 光学信息处理 第1节 第二章经典光学信息处理 第2节 2.1引言 第3节 2.2早期发展 第4节 第52.3傅里叶处理器 第6节 4线性系统与卷积 7节2.5空间滤波 第8节2.6照相图像的恢复 第9节2.7全息术 10节2.8傅里叶变换全息图 2.9相关和卷积 22.10结论
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 目 录 第7节 第8节 第9节 第10节 第2章 2021/2/19 光学信息处理 2 第二章 经典光学信息处理 2．1 引言 2．2 早期发展 2．3 傅里叶处理器 2．4 线性系统与卷积 2．5 空间滤波 2．6 照相图像的恢复 2．7 全息术 2．8 傅里叶变换全息图 2．9 相关和卷积 2．10 结论
目录2021219 21引言 光学信息处理 第1节 2节秦信息:客观事物的运动状态的表征和描述。 第3节 能量从能量源传递到探测器,在能量传递 过程中伴随着信息的传递,就形成信号。探测 蕈4节到的能量中所包含的不需要的信息则称为噪声。 第5节光学信息:指光的强度(或振幅)、相位、颜色 萆6节(波长)和偏振态等。本课程光学信息特指光强 第7节分布所形成的图像,它可以是日常生活中自然 第8节 图像,也可以是人造的或人工模拟的图像 第9节·光学信息处理:指的是光学图像的产生、传递、 第10节 探测和处理。所需要的图像称为信号,在处理 过程中伴生的不需要的图像称噪声。 本章介绍经典的光学信息处理,被处理的 图形是真实物体的像 第2章
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 目 录 第7节 第8节 第9节 第10节 第2章 2021/2/19 光学信息处理 3 2.1 引 言 信息：客观事物的运动状态的表征和描述。 能量从能量源传递到探测器，在能量传递 过程中伴随着信息的传递，就形成信号。探测 到的能量中所包含的不需要的信息则称为噪声。 光学信息：指光的强度(或振幅)、相位、颜色 (波长)和偏振态等 。本课程光学信息特指光强 分布所形成的图像，它可以是日常生活中自然 图像，也可以是人造的或人工模拟的图像。 光学信息处理：指的是光学图像的产生、传递、 探测和处理。所需要的图像称为信号，在处理 过程中伴生的不需要的图像称噪声。 本章介绍经典的光学信息处理，被处理的 图形是真实物体的像．
目录2021219 光学信息处理 菊节1873年,德国科学家阿贝bbe创建了二次成像 第2节理论,为光学信息处理打下了一定的理论基础 第8节1935年,物理学家策尼克( Zernike)发明了相衬显 4节微镜,将相位分布转化为强度分布,成功地直 第5节接观察到微小的相位物体细菌。 第6节19653年,范德拉格特A. Vander lugt提出了复数 第7节空间滤波的概念,使光学信息处理进入了一个 第8节广泛应用的新阶段。 事920世纪80年代以后,随着关键器件—空间调制 第10节 器的日益完善,光学信息处理以其速度快、抗 干扰能力强、并行处理等特点逐渐显示其独特 的优越性,成为当今最热门学科方向。 第2章
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 目 录 第7节 第8节 第9节 第10节 第2章 2021/2/19 光学信息处理 4 1873年，德国科学家阿贝(Abbe)创建了二次成像 理论，为光学信息处理打下了一定的理论基础 1935年，物理学家策尼克(Zernike)发明了相衬显 微镜，将相位分布转化为强度分布，成功地直 接观察到微小的相位物体——细菌。 1963年，范德拉格特(A.Vander Lugt)提出了复数 空间滤波的概念，使光学信息处理进入了一个 广泛应用的新阶段。 20世纪80年代以后，随着关键器件——空间调制 器的日益完善，光学信息处理以其速度快、抗 干扰能力强、并行处理等特点逐渐显示其独特 的优越性，成为当今最热门学科方向
目录2021219 22早期发展 光学信息处理 第1节 1、阿贝(Abbe)二次衍射成像理论 第2节 认为相干照明下显微镜成像过程可分做两步 第3节 物面上发出的光波经物镜,在其后焦面上产生 4节夫琅禾费衍射,得到第一次衍射像; 第5节 衍射像作为新的相干波源,由它发出的次波在 节像面上干涉而构成物体的像,称为第二次衍射像。 第7节 第8节 第9节 10二 第2章
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 目 录 第7节 第8节 第9节 第10节 第2章 2021/2/19 光学信息处理 5 2.2 早期发展 1、阿贝(Abbe)二次衍射成像理论 认为相干照明下显微镜成像过程可分做两步： 物面上发出的光波经物镜，在其后焦面上产生 夫琅禾费衍射，得到第一次衍射像； 衍射像作为新的相干波源，由它发出的次波在 像面上干涉而构成物体的像，称为第二次衍射像
目录2021219 光学信息处理 节阿贝研究结论 第2节 第3节 显微镜的相对孔径越大,系统的通频 4节带越宽,物体中所包含的高频信息在成像 第5节 第6节 过程中的损失就越少,像的质量就越高 了节相对孔径越小,在传递过程中高频信息的 8「损失就越大,像的失真或畸变就越严重, 第9节 10节清晰度或分辨率越低 第2章
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 目 录 第7节 第8节 第9节 第10节 第2章 2021/2/19 光学信息处理 6 阿贝研究结论： 显微镜的相对孔径越大，系统的通频 带越宽，物体中所包含的高频信息在成像 过程中的损失就越少，像的质量就越高。 相对孔径越小，在传递过程中高频信息的 损失就越大，像的失真或畸变就越严重， 清晰度或分辨率越低
目录2021219 光学信息处理 第1节 2、阿贝一波特系列实验 第2节 阿贝于1873年、波特于1906年分别做了实验。 第3节部分实验内容及结果 第4节 第5节 第6节 第7节 第8节 B 第9节 第10节 第2章
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 目 录 第7节 第8节 第9节 第10节 第2章 2021/2/19 光学信息处理 7 2、阿贝—波特系列实验 阿贝于1873年、波特于1906年分别做了实验。 部分实验内容及结果:
目录2021219 光学信息处理 1节部分实验内容及结果 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 第7节 E 第8节 第9节 第10节 物面 透镜 频谱面 像面 第2章
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 目 录 第7节 第8节 第9节 第10节 第2章 2021/2/19 光学信息处理 8 部分实验内容及结果:
目录2021219 光学信息处理 节由实验结果归纳出几点结论如下: 2节1.实验充分证明了阿贝成像理论的正确性: 第3节 像的结构直接依赖于频谱的结构,只要 第4节 第5节 改变频谱的组分,便能够改变像的结构 6节2.实验充分证明了傅里叶分析的正确性: 第7节 第8节(1)频谱面上的横向分布是物的纵向结构的 菊9节信息(图B);频谱面上的纵向分布是物的 0节横向结构的信息图O; (2)零频分量是一个直流分量,它只代表像 第2章的本底(图D);
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 目 录 第7节 第8节 第9节 第10节 第2章 2021/2/19 光学信息处理 9 由实验结果归纳出几点结论如下： 1.实验充分证明了阿贝成像理论的正确性： 像的结构直接依赖于频谱的结构，只要 改变频谱的组分，便能够改变像的结构； 2. 实验充分证明了傅里叶分析的正确性： (1)频谱面上的横向分布是物的纵向结构的 信息(图B)；频谱面上的纵向分布是物的 横向结构的信息(图C)； (2)零频分量是一个直流分量，它只代表像 的本底(图D)；
目录2021219 光学信息处理 1节由实验结果归纳出几点结论如下: 第2节 (3)阻挡零频分量,在一定条件下可使像发 第3节 生衬度反转(图E 第4节 第5节(4)仅允许低频分量通过时,像的边缘锐度 第6节 降低;仅允许高频分量通过时,像的边 第7节 缘效应增强 第8节 第9节(5采用选择型滤波器,可望完全改变像的 10中性质(图F) 第2章
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 目 录 第7节 第8节 第9节 第10节 第2章 2021/2/19 光学信息处理 10 由实验结果归纳出几点结论如下： (3)阻挡零频分量，在一定条件下可使像发 生衬度反转(图E)； (4)仅允许低频分量通过时，像的边缘锐度 降低；仅允许高频分量通过时，像的边 缘效应增强； (5)采用选择型滤波器，可望完全改变像的 性质(图F)