空间滤波的基本原理资料.ppt

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1、第八章光学信息处理什么是光学信息处理？用光学方法实现对输入信息的各种变换或处理。如进行一些数学运算：乘法、菲涅耳变换、傅立叶变换、卷积运算、相关运算等。例如：乘法运算单位振幅平面波入射输出光学信息处理是基于光学频谱分析，通过空域或频域调制，借助空间滤波技术对光学信息进行处理的过程，较多用于对二维图像的处理。从噪声中提取信号、图象复原、特征提取（特征识别）等。光信息处理的优越性：速度快、抗干扰能力强、可大量并行处理。1873年，德国科学家阿贝（Abbe）创建了二次衍射成像理论（显微镜成像理论）；1935年，物理学家泽尼克发明了相衬显微镜；1963年，范德拉格特（A.VanderL

2、ugt）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；历史背景１．根据处理系统是否线性叠加，分为线性处理和非线性处理。光学信息处理的两种分类：２．根据使用光源的时间和空间相干性分为相干光处理、非相干光处理和白光处理。8.1空间滤波的基本原理相干成像过程分两步完成:第一步入射光经物平面发生夫琅和费衍射，在透镜后焦面上形成一系列衍射斑（分频过程）；第二步各衍射斑发出的球面次波在像平面(x'，y')上相干迭加产生干涉，像就是干涉场（合成过程）。光光物平面像平面频谱面1.基本光路阿贝波特实验2.基本原理物函数为g(x,y)频谱面的光振动分布为=F{F[g(x,y)

3、]}=g(Mx,My)是物函数的两次傅立叶变换．像平面光振动分布为为频谱面坐标，称为空间频率.阿贝—波特（Abbe—Porter）实验现象上述讨论说明了利用空间滤波技术，可以改变成像系统中像场的光分布。因此，它具有十分重要的应用价值。应用：采用低通滤波器，可以滤掉高频噪声，去掉图片上的污迹，图4-4-4显示了这一过程。当然，这种滤波器的缺点是将物的高频成分也滤掉，使得像与无噪声的物并不完全相同，像的分辨率有所降低。图4-4-4应用低通滤波器消除图片污迹(a)原物(b)低通滤波器(c)处理后的像(a)(b)(c)利用低通和高通滤波器对任意具有非周期结构的输入图像分别进行了低通和高

4、通滤波处理，输出结果如图所示。图4-4-7普通非周期结构图像的滤波处理结果.(a)输入图像；(b)低通输出；(c)高通输出.(b)(a)(c)学习要点什么是光学信息处理？光学信息处理的分类；空间滤波的基本原理：“分频”和“合成”的概念；阿贝滤波实验（实验光路、实验现象）。