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1、傅里叶光学和光学信息处理,中国科学技术大学国家级精品课程大学物理实验讲座,http:/ 与其他形式的信息处理技术相比，光学信息处理具有高度并行性和大容量的特点。这一学科发展很快，现在已经成为信息科学的一个重要分支，在许多领域进入了实用阶段。 光学信息处理的内容十分丰富。本讲座介绍傅里叶变换和傅里叶光学的基础知识，傅里叶光学和光学信息处理的两种实验：空间滤波和图像识别。,http:/ 傅里叶变换的性质 透镜的傅里叶变换性质,http:/ 图像处理 图像识别 非相干光学信息处理,http:/ G(u,v)=FTg(x,y) g( x,y)=FT-1G(u,v),http:/ FTg+h= FTg+
2、 FTh 相似性定理 若FTg(x,y)=G(u,v)则 即，空域（对应于电学信号的时域而引入的名词）中坐标的“伸展”，导致频域中坐标的压缩和整个频谱上幅度的一个总体变化。,http:/ 若FTg(x,y)=G(u,v)则 即，函数在空域中的平移，带来频域中的线性相移。 巴塞伐定理 ： （能量守恒） 若FTg(x,y)=G(u,v)则,http:/ 若 FTg(x,y)=G(u,v)， FTh(x,y)=H(u,v)则 在空域中两个函数的卷积完全等效于一个更简单的运算：它们各自的傅里叶变换式的乘积,http:/ 若 FTg(x,y)=G(u,v)， FTh(x,y)=H(u,v)则（互相关和自
3、相关）,http:/ FTFT-1g(x,y)=FT-1FTg(x,y)=g(x,y),http:/ 物体在前焦面上在透镜后焦面上得到的是准确的傅里叶变换（其它的情况）,http:/ 衍射分频,第二步 干涉合成,A,B,C,C,B,A,http:/ 光圈由小变大 中央零级通过可以观察到傅里叶频率综合的现象。 如果挡掉中央零级可能是一片均匀的光 可能是反衬度相反的像。,http:/ ，相位滤波器，复数滤波器 1低通滤波：只允许位于频谱面中心及附近的低频分量通过，可以滤掉高频噪音。 2高通滤波：它阻挡低频分量而让高频分量通过，可以实现图像的衬度反转或边缘增强。 3 带通滤波：它只允许特定区域的频谱
4、通过，可以去除随机噪音。 4方向滤波：它阻挡或允许特定方向上的频谱分量通过，可以突出图像的方向特征。,图3,http:/ 位相滤波器 ：在显微镜物镜的频谱面中心涂一小滴透明的电解质 ，其厚度为h，折射率为n。,http:/ 负相衬,http:/ F*(u,v)G(u,v) 在P3平面上得到： FT(F*G) 根据维纳-辛欣定理：FT(F*G)=f g 如果F*(u,v)=G*(u,v) 则得到一个自相关亮点 物理意义解释：G*G=,1963年由密执安大学雷达实验室的 A.B.Vander Lugt 提出,http:/ =A2+ G 2+AG*exp(- i2sin/ ) +AGexp( i2s
5、in/ ) 为参考光与物光的夹角。 第3项中包含了所需的匹配滤波器G*(解释）,http:/ 对图像的尺寸大小和旋转的问题。 解决方法： 1.原位显影或使用精密的复位架 2.制作许多匹配滤波器。 3.对图形进行预处理 4.光电混合法,http:/ 在透镜的后焦面上得到的复振幅分布为： 由于胶片等感光材料都是只对光强有反映的（平方律探测器）,http:/ 第3项为g f，中心位于x=2a 第4项为 f g，中心位于x=-2a,http:/ 1.两维傅里叶变换 2. 透镜的傅里叶变换性质 阿贝成像原理和空间滤波实验 傅里叶光学的应用光学信息处理 优点：并行处理、速度快和容量大 缺点：不灵活 克服方法：光电混合处理空间光调制器、CCD等,
