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1、第十章 非相干光学处理第十章 非相干光学处理一、 相干光处理与非相干光处理的比较1相干光系统输入为，输出为，则：即：输出的合成复振幅满足复振幅叠加原则。而光强为：在相干处理系统中，输出光强除了是输入光强的叠加外，还存在相干项的影响。2非相干光系统 对于非相干光系统，由于输入图像各点的光互不相干，所以上式中的互相关项（第二项）的平均值为零。即即：非相干光处理系统是强度的线性系统，满足强度叠加原理。3比较：相干振幅叠加可正可负可完成加、减、乘、除、微分、卷积等运算非相干光强叠加实函数 无上述运算4相干光处理系统存在的不足1） 噪声太大相干噪声：由光路中的尘埃，指纹，擦痕，元件的缺陷，气泡等引起得干
2、涉。 散班噪声：由漫射物体表面的起伏粗糙而引起的无规干涉。2）只能处理透明图片（复振幅分布）而不能利用光强接收器得到的信号做为输入信号，（如CRT、LED、CCD）3）只能处理单色图象，对彩色图象则无能为力。4）而非相干系统正好可弥补相干系统的上述不足，即不存在上述不足。问题：能不能找到一个系统：即能象相干系统一样，存在一个频谱面，可进行各种处理，又能象非相干系统一样，去掉讨厌的噪声干扰-部分相干系统-白光处理系统二、 白光光学信息处理技术白光光学处理采用宽谱带白光光源，但采用微小的光源尺寸以提高空间相干性。另一方面在输入平面上引入光栅来提高时间相干性。这样即不存在相干噪声，又在某种程度上保留
3、了相干光学处理系统对复振幅进行运算的能力，运算灵活性好。其优点为： 可以压制相干噪声 白光光源通常比较便宜 处理环境一般比较随意 白光系统比较容易操作，比较经济 特别适合于彩色信号处理1、 白光处理系统说明 ： -白光点光源，或是白光照明的小孔- 准直透镜 -消色差傅里叶变换透镜-输入平面，放有透明物和抽样光栅-频谱面 -输出平面2、 原理设：输入透明片的复振透过率为 抽样光栅为正弦光栅为 则：I）输入平面复振幅分布为：II）在频谱面上的空间频谱为：上式可改写为：III）某一波长在输出平面上的复振幅为 在频谱面上的滤波函数为： 光强为：考虑到总不可能做到只让通过，而是一个波长间隔，故上式可写为
4、：则输出平面上的总光强为：可见：这种白光处理系统能够处理复振幅信号，又能压制令人厌烦的相干噪声。又由于白光光源辐射了所有可见光波长，所以白光处理系统很适合于彩色象的处理。应该指出：我们采用的分析方法对确定的波长看作是相干光处理，而对不同波长处理后像的叠加又看成是完全非相干的，这在理论上是不严格的。严格的讨论-部分相干理论。但在实际操作中，上述的近似分析已经是足够了。三、 调制（等密度假彩色编码）调制是在阿贝二次衍射成像原理上进行分光滤波实验，它用不同方向的光栅对图像的不同部分进行调制（亦称为编码），是通过改变用来调制用的光栅的方位角使图像色调重现的一种方法。1、 光路2、 调制过程：i) 将一
5、幅图片按密度分成几部分，如：ii）用互为的一维光栅分别调制图像的三部分如图中红线所示。房子： 条纹（垂直为）天空： 条纹草地： 条纹iii) 在焦点处滤波A若用单色光照明：则B若用白光照明，则一、二级谱有色带天空：让红色通过房子：让黄色通过草地：让蓝绿色通过 实现假彩色图像四、 假彩色编码人眼的分辨率： 灰度：1520 层次 彩色 100种以上光学假彩色编码与计算机假彩色编码的比较：（1） 保持被彩色编码像的空间分辨率（2） 操作简单（3） 价格低1、光路（系统）2、编码过程：i) 输入片的制作用二次曝光法在一张底片上将正、负片与相互正交的光栅重叠后翻拍下来。光栅的级光强透过率为：二次曝光后感光片的透过率为：ii) 谱面上：，上式可写为： 级 级 级放上两板滤色片，如图则谱面上只剩下：iii) 像面上振幅为：光强为：（不相干）可见：输出像是绿的负片像和红的正片像合成的彩色像。 1
