光学信息处理教案第五章.ppt

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第五章,CoherentOpticalinformationProcessing相干光学信息处理,光学信息处理从光源的空间和时间相干性来分类：

1.相干光学信息处理,2.非相干光学信息处理,1.图像相减,a.空域编码频域解码相减方法,光栅相移，两次曝光法,1.编码：

2.光路：

3.过程：

1.图像相减,a.空域编码频域解码相减方法,4.数学模型：

第一次曝光是光栅的透过率函数为：

第一次胶片记录的光场为：

第二次曝光是光栅的透过率函数为：

第二次胶片记录的光场为：

两次曝光胶片记录的总光场为：

1.图像相减,a.空域编码频域解码相减方法,4.数学模型：

胶片记录的总光场中高频成分的振幅是受两幅图像相减信号的调制的。

1.图像相减,a.空域编码频域解码相减方法,5.解码：

采用3镜4f滤波系统，在p2平面放置一高通模片，组成高通滤波器。

频域解码方法,1.图像相减,b.正弦光栅滤波器相减方法,1.光路：

2.在p1平面沿x方向对称放置两被分析对象,镜4f滤波系统,物光场为：

要求b充分大，大于分析物体最大宽度,1.图像相减,b.正弦光栅滤波器相减方法,3.在p2平面放置一正弦光栅模片，组成滤波器。

1.图像相减,b.正弦光栅滤波器相减方法,4.正弦光栅模片滤波后的频谱：

5.p3平面上输出的图像：

1.图像相减,b.正弦光栅滤波器相减方法,6.移动正弦光栅模片滤波使初始相位为90度：

此时p3平面上输出的图像：

1.图像相减,b.正弦光栅滤波器相减方法,2.匹配滤波与图像识别,a.空间匹配滤波器,1.定义：

对于3镜4f滤波系统，如果输入面光场,的空间频谱为：

当滤波模片的透过率函数为：

时，称这种,滤波器为空间匹配滤波器。

共轭关系,2.匹配滤波与图像识别,a.空间匹配滤波器,2.特征：

1）通常为一复数滤波器,2）用全息法制作,完成光学相关运算,3.功能：

2.匹配滤波与图像识别,b.图像识别,1.原理：

基于自相关度大于互相关度的原理,1）用一已知图像的频谱共轭模板作为滤波模板,采用全息方法制作并建库,2.匹配模片的建库：

2）把所有待识别对象用3镜4f系统进行相关运算,3）取所有相关峰的最大峰作为识别判据,4）设置准确性识别门槛值,3.去噪和抗干扰能力的改善：

2.匹配滤波与图像识别,b.图像识别,2.匹配滤波与图像识别,c.联合变换相关图像识别,1.原理：

在p2平面得到频谱,在p2平面放置一全息干板记录,第一步：

模板记录建库,2.匹配滤波与图像识别,c.联合变换相关图像识别,1.原理：

在p3平面得到相关峰,在p2平面放置一记录好全息干板,第二步：

相关识别,2.匹配滤波与图像识别,c.联合变换相关图像识别,1.原理：

2.实现：

2.匹配滤波与图像识别,原理光路,场景图像,相关峰输出,2.匹配滤波与图像识别,d.空间逆滤波器,1.定义：

对于相干光学信息处理系统（3镜4f系统），,当滤波模片的透过率函数为：

时，称这种滤波器为,空间逆滤波器。

倒数关系,如果系统的相干传递函数为：

2.匹配滤波与图像识别,d.空间逆滤波器,2.作用：

消除由于光学传递函数引起的图像模糊,采用专用非线性全息干板，用全息法制作,1）干板特性的限制，完全满足：

4.分析：

3.制作：

的滤波模片难以实现,2）光学衍射受限的客观存在，想完全,突破衍射极限是不可能的。

2.匹配滤波与图像识别,e.光学系统的信息容量,1.定义：

空间带宽乘积SW,3）系统孔径越大，信息量越大,1）降低光波长可提高信息量,3.分析：

2.信息量与光学系统几何尺寸之间的关系：

2）物体越大或系统视场越大，信息量越大,4）焦距越小，信息量越大,