光学信息处理讲座 第十讲 相干光Hough变换

一、引言在一幅图象中,图象边界的形状通常包含物体的某些具体特征,它对人的视觉系统是很重要的．在许多场合下,人的视觉系统在接收图象边界形状的信息后就足以识别物体了．从一幅图象中提取边沿象的方法是借助各种边沿运算器,例如梯度运算器、Ｈｕｅｃｋｅｌ运算器,它们是分别根据图象中局域灰度的斜波式或阶跃式的改变来提取边沿信息的,所得到的边沿象称作形状函数．Ｈｏｕｇｈ变换在处理由线段元组成的形状函数方面,?...     

光学信息处理讲座 第一讲 相干光模糊图象处理

一、引言人造卫星拍摄的地面图象,天文望远镜拍摄的星体照片以及电子显微镜照片等,在拍摄过程中,由于某些因素（离焦、运动）,光学系统象差,噪声背景等等技术上和物理上的原因,造成了图象模糊不清．我们感兴趣的是模糊了的图象能否恢复和怎样恢复．模糊图象处理方法,主要包括光学方法、电子学方法和数字计算机方法等．目前几种方法组合运用已日渐增多,其中光学图象处理又分相干光图象处理和非相千光图象处理,本文仅讲?...     

光学信息处理讲座第七讲 光学沃尔什变换

一、引言沃尔什（Ｗａｌｓｈ）函数是美国数学家Ｊ．Ｌ．Ｗａｌｓｈ在１９２３年首先提出的[1],它因此而得名．由于它仅有两种取值方式,所以具有数学逻辑开关的特性,及与正弦、余弦函数相似的一些特性．这样,在某些应用中更为简便．因此,许多数学和物理学工作者对沃尔什函数的理论和应用开展了研究．三十年后,随着半导体器件的成熟和数字计算机的应用,促使了沃尔什函数在多路通讯、图象编码、电视信号处理、语言处理和生....     

光学信息处理讲座 第六讲 光学Mellin变换

以傅里叶光学为基础的相干光处理器,能够进行微分、积分、卷积和相关等多种模拟运算．这种运算的实现,是利用一个理想的薄的正透镜的前后焦平面互为傅里叶变换关系进行的．函数ｆ（ｘ,ｙ）的傅里叶变换Ｆ（ｕ,ｖ）定义为用傅里叶透镜组成的相干光处理系统,主要通过正逆傅里叶变换和空间滤波来完成多种运算的．同电子计算机比较,它具有信息容量大,计算速度快两大优点．但是,这种光学处理系统只能解决那些空间平移不变的?...     

光学信息处理讲座第五讲 光学普遍变换

一、引言光学信息处理是一门交叉学科,它是光学和信息论相结合的产物．光学信息处理的基本依据之一是基于透镜的傅里叶变换作用：一个理想的薄透镜的前后焦平面上的光场分布互为傅里叶变换[１］．利用透镜的这个特性,可以进行各种模拟数学运算：例如频谱分析、加、减、乘、除、微分、积分、相关、卷积等利用透镜进行傅里叶变换的方法虽然有许多优点,但也存在着很大的局限性．例如,有许多二维函数对其傅里叶频谱进行空间滤波....     

光学信息处理讲座第十一讲 相干光学反馈技术

电子学中的反馈技术在光学领域中的引入,给光学信息处理带来了灵活性．本文着重讨论相干光学反馈系统．相干光学反馈的基本原理：在系统输出端取出部分二维输出信号,将其与输入信号叠加后,重新输入系统,并对其二维空间频谱进行调制,得到一个非线性的、可变的系统传递函数．实现相干光学反馈技术的光学系统有多种形式,其中主要包括二反射镜型反馈系统[1]、四反射镜型环形反馈系统[2]、平行平板型法布里－拍罗干涉仪反馈系?...     

光学信息处理讲座第四讲 银盐记录介质在光学信息处理中的应用

光学信息处理以其速度快、信息容量大、结构简单、可以同时完成二维或多通道运算等优点而被人们所重视,并已成为现代光学的重要组成部分．光学信息处理的基本装置可以分为以下几个主要部分：光源、输入转换器、光学处理系统以及输出转换器．目前,输入转换器主要通过感光胶片将输入信号或图象送入处理系统．光学处理系统是由透镜或其它全息光学元件构成的模拟运算系统,此系统中的空间滤波器是光学信息处理系统中的关键元件,?...     

光学信息处理讲座 第三讲 计算机全息图及其应用

１９４８年Ｇａｂｏｒ提出了一种新的两步成像方法,他称之为波前重现．Ｇａｂｏｒ证实,物体的衍射光波与一个合适的相干参考波相叠加,该物体衍射光波的振幅和相位都能以干涉强度的形式记录下来,由这样一张记录下来的干涉图象（全息图）,可以重现原来物体波前．现在甚至可以记录和重现看不见的或者实际上不存在的直觉物理客体,这就是计算机全息图能帮我们做到的．原则上讲,只需要知道物体的数学表示,计算机全息图就可以?...     

光学信息处理讲座 第九讲 傅里叶光学中的算符方法

傅里叶光学是光学信息处理的理论基础,它的基本内容是应用傅里叶变换方法来研究衍射、成象以及光学变换等问题,这些问题是作为近轴菲涅耳衍射问题来处理的．如果系统中有多个透镜,那么系统的输入－输出关系式就包含多重衍射积分,非常繁复,写出和推演都非常不便［１］．但是,如果我们分析一下这些关系式,就可以看到,出现的基本演算只有有限几种．这样,就很适合于使用算符方法,对这些基本演算定义一些算符,用算符的代?...     

傅里叶变换光学基本原理讲座 第六讲 空间滤波和光信息处理

一、相干光学图象处理系统（４Ｆ系统）正如第五讲所述,用夫琅和费衍射来实现图象的频谱分解,最重要的意义是为空间滤波创造了条件．由于衍射场就是屏函数的傅里叶频谱面,空间频率（ｆｘ,ｆｙ）与衍射场点位置（ξ,η）一一对应,使得人们可以从改变频谱入手来改造图象,进行信息处理．为此设计了图６．１所示的图象处理系统．在此系统中,两个透镜Ｌ１,Ｌ２成共焦组合,Ｌ１的前焦面（ｘ,ｙ）为物平面Ｏ,图象由此输入?...     

白光光学信息处理及其彩色摄影术

本文阐述了白光光学信息处理的物理基础,给出了近十年来应用所研制的仪器和设备在实际应用中取得的结果。提出了一种新型数码相机的方案和彩色档案存储的新技术并为大学高等物理提供了一个现代光学和数字图像的实验素材。     

发光学讲座第三讲 电致发光

电致发光是将电能直接转换成光能的一类发光现象．能够产生电致发光的固体材料很多,但研究得较多且能达到实用水平的,主要是化合物半导体,它包括Ⅲ－Ｖ,Ⅱ－Ⅵ和Ⅳ－Ⅳ族的二元和三元化合物．电致发光按其材料的形态分类,有粉末、薄膜和结型三类．对于结型电致发光将在发光学讲座第四讲中专门叙述．对于粉末型和薄膜型电致发光,按其驱动方式又可分为交流驱动和直流驱动．本文介绍粉末型交流和直流以及薄膜型交流和直流电?...     

发光学讲座第四讲 发光二极管

在收录机旁欣赏旋律悠扬的音乐时,同时欣赏到随着音乐声的高低闪烁的红、黄、绿光．这灯光就是由发光二极管发射的．发光二极管简称ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ）是在半导体的ｐ－ｎ结上加正向电压时,发射可见光或红外光的发光器件．它具有把电能直接转换成光能的特点．此外,它和白炽灯泡相比,具有如下优点：（１）尺寸小、重量轻、易小型化和集成化;（２）驱动电压低（～１．５Ｖ）,易与集成电路匹配?...     

原子光学讲座 第三讲 非线性原子光学

随着玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的实现及其非线性效应研究的快速发展，原子光学的一门新兴分支学科——“非线性原子光学”已初步形成，并取得了一系列重大的实验进展．文章重点介绍了非线性原子光学的研究内容、实验结果及其最新进展，主要包括原子孤子、原子物质波中的四波混频、光速减慢与负群速现象、超流及涡流（vortex）、Josephson效应和物质波的相位相干放大等．     

光学信息处理讲座 第二讲 半色调方法实现非线性变换

一、引言光学信息处理系统具有二维、并行、高速地完成傅里叶变换、相关和卷积等线性运算的能力．在典型的光学处理器以及低功率的情况下,除非使用特殊的技术,一般只能实现线性运算．但是,许多信息处理的应用又要求对数据进行非线性运算．过去,非线性变换主要是通过数字方法实现的．现在已经使用了多种技术来实现光学非线性运算（变换）．最方便的方法是利用胶片特性曲线的非线性,实现非线性变换．例如,对数变换［１］,?...     

傅里叶变换光学基本原理讲座 第八讲 点扩展函数与光学传递函数

一、关于光学系统的象质评价问题 对于显微镜、望远镜、照相机一类光学仪器,人们要求它们尽可能完善地成象,即要求象面上的光强分布尽可能准确地反映物面上的光强分布.怎样评价象质的优劣,这是一个很复杂的问题.在几何光学中,人们用光线追迹的手段,研究各种几何象差.但在实际成象过程中,即使是较简单的三级象差理论给出的五种象差,也是同时并存的.人们又曾在波动光学中根据衍射的理论讨论过仪器的象分辨本领,用能分辨测试板上两条刻线的最小极限距离来衡量镜头的好坏.然而实际问题是复杂的,镜头某一两个简单的指标都不足以全面地评价它的性…     

发光学讲座 第五讲 稀土发光

本文通过对稀土元素电子结构的特点、稀土离子在晶体中的能级跃迁及其对应的发光光谱的分析讨论,阐述了稀土发光的几个基本问题,介绍了稀土发光在科学技术、国民经济中的主要应用情况．     

发光学讲座第五讲 有机发光

本文简要介绍了芳香族有机化合物的发光,着重讨论了单重态和三重态能级图以及光谱的镜像对称性,阐述了分形结构、激子渗透概念和分形有机物分子体系中的能量传递与发光动力学．最后,叙述了有机发光的应用．     

遥感物理讲座——第五讲 遥感图象的相干光处理

遥感图象的获得手段是多样的．除了直接凭目视判读这些原始图象外,往往还对它们作某些加工,即进行图象处理．应该着重指出,所谓图象处理。只能根据需要对图象原来包含的信息作某种加工,决不能增加任何有用信息．实际处理方法常视具体的目的和任务而定．例如,为了显示原有图象的细节,可以作高通滤波处理。即抑制反映图象缓慢变化的低频信息,相对地突出高频信息．不存在能普遍增强一切信息的办法．遥感图象处理就其目的来?...     

第三讲图像信息处理

图像是人类传递信息的重要媒体，图像信息处理又是信息科学的重要研究分支．目前，起源于20世纪20年代的数学图像处理技术已成为工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理、化学、生物学、医学甚至社会科学等领域中各学科之间学习和研究的对象．文章全面综述了图像处理理论与技术的起源、涵盖的内容、对人类的重要意义及发展趋势．以期读者对图像信息处理有一个全面的理解．