资源描述：
《信息光学论文--《图像相减》》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、本科课程论文《图像相减》课程名称姓名学号专业电子科学与技术任课教师开课时间第1周〜第18周教师评阅意见：论文成绩评阅日期图像相减图像相减可川于检测两张近似图像Z间的差界，使我们能研究事物的变化，从而予以鉴别。图像相减技术在许多领域屮有重要的应用价值，如自动检测，质量检测等在军事，通信上均有用途。通过图像和减技术，在不同时间拍摄的两张病理照片相减可发现病情变化；用于军事上则有利于发现基地上新增添的军事设施。图像相减的方法有很多种，这里主要介绍光栅编码和光栅衍射两种方法。1.空域编码频域解码相减方法（罗奇光栅编解码法）1.1编码将间距
2、为兀0,透光部分与不透光部分相等的罗奇光栅贴放在照相底片上，对像进行编码，如卞图所示：Ronchi光栅胶片非相干光Ronchi光栅:a=d/2在笫一次曝光时，记录下乘以光栅透射因了“兀）的像Ao山周期断数的傅里叶级数展开公式、aov^r2nnxxz.,2n7ixxj(x)=—+>[ancos()+bnsin()X02绪xoxo式中:2poao=—[f(x)dtXO2ro2n7rxan=—I/(x)cos()dxxo力xobnXO2(([f(x)sin(却竺)dx®xo可得:]42x7119Y7T]^)=-{l+-[sin(——)+
3、-sin(3——)+...]}=-[1+/?]L71xo3xo2第二次曝光时，将光栅平行移动半个周期，这时光栅透射因了为：149Y7T19Y/r1tx)tx)=-{1——[sin(——)4--sin(3——)4-...]}=-[l-R]L71xo3xo2于是得到乘以光栅透射因子厂（兀）的第二个像B。两次曝光时的光栅位置互补，如图所示:第2次曝光厶(3)第1次曝光设图像A和图像B的光强分別为厶和％,于是照相底片上的曝光虽:为：Hoc/a[丄(1+/?)]+%[丄(1+/?)]=丄(山+%)+丄(办一％)/?2222上式的物理意义
4、明显，在图像A和图像B相同的部分得到一张普通的负片，在图像A和图像B不同的部分得到一张其差值受光栅调制的负片。1.2解码解码光路采用常规的4/系统，将调制片迸于输入平面上。如图为解码过程:假定图像的频率低于光栅频率，使用使用高通滤波器，阻止和应于Ia^Ib的谱的低频部分，而容许相应于(Li)R的谱的高频部分通过。在输出平而上只得到(Ia-Ib)R项,实现了图像相减。它显示出两个图像不同的区域，这些区域在暗背景上出现光亮。釆用这种空域编码的方法，使图像和图像差的信息分部受到光栅零频和较高频率的调制，在空间频域上实现了和、差信息的信道
5、分离。因此通过频域滤波，可以单独提取图像A和图像B的差异。空域编码和频域编码是光学信息处理屮的一种基本技术，它不仅用于图像相减，还可以用于其他的图像运算。2.正弦光栅滤波器相减方法如图为用于图像相减的4/系统:将正弦光栅置于频谱平面位置，并忽略光栅的有-限尺寸，则滤波函数可以写为:H(g,Q=—+—COS(2硝0兀2+00)=—+—exp[/(2硝0兀2+(po)+—exp[-j(2^oX2+(po)]式中，；7=24,/是透镜焦距，彳）是光栅频率，00表示出相位，它决定了光栅相对于朋标原点的位置。图像A和图像B在4/系统物而上，
6、沿XI方向相对原点对称位置，其中心点与原点的距离为bifgo,输入场分布可表示为:/(xi,yi)=b,y)+b,y)则入射到光栅上的光场副振幅是上式的傅里叶变换，即:F(仙)=Fa(£exp(-j2;rbG+Fb(§,小exp(j2兀b§)=Fa(^,7)exp(-J2^oJ2)+Fb^,?;)exp(72^0^2)经光栅滤波后的频率为：F@,〃)//($,〃)=：[兀(歹,7)exp(j2^o)+Fb(§,77)exp(-j^o)]+4—
7、Fa(§,77)exp(—丿2硝oX2)+Fb(§,〃)exp(J2^oX2)+■7
8、{Fa(§,77)exp[-j(4^o%2+0))]+Fb(§,77)exp[j(4^o%2+©())]}4P3平而上输出场的分彳
9、J是上式的逆傅里叶变换：g(X3,『3)=yexp(y^o)+办(兀3,w)+fs(X3,『3)exp(-;2^o)++[办(X3-b,y3)+fo(X3+b,y3)]+f[办(兀3-2b,y3)exp(-j>0)+/b(X3+2b,p)exp(j^o)]4当光栅的初相位0)=%，即光栅偏离光轴%周期时，因子exp(-)20))=-l。上式中的第一项表明，在P3平面中心部位实现了图像相减。光栅滤波器的
10、作用还可以通过系统的脉冲响应来理解。当妙=%时，滤波系统的脉冲响应为：/?(兀3,y3)=[H(fz,fy)}=^-3(兀3,y3)+2j8(兀3+b,p)-^-jS{x3-b,yi)厶i*I*当图像A和图像B按前述在物平面对称位直时，输出平面上的
