可编程成像系统中莫尔条纹处理方法研究.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第37卷第2期光子学报VoI．37No．22008年2月ACTAPHOTONICASINICAFebruary2008可编程成像系统中莫尔条纹处理方法研究徐进，陈浙泊，李燕，倪旭翔，陆祖康(浙江大学国家光学仪器工程技术研究中心，杭州310027)摘要：使用对傅里叶变换频谱进行空间滤波的方法，根据“切口”滤波器在频谱突变位置出现振铃现象的缺点，设计了基于“切口”滤波器的多点高斯滤波器．实验表明：使用该方法可以有效降低莫尔条纹对系统采集到图像质量的影响，得到的重构图像清晰，基本无振铃现象，可以满足系统需要．使用该方法运算量小、处理简单，能够由嵌入式

2、系统完成．关键词：可编程成像系统；图像传感器；空间光调制器；莫尔条纹；高斯滤波器中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：1004—4213(2008)02—0325—30引言微显示器的工作面上，这两幅图像在微显示器工作面上进行叠加后，由第二成像光学系统成像于图像莫尔条纹是基于空间频率试验中常见的现象，传感器的工作面上]．由于微显示器与固体图像传它产生于周期性结构的叠加．可编程成像系统是近感器都是阵列结构，所以在成像时产生了周期性结几年中开始研究的一个课题，它可以实现实时的图构的叠加，会产生莫尔条纹．本系统中，微显示器采像动态范围扩展、夜间防眩光等功能，最终需实现仪用硅基液晶显示阵列(L

3、CoS)．器的智能化、小型化．图像叠加的一维莫尔条纹可以表示为该系统使用微显示器作为数字式空间光处理设～1～／’()一Erect()了l_comb(_J，)]·“ICoSaiCoS“ICoS备[]，使用固体图像传感器作为图像输入设备．由，于微显示器与图像传感器都是空间阵列器件，所以Erect(x／dcM(]s)(1／dcM(】s)comb(x／dcM(】s)](1)使用时一定会产生网格状的莫尔条纹．为提高该系式中，：。。为LCoS像素大小，、为LCoS像素统的可行性，本文提出一种利用对傅里叶变换谱进间距，dcMc为CMOS像素大小，dcMos为CMOS行空间滤波方法，这种方法可以在尽量不影响

4、图像像素间距．所以，在二维方向上的莫尔条纹可以表细节的前提下完成莫尔条纹的滤波，为其可以运行达为于嵌入式系统提供算法保证．f(x，)一-厂()·-厂()(2)1实验系统组成2图像处理方法可编程成像实验系统主要由第一成像光学系图像器件在其它方面的应用中，如对印刷品扫统、微显示器、第二成像光学系统、图像传感器和计描时，由于印刷品通常是由一个个半色调的删格组算机组成．其结构如图1．成，也会产生莫尔条纹．可以通过旋转、虚化对焦和柔化的方法来去除莫尔条纹对图像带来的影响．本文提出使用对傅里叶频谱滤波的方法来去除莫尔条纹对图像的影响．图2为使用可编程成像系统采集到的莫尔条纹的图像．图1可编程成像系统结构

5、Fig．1Thelayoutoftheprogrammableimagingsystem图1中，第一成像光学系统将物平面的景物成图2可编程成像系统采集到的莫尔条纹图像像于微显示器的工作面，计算机将编程图像输出至Fig．2TheimageofMoirefringeacquiredbytheprogrammableimagingsystemTel：0571—87951213Email：xujin@ziu．edu．cn收稿日期：2006—09-11维普资讯http://www.cqvip.com光子学报37卷2．1“切口”滤波器通过而允许其他频率的能量通过．由于LCoS与图傅里叶变换是线性系统分析

6、的一个有力工具，像传感器两个方向的空间频率一致，所以两个方向它可以定量地分析诸如数字化系统、采样点、电子放莫尔条纹产生的频率一致，即：fl一厂。，f一．，大器、卷积滤波器、噪音、显示点等作用(效应)．本这种滤波器也称为“切口”滤波器。．文使用傅里叶变换的方法，对采集到的莫尔条纹进由于这两种阵列器件的周期固定，其产生的莫行滤波．图3为图2进行傅里叶变换得到的频谱．尔条纹的空间频率也相对固定，所以该“切口”滤波器f≈，’2．采集实际图像时，假设LCoS工作面上输出的图像为H(x，)，经过第二成像光学系统所成像为h(，)，由式(2)可知，图像传感器工作面所得像函数P(x，)表达为P(，)一h(，)

7、·_，(_1，，)(4)由“切口”滤波器进行处理后得到的图像P(，)为图3傅里叶变换频谱P(，)一IFFTEG(x，)·FFT(P(，))](5)Fig．3TheFourierfrequencyspectrum式(5)中，FFT与IFFT分别表示傅里叶变换及其反根据傅里叶变换得到的频谱，使用理想带阻滤变换．波器G(x，)对莫尔条纹的特定频率进行去除，可图4中，(a)为实际采集到的图像，(b)为滤波后得滤波后的