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1、第期华北电力学院学报卷第年月五脸山从七卯光学信息处理系统崔龙燮,华北电力学院基础科学系保定价摘要较详细分析书相干光信息处理系统和盯白光信息处理系统的成象特征及其在栅形函数信息处理、相幅转换、特征识别、代数运算含加、减、乘、除、微积分、卷积以及相关运算等方面的应用。研究表明,光学信息处理系统比起电子信息处理系统具有信息量大抗干扰性强等优点,其应用前景是十分广阔的。关键词光学处理系统成象
2、特征相幅转换特征识别代数运算中!图分类号相干系统的成象特征气个洲了气卜叫一叫一叫一州图光学系统示意图,,。,通常在光学信息处理中用得最多的是信息处理系统如图所示其中为照明点,、、光源为准直透镜它使由光源发出的球面光波成为平面波几分别为第一第二傅里叶变换透镜面为系统的输人面也称之为物面为频谱面为系统的输出面也称为像面。在系统中,各面与相邻傅里叶变换透镜间距为关故称之为系统。,根据阿贝成像理论
3、系统在像面上的振幅分布可视为物面的振幅分布经两次衍射,,而得第一次是物面的物振幅分布到频谱面的傅里叶变换即。收稿日期一一华北电力学院学报年,,万戈天石了叭不夕,,,,,式中为物面上的物振幅分布函数凡天再伪频谱面上的频谱函数了表示傅里叶变换它的定义为,,了。‘加!王孙!一、,第二次衍射是由频谱面到像面的傅里叶变换即,,域花对刁凡天苏,一一夕式告诉我们,在系统中,输人面上的物振幅分布经系
4、统在输出面上的振幅分布仍是,。物振幅函数只是坐标有了反转信息处理的目的在于以各种光学手段获取或者识别我们所需要的信息。通常采取两种方,,。法一是在频谱面上处理称为频域综合另一种是在输人面上处理称之为空域综合当然,两者结合起来具有更多的优点。必须指出,无论采用何种信息处理手段,其信息量比起电子技术信息量要大,。因为光学信息处理对象是二维或者三维的因此光学信息处理技术具有广泛的应用前景。若干应用例栅状物信息处理,,,,,。如图所示一物振幅透射率为栅状函数其周期为宽度为总长度为其透射
5、率表示为‘,、,,、、,,〕·位弓】劝以,刃吸李℃二,—‘、、了、——口,“”“,“”。式中代以符号表示矩型函数几方表示梳状函数表示卷积运算卜月三月卜图栅状物示意图,,若用振幅为的单色相干光垂直照射物面则其频谱函数以劝为,··一·一刀、!、、粤叠臀牛它是个级数函数。若加适当的空间滤波器就能得到我们所需要的各种图形处理结果。例如,只让级通过时其频谱函数为期崔光燮二光学信息处理系统第,,,、,户”
6、”方再丁!其像函数为!,对一号二含,,若只让士级通过时其输出像函数将是,仇对一粤。粤【斌粤娜些碑弃毛等等。纹影法“”相幅转换“设某物的位相分布为,,称力二侧力澎劝,力⋯当中足够小时其频谱函数为,,,二占二瑕不以双差劝,,截厂劝二了侧不刃,“”,,,若利用小圆屏光栏滤去级低频部分只保留双差天则输出面得到,,认仇对侧凡对其光强分布为,,,对一小帆叭洲,,,“这就是说利用系统可以把位相分布物变
7、换成可以观察到的光强分布这就是所谓的相”,,,。幅转换这在信息处理中是很有用的方法因此开创此种方法的人曾获得诺贝尔奖特征识别,,,设为待检测的信息物其中含有我们要检测的信息即,,‘,,。夕式一夕一夕艺,,,。,。其中为要检测的信息之外的其它信息所谓的特征识别就是利用系统来检测出,力。利用系统识别某一特征分布时,首先用全息技术制造全息模板,,斌差劝议劝,,矛难及劝了你,通过频谱面上的,把检测物分布放在系统的物
8、面上匹配滤波器即上述全息模板在像面几上观察振幅分布矶,’,,‘帆对仇对叮认一久夕一》霭,,十厂帆对帆对,,,,,,上式第一项为勇卜刃函数的自相关运算它在花儿二认戈久从⋯等位置上将出现峰值。就是说不管,刃的具体形状如何,只要,刃中含有凡一,儿一阮,华北电力学院学报年,,,,,,了认一凡儿一介二等项时一定在像面上的花儿阮
