信息光學(xué)復(fù)習(xí)提綱--重點(diǎn)

1、實(shí)用文檔信息光學(xué)復(fù)習(xí)提綱信息光學(xué)的特點(diǎn)Chi.線性系統(tǒng)分析1.矩形函數(shù):定義圖像作用傅里葉變換譜函數(shù)2.sinc函數(shù):定義圖像作用傅里葉變換譜函數(shù)3.三角函數(shù):定義圖像作用傅里葉變換譜函數(shù)4.符號函數(shù):定義圖像作用傅里葉變換譜函數(shù)5.階躍函數(shù):定義圖像作用傅里葉變換譜函數(shù)6.余弦函數(shù):定義圖像作用傅里葉變換譜函數(shù)7.函數(shù)：三種定義 四大性質(zhì)作用8.梳狀函數(shù)：定義 圖像 作用傅里葉變換譜函數(shù)9.高斯函數(shù)：定義圖像作用傅里葉變換譜函數(shù)10. 傅里葉變換（常用傅里葉變換對）11. 卷積：四大步驟，兩大效應(yīng)12. 互相關(guān)、自相關(guān)的定義、物理意義13. 傅里葉變換的基本性質(zhì)和有關(guān)定理14. 線性系統(tǒng)理論

2、15. 線性不變系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，脈沖響應(yīng)函數(shù)，傳遞函數(shù)16. 抽樣定理求抽樣間隔Ch2.標(biāo)量衍射理論1. 標(biāo)量衍射理論成立的兩大條件 2平面波及球面波表達(dá)式:Aexpik(xcos y cos zcos )(求平面波的空間頻率)expikzexp(x2 y2) z2z3惠更斯一一菲涅耳原理：U(Q) c U(P)K dsr4. 基爾霍夫衍射理論：U(Q)a。exp(ikro)r0COS(n, r)cos(n, r0) exp(ikr)2ds令 hP,Q 丄空世)k 所以 U(Q)Uo(p)hp,Qdsj r當(dāng)光源足夠遠(yuǎn)，且入射光在孔徑平面上各點(diǎn)的入射角都不大時，cos n,r01, cos

3、n, r 1, K 1.故 hP,Q 丄遜衛(wèi)，r z1 -2(-x)2 ey-y)2 j z2 zz5. 菲涅耳衍射近場衍射：U(x,y) jexpx2 y2)U0(x0,y0)expE(X02 y2)exp七(xx 恥)如瓠6. 夫瑯禾費(fèi)衍射一一遠(yuǎn)場衍射：(根據(jù)屏函數(shù)求衍射光強(qiáng)分布)exp( jkz)jk 22j2U (x,y)exp (x y )Uo(xo, yo) exp(xx yyo)dxodyoj z2zz7衍射的角譜理論：(角譜的傳播，求角譜分布)Ch.3光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性1透鏡的傅里葉變換性質(zhì)： 相位變換作用：t(x, y) p(x, y)exp j (x2 y2)(二次位相

4、因子) 透鏡的傅里葉變換特性：(滿足條件？什么情況下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確傅立葉變換)a. 物在透鏡前b.物在透鏡后2衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)：h(x o,yi yo)K 2di2 P( di, diV)exp j2 仕 丘) (% yo)ydxdy光瞳相對于dj足夠大時，理想情況：點(diǎn)物成點(diǎn)像h(x Xo.y, o) K 2d (x。)3相干照明下衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律：Ui(Xj,yh(xj,yj) Ug(Xj,yJ其中，(x,yi) FP( di, di)，Ug(Xi,yJ(葺，普)M MM4衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)(CTF)：H ,P dj , dj(坐標(biāo)軸反演)5.截止頻率：D-D圓形光瞳：c，

5、oc M c2 dj2 do正方形光瞳:不同方向的截止頻率不同，45度時最大cmax）2 di6衍射受限系統(tǒng)的非相干傳遞函數(shù)（ OTF ）7. OTF與CTF的關(guān)系Ch.4光學(xué)全息1. 普通照相與全息照相的比較2. 全息照相的核心：波前記錄和再現(xiàn) 方法：干涉法（標(biāo)準(zhǔn)方法，即將空間相位調(diào)制f空間強(qiáng)度調(diào)制） 特點(diǎn)：全息圖實(shí)際上就是一幅干涉圖 全息圖的分類：a。物、參位置：同軸全息+離軸全息b。物、圖位置：菲涅耳全息圖 +像面全息圖+傅里葉變換全息圖 c。介質(zhì)厚度：平面全息圖+體積全息圖do&e。&3. 全息再現(xiàn)基本公式：(tbO2)Cei C ORCei 0 r CORCe 0 r C0級（背景光

6、）-1級（實(shí)像）+1級（虛像）4. 菲涅耳全息圖像位置坐標(biāo)：Zi1Zp21 Zr1Zo橫向放大率：M縱向放大率：MXidXidxodZidZodyidy。M22iZo迢Xr1 Zr迢yr1 ZrZoZr2Zo1 Zp5傅里葉變換全息圖定義 特點(diǎn) 照明與再現(xiàn)的兩種方式，相互是獨(dú)立的6.計算全息圖計算全息的制作和再現(xiàn)過程（1）抽樣；（2）計算；編碼；（4）成圖；（5）再現(xiàn)。Ch. 8 空間濾波1. 阿貝成像理論及其意義第1步：物體（P1）經(jīng)L在透鏡后焦面P2成各級衍射斑（頻譜）第2步：各級衍射斑在P3面相互干涉成像2. 空間濾波的傅里葉分析方法：透鏡作頻譜分析器；空間濾波器改變物體光的頻譜3. 空

7、間濾波系統(tǒng)：典型的 4f系統(tǒng)4. 空間濾波器：位于空間頻譜平面上的一種模片，它改變輸入 信息的空間頻譜，從而實(shí)現(xiàn)對輸入信息的某種變換。分類：二元振幅濾波器、振幅濾波器 相位濾波器 復(fù)數(shù)濾波器二元振幅濾波器亦可分為：a低通濾波器。b高通濾波器。c帶通濾波器。d方向?yàn)V波器。5. 空間濾波應(yīng)用策尼克相襯顯微鏡（原理）Ch. 9 相干光學(xué)信息處理1. 光學(xué)信息處理的分類：（1）從物像關(guān)系或者輸入和輸出的關(guān)系來說 線性處理與非線性處理， 空間不變與空間變處理（2）從所使用光源的空間和時間相干性來說 相干光處理， 非相干光處理， 白光光學(xué)處理（各自優(yōu)缺點(diǎn)相干處理和非相干處理的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：相干處理具有物理上

8、的頻譜平面， 可以實(shí)現(xiàn)傅里葉變換， 大大增加了處理的靈活性。 復(fù)振幅有正負(fù)之分，可完成：力口、減、 乘、除、微分和卷積等多種運(yùn)算，特別是利用傅里葉變換性質(zhì)， 進(jìn)行頻域綜合實(shí)現(xiàn)空間濾波。缺點(diǎn)：相干噪聲和散斑噪聲。對光源提出要求。只能處理單色圖像，對彩色圖像的處理幾乎無能為力2. 光學(xué)信息處理內(nèi)容：光學(xué)圖像識別圖像相加相減多重像產(chǎn)生 圖像邊緣增強(qiáng)（微分）圖像消模糊3. 圖像相減作用：用于檢測兩張近似圖像之間的差異，使我們能研究事物的變化 方法：光柵編碼（空域編碼頻域解碼相減方法）和光柵衍射4. 匹配濾波器： 所謂“匹配”，實(shí)質(zhì)上是在頻域?qū)斎胄盘栴l譜的相位進(jìn)行補(bǔ) 償，形成平面相位分布。 匹配空間濾波器在光學(xué)特征識別中起重量作用 匹配濾波器是復(fù)數(shù)濾波器，可用光學(xué)全息或計算全息的方法制 作5. 圖像識別：采用匹配濾波進(jìn)行相關(guān)檢測是圖像識別的一種重要手段