第七章傅立葉光學(xué)的空間頻譜與空間濾波實(shí)驗(yàn)-wenkub.com
2025-08-21 15:02 本頁(yè)面
【正文】 這樣易于觀察不用去當(dāng)其他暫不用的顏色。在像面上，圖形草地就成為綠色，圖形天空就成為藍(lán)色，圖形天安門就成為紅色，整個(gè)圖像為藍(lán)色天空下，綠色草地上的紅色天安門圖案。其中 P2 為 頻譜面 （２） 調(diào)整光路。顯然，假彩色像的顏色可以通過(guò)在頻譜面上不同顏色對(duì)應(yīng)的譜點(diǎn)部分扎孔來(lái)實(shí)現(xiàn)，并任意調(diào)色。首先，將制得的θ調(diào)制片置入 4f 系統(tǒng)的輸入平面P1 上，在輸出片面 P3 上放置毛玻璃觀察，如果光路調(diào)整正確，將在毛玻璃上呈現(xiàn)出清晰的像。因此，在代表草地，天安門和天空信息的右斜，左斜和水平方向的頻譜帶上分別在紅色，綠色，藍(lán)色位置上打孔，使這3 種顏色的譜通過(guò)，其余顏色的譜 均被擋住，則在系統(tǒng)的輸 出面就會(huì)得到天安門、綠草、藍(lán)天和黃背景效果的彩色圖像。由于用白光照明和光柵的色散作用，除 0 級(jí)保持為白色外，正負(fù) 1級(jí)衍射斑展開(kāi)為彩色帶，藍(lán)色靠近中心紅色在外。在頻譜面上選用一個(gè)帶通濾波器，實(shí)際是一個(gè)被穿了孔的光屏或不透明的紙。每個(gè)彩色譜斑的顏色都是從外向里按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序變化。若要使其中草地、天安門和天空 3 個(gè)區(qū)域呈現(xiàn) 3 種不同的顏色，則可在一膠片上曝光 3 次，每次只曝光其中一個(gè)區(qū)域（其他區(qū)域被擋?。⒃谄渖细采w某取向的光柵， 3 次曝光分別取 3 個(gè)不同取向的光柵 ,如圖中線條所示。 圖 1 成像原理 對(duì)于一幅圖像的不同區(qū)域分別用取向不同（方位角不θ同）的光柵預(yù)先進(jìn)行調(diào)制，經(jīng)過(guò)多次曝光和顯影、定影等處理后制成透明膠片，并將其放入信息處理4f 系統(tǒng)中的輸入面，用白光照明，則在其頻譜面上，不同方位的頻譜均呈彩虹顏色。 物是一系列不同空間頻譜的信息組合，相干成像分兩部完成，如圖 1 所示。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握θ調(diào)制法空間假彩色編碼的原理，并會(huì)用簡(jiǎn)單的二維黑白圖象作為輸入，利用θ調(diào)制法空間假彩色編碼的方法得到彩色的輸出像。人眼對(duì)灰度的分辨能力很低，容易漏檢灰度很小的信息，但對(duì)色彩的分辨能力卻很高。高通濾波器是一個(gè)中心不透光的小光屏，它可以用來(lái)濾掉低頻成分而容許高頻成分通過(guò)，可用于突出像的邊沿部分或者實(shí)現(xiàn)像的襯度的反轉(zhuǎn)。 （ 2） 在頻譜面放上可以旋轉(zhuǎn)的光闌（方向?yàn)V波器），在下述情況： （）只讓光軸上水平的一行頻譜分量通過(guò)； （）只讓光軸上垂直的一行頻譜分量通 過(guò) （）只讓光軸上 450的一行頻譜分量通過(guò) 記錄像面上的圖象變化、像面上的條紋間距，并作出適當(dāng)?shù)慕忉尅? （）全部； （ 3） 零級(jí) （ 4） 零級(jí)和 177。 xˊ 177。 1 級(jí)、 177。 3 級(jí)等一排清晰的衍射光點(diǎn)。使得光柵清晰的成像在 4 米以外的白屏上，此時(shí)物的位置接近于透鏡 L 的前焦平面。濾波器使頻譜面上一個(gè)或一部分頻率分量通過(guò)，而擋住其它頻率分量，從而改變了像面上圖象的頻率成分。所以像的信息總是比物的信息要小些。第一步是把物面光場(chǎng)的空間分布g(x,y)變?yōu)轭l譜面上的空間頻率分布 ),( yx ffG 。( yx 面稱為頻譜面（或傅氏面），有此可見(jiàn)，復(fù)雜的二維傅立葉變換可以用一透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，稱為光學(xué)傅立葉變換，頻譜 面上的光強(qiáng)分布，也就是夫瑯和費(fèi)衍射圖。 yx 的關(guān)系為： fxxf ?39。 利用瑞利 索末非公式可以推導(dǎo)出，如果在焦距為 f 的會(huì)聚透鏡的前焦面上放上一振幅透過(guò)率為 g(x,y)的圖象作為物，并且用波長(zhǎng)為 λ 的單色平面波垂直照明該物，則在透鏡后焦面 )39。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)還可以驗(yàn)證阿貝成像理論，理解透鏡成像的物理過(guò)程，進(jìn)而掌握光學(xué)信息處理的實(shí)質(zhì)，通過(guò)阿貝成像原理，也可以進(jìn)一步了解透鏡孔徑對(duì)分辨率的影響 。第七章 傅立葉光學(xué)的空間頻譜與空
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