近代光信息处理第3章非相干光学信息处理

第3节 间距的变小，另一个是条纹反差度的下降。条纹
第4节 反差度决定了空间相干性。
第5节
如果小孔的间距大于某一极限后屏上的条纹
第6节 不再出现，则称此极限间距为空间相干宽度 第7节 (spatial coherence width)．
第8节 第9节
在相干光处理系统中，我们总是假定空间相干 宽度大于光学系统的横向特征尺度；
其中G，F 和 H 分别是 g，f 和 h 的傅里叶变
换，H(u,v)又称成像系统的相干传递函数, 简写为
第3章 CTF(coherent transfer function)
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目 录 07.02.2021
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光学信息处理
第1节 2、非相干光的成像过程 (非相干光的照明)
第2节 第3节
复振幅的脉冲响应仍是h(x,y)，相应的强度 分布为| h(x,y) |2 ．
第3章
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目 录 07.02.2021
3.3 MTF的测量 光学信息处理
第1节
非相干成像系统的MTF可以借助于输入平面
第2节 上的余弦光栅来测量.
第3节 余弦光栅的光强分布为 i (x) = 1 + cos(2po x) (1) 第4节 设系统的输出为 o (x) = 1 + m cos(2po x + ) (2) 第5节 式中反差度即调制度m可如下测出
第9节 式中GI，FI和HI分别表示|g|2,|f|2和|h|2的傅里叶
变 换 ． |h(x,y)|2 又 称 点 扩 散 函 数 ， 记 为 PSF
(point spread function)，而HI(u,v)则称为非相
干成像系统的传递函数，简称光学传递函数，
第3章 简写为OTF(optical transfer function)．
第5节
输入的二维物体 大量点源的连续分布输
第6节 出的复振幅是所有点源对应的h(x,y)的叠加．
第7节 输入物体的复振幅分布为 f (x,y)
第8节 输出像的复振幅分布为 g(,) = f(,) * h(,),
第9节
在频域中的表达式为 G(u,v) = F(u,v)H(u,v)
输出的光强分布为 | g(,) |2
第3章
目 录 07.02.2021 第1节
空间相干性
光学信息处理
第2节
杨氏干涉仪可以用来研究光波的相干性。通
第3节 第4节
过P1和P2两个小孔是否在屏上产生干涉条纹来确 定照明这两点的光波是否相干。
第5节
第6节 若屏上出现高反差的条纹，光波就是相干的；
第7节 若屏上出现均匀的照明，光波就是非相干的；
第8节 若屏上出现低反差的条纹，光波就是部分相干的。
第9节
以P1、P2的位置为函数的相干性表征光波在
P1、P2 的相干的程度，称为空间相干性。
第3章
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目 录 07.02.2021
空间相干性的测量 光学信息处理
第1节
第2节
我们可以改变 P1 和 P2 的间距来测量空间相 干性。间距增大时，发生两个效应，一个是条纹
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目 录 07.02.2021
光学信息处理
第1节 2、非相干光的成像过程 (非相干光的照明)
第2节
由于H(u,v)是h(x,y)的傅里叶变换，根据傅里
第3节 叶变换的法则， |h(x,y)|2的傅里叶变换为H(u,v)的 第4节 自相关，亦即
第5节 HI(u,v) = ∞-∞ H*(p,q) H(p+u,q+v) dpdq
第6节 上式表明OTF是CTF 的自相关．OTF通常是复函
第7节 数，可表为
第8节
OTF = |OTF|exp(i) = MTF exp(i)
第9节 记 MTF = |OTF|.
MTF称为调制传递函数(modulation transfer function);
而相位 则记为PTF = ,
PTF称为相位传递函数(phase transfer function).
第6节 第7节 第8节
mo(x)maxo(x)min o(x)maxo(x)min
在频域中，输入函数可表为
第9节
I(p) = (p) + (p - po )/2 + (p + po)/2 (4)
输出信号可写作 o (p) = I(p) OTF(p)
= OTF(0) (p) + OTF(po) (p - po )/2
+ OTF(-po) (p + po)/2
第3章 通常的归一化手续规定 OTF(0) =1
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光学信息处理
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节 第7节 第8节 第9节
o (p) = (p) + OTF(po) (p - po )/2
+ OTF(-po) (p + po)/2 由于OTF是自相关函数，具有对称性，所以有
OTF(-po) = OTF(po) = MTF (po) exp(i)
o (p) = (p)+MTF(po)exp(i)[(p-po)+(p+po)]/2 上式的傅里叶逆变换为
在非相干光处理系统中，我们总是假定空间相 干宽度为零；
而在部分相干光处理系统中，假定空间相干宽
度大于零，并小于系统的特征尺度。
第3章
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目 录 07.02.2021 第1节
3.2 非相干像的形成 光学信息处理
第2节 第3节 第4节
1、相干光的成像过程 (相干光的照明)
设在输入平面上有一点光源(x,y)，在输出 平 面 上 的 像 即 系 统 的 脉 冲 响 应 为 h(x,y) ， 相 应 的 强度分布为| h(x,y) |2 ．
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第3章
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第3章
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由于照明光为非相干光，从各个点光源辐
第4节 射的光波彼此是不相干的，各点光源的像也是
第5节 彼此不相干的，输出像是输入平面物体上各点
第6节 的像的强度叠加，其强度分布为
第7节
| g(,) |2 = ∞-∞ | f(x,y) |2 | h(-x,-y) |2 dxdy
第8节 在频域中: GI(u,v) = FI(u,v) HI(u,v)