8.1 空间滤波的基本原理
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第二步 各衍射斑发出的球面次波在像平面(x'，y')上相干 迭加产生干涉，像就是干涉场（合成过程）。
1.基本光路
光
物平面
光
频谱面
像平面
阿 贝 波 特 实 验
2.基本原理
物函数为 g (x, y) 频谱面的光振动分布为
e G( ,) g( x, y) 2i(xy) dxdy
, 为频谱面坐标，称为空间频率.
像平面光振动分布为
e g( x', y') G( ,) d d 2i(x'y y')
=F {F [g (x, y)]}=g( Mx, My)
是物函数的两次傅立叶变换．
阿贝—波特（Abbe—Porter）实验现象
上述讨论说明了利用空间滤波技术，可以改变成 像系统中像场的光分布。因此，它具有十分重要的 应用价值。
(a)
(b)
(c)
图4-4-7 普通非周期结构图像的滤波处理结果. (a) 输入图像；(b) 低通输出；(c) 高通输出.
学习要点
1.什么是光学信息处理？光学信息处理的分类； 2.空间滤波的基本原理：“分频”和“合成”的概
念； 3.阿贝滤波实验（实验光路、实验现象）。
从噪声中提取信号、图象复原、特征提取（特征识别）等。
历史背景
1873年，德国科学家阿贝（Abbe）创建了二次 衍射成像理论（显微镜成像理论）；
1935年，物理学家泽尼克发明了相衬ຫໍສະໝຸດ Baidu微镜；
1963年，范德拉格特（A. Vander Lugt）提出 了复数空间滤波的概念，使光学信息处理进入了 一个广泛应用的新阶段；
应用：采用低通滤波器，可以滤掉高频噪声，去掉图 片上的污迹，图4-4-4显示了这一过程。
(a)
(b)
(c)
图4-4-4 应用低通滤波器消除图片污迹 (a)原物 (b)低通滤波器 (c)处理后的像
当然，这种滤波器的缺点是将物的高频成分也滤掉， 使得像与无噪声的物并不完全相同，像的分辨率有 所降低。
利用低通和高通滤波器对任意具有非周期结构的 输入图像分别进行了低通和高通滤波处理，输出结果 如图所示。
光信息处理的优越性 ： 速度快、抗干扰能力强、可大量并行处理。
光学信息处理的两种分类：
１．根据处理系统是否线性叠加，分为线性处理 和非线性处理。
２．根据使用光源的时间和空间相干性分为相干 光处理、非相干光处理和白光处理。
8.1 空间滤波的基本原理
•相干成像过程分两步完成:
第一步 入射光经物平面 发生夫琅和费衍射，在透镜后焦 面上形成一系列衍射斑（分频过程）；
第八章 光学信息处理
什么是光学信息处理？
用光学方法实现对输入信息的各种变换或处理。 如进行一些数学运算：乘法、菲涅耳变换、傅立叶变换、 卷积运算、相关运算等。
例如：乘法运算
f1x, y
f2x, y
单位振
幅平面
波入射
输出 gx, y f1x, y f2x, y
光学信息处理是基于光学频谱分析，通过空域或 频域调制，借助空间滤波技术对光学信息进行处理的 过程，较多用于对二维图像的处理。
1.基本光路
光
物平面
光
频谱面
像平面
阿 贝 波 特 实 验
2.基本原理
物函数为 g (x, y) 频谱面的光振动分布为
e G( ,) g( x, y) 2i(xy) dxdy
, 为频谱面坐标，称为空间频率.
像平面光振动分布为
e g( x', y') G( ,) d d 2i(x'y y')
=F {F [g (x, y)]}=g( Mx, My)
是物函数的两次傅立叶变换．
阿贝—波特（Abbe—Porter）实验现象
上述讨论说明了利用空间滤波技术，可以改变成 像系统中像场的光分布。因此，它具有十分重要的 应用价值。
(a)
(b)
(c)
图4-4-7 普通非周期结构图像的滤波处理结果. (a) 输入图像；(b) 低通输出；(c) 高通输出.
学习要点
1.什么是光学信息处理？光学信息处理的分类； 2.空间滤波的基本原理：“分频”和“合成”的概
念； 3.阿贝滤波实验（实验光路、实验现象）。
从噪声中提取信号、图象复原、特征提取（特征识别）等。
历史背景
1873年，德国科学家阿贝（Abbe）创建了二次 衍射成像理论（显微镜成像理论）；
1935年，物理学家泽尼克发明了相衬ຫໍສະໝຸດ Baidu微镜；
1963年，范德拉格特（A. Vander Lugt）提出 了复数空间滤波的概念，使光学信息处理进入了 一个广泛应用的新阶段；
应用：采用低通滤波器，可以滤掉高频噪声，去掉图 片上的污迹，图4-4-4显示了这一过程。
(a)
(b)
(c)
图4-4-4 应用低通滤波器消除图片污迹 (a)原物 (b)低通滤波器 (c)处理后的像
当然，这种滤波器的缺点是将物的高频成分也滤掉， 使得像与无噪声的物并不完全相同，像的分辨率有 所降低。
利用低通和高通滤波器对任意具有非周期结构的 输入图像分别进行了低通和高通滤波处理，输出结果 如图所示。
光信息处理的优越性 ： 速度快、抗干扰能力强、可大量并行处理。
光学信息处理的两种分类：
１．根据处理系统是否线性叠加，分为线性处理 和非线性处理。
２．根据使用光源的时间和空间相干性分为相干 光处理、非相干光处理和白光处理。
8.1 空间滤波的基本原理
•相干成像过程分两步完成:
第一步 入射光经物平面 发生夫琅和费衍射，在透镜后焦 面上形成一系列衍射斑（分频过程）；
第八章 光学信息处理
什么是光学信息处理？
用光学方法实现对输入信息的各种变换或处理。 如进行一些数学运算：乘法、菲涅耳变换、傅立叶变换、 卷积运算、相关运算等。
例如：乘法运算
f1x, y
f2x, y
单位振
幅平面
波入射
输出 gx, y f1x, y f2x, y
光学信息处理是基于光学频谱分析，通过空域或 频域调制，借助空间滤波技术对光学信息进行处理的 过程，较多用于对二维图像的处理。