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1．光学信息处理概论 1

目录 1

1.1．光学信息处理的要素 2

1.1.1．基本的处理 2

1.1.2．信息的输入和输出 8

1.2．光学信息处理的实际过程 10

1.3．光学信息处理的相关技术 13

1.3.1．电子计算机与光学信息处理 13

1.3.2．电子学与光学信息处理 15

2.1．相干系统 18

2.1.1．光的相干性 18

［辻内顺平］ 18

2．相干处理 18

2.1.2．相干成象系统 23

2.1.3．相干处理 26

2.2．光学变换 27

2.2.1．光的衍射和光学变换 27

2.2.2．夫琅和费衍射 31

2.2.3．夫琅和费衍射的性质 36

2.2.4．夫琅和费衍射的应用 42

2.2.5．菲涅耳衍射 49

2.2.6．菲涅耳衍射的性质 50

2.2.7．菲涅耳衍射的应用 52

2.2.8．综合孔径法——侧视雷达象的处理 54

2.3．物面上的处理 60

2.3.1．和、差与微分 61

2.3.2．积、商与调制 63

2.4．频谱面上的处理 65

2.4.1．和与差 66

2.4.2．积、商与滤波 69

2.4.3．相关与卷积 97

2.4.4．编码变换 107

［辻内顺平］ 114

3．非相干光学处理 114

3.1．非相干成象系统 114

3.2．非相干处理 118

3.3．物面上的处理 118

3.3.1．相关 118

3.3.2．调制 129

3.3．变换 146

3.4．光瞳面上的处理 150

3.4.1．一般的光学系统（不与滤波器并用的情况） 152

3.4.2．光栅状滤波器 154

3.4.3．沃耳特（Wolter）最小强度检出滤波器 155

3.4.4．统计滤波器 156

3.4.5．小棱镜滤波器 158

3.4.6．相衍照片 159

3.4.7．切趾术 161

3.4.8．超分辨 162

4.1．利用照相技术的处理 164

4．利用照相技术及光电测光技术的处理 164

［辻内顺平］ 164

4.2．利用荧光板的红外消光进行高通滤波 171

4.3．利用光电测光和电子仪器的处理 173

［辻内顺平］ 187

5．电子计算机在光学信息处理方面的应用 187

5.1．利用电子计算机进行二维傅里叶变换及其在光学信息处理方面的应用 189

5.1.1．离散傅里叶变换 189

5.1.2．抽样定理 193

5.1.3．离散傅里叶变换和抽样定理 196

5.1.4．快速傅里叶变换的原理 198

5.1.5．快速傅里叶变换计算法 200

5.1.6．快速傅里叶变换法在光学问题上的应用 207

5.2．电子计算机中光学信号的输入和处理象的显示 210

5.2.1．抽样噪声和量化噪声 210

5.2.2．图象信号的抽样问题 213

5.2.3．光学信号的检测 214

5.2.4．图象的输入和输出装置 216

5.3．利用电子计算机进行空间频率滤波及图象修正 219

5.3.1．透镜成象和空间频率滤波 220

5.3.2．利用电子计算机进行空间频率滤波 222

5.3.3．利用电子计算机进行空间频率滤波的例子 224

5.3.4．滤波和图象修正 228

5.3.5．利用电子计算机修正光学系统象差引起的不清晰象 229

5.3.6．利用电子计算机修正象移照片 233

5.3.7．最小均方误差和修正滤波器 240

5.3.8．利用累积处理提高信噪比S/N 247

5.4．通过非线性处理修正图象的对比度 248

5.5．位移可变系统的图象处理（线性系统） 253

5.6．系统的频带限制所造成的劣化象的修正（超分辨） 259

5.7．电子计算机合成全息图 265

5.7.1．取样全息图的合成 265

5.7.2．三维全息图的合成 277

5.7.3．利用电子计算机制作空间频率滤波器 282

5.7.4．计算全息图重现象中频谱噪声的减轻 283

5.8．相衍照片 286

5.8.1．相衍照片的原理和计算方法 287

5.8.2．三维相衍照片和离轴相衍照片 290

5.8.3．位相失调 292

5.8.4．相衍透镜 294

5.9．利用电子计算机进行全息图的重现 295

6.1．概述 304

6．全息术 304

［一冈芳树］ 304

6.2．全息术的原理 306

6.2.1．物体光波波面的记录 306

6.2.2．物体光波波面的重现 309

6.2.3．盖柏全息术和利思全息术 311

6.2.4．全息图的空间频谱 315

6.2.5．漫射照明物体的全息图 318

6.2.6．全息术的成象关系式和象差 320

6.3.1．全息术的分类 325

6.3．全息术的种类 325

6.3.2．菲涅耳全息术 328

6.3.3．夫琅和费全息术 329

6.3.4．傅里叶变换全息术 332

6.3.5．位相全息图 334

6.3.6．体积全息术 336

6.3.7．非相干全息术 338

6.3.8．积分全息术和全息立体图 341

6.3.9．光波以外其他波源的全息术 344

6.4.1．全息图的成象作用 346

6.4．全息图的作用 346

6.4.2．全息图的滤波器作用 350

6.5．全息术的应用 354

6.5.1．立体重现 354

6.5.2．二维实象的成象 361

6.5.3．干涉计量 362

6.5.4．图象处理 366

6.5.5．存储器 372

7.1．光学系统及光学装置 381

7.1.1．光学系统的近轴成象 381

［村田和美］ 381

7．输入、输出装置 381

7.1.2．光学系统的成象性能 383

7.1.3．光学元件 385

7.1.4．光学信息处理装置的结构 388

［村田和美］ 390

7.2．光源 390

7.2.1．对光源性能的要求 390

7.2.2．白光光源及单色光源 391

7.2.3．激光器 393

7.3.1．对感光材料性能的要求 394

［村田和美］ 394

7.3．感光材料 394

7.3.2．各种感光材料 395

［村田和美］ 398

7.4．图象变换、增强和存储 398

7.4.1．光电现象 399

7.4.2．二次电子发射 403

7.4.3．发光 405

7.4.4．利用荧光板变换象的波长 406

7.4.5．成象管的原理 407

7.4.6．图象变换管 409

7.4.7．图象增强管 411

7.4.8．图象存储管 411

［长谷川伸］ 414

7.5．图象信号输入装置 414

7.5.1．输入装置的性能 415

7.5.2．图象信号发生的原理 417

7.5.3．摄象装置的一般性质 420

7.5.4．析象管 423

7.5.5．飞点扫描器 424

7.5.6．光导型摄象管 425

7.5.7．超正析象管 428

7.5.8．微光摄象管 429

7.5.9．信号存储管 431

［长谷川伸］ 432

7.6．图象显示装置 432

7.6.1．概述 432

7.6.2．CRT显示装置的特性及其评价 433

7.6.3．彩色显示装置 451

7.6.4．特殊用途的CRT 459

7.6.5．存储显示用的CRT 464

7.6.6．其他显示装置 466