相干光学处理 图像相减

( x3 , y3 ) h( x3 , y3 )
光栅滤波器提供了一对大小相等、相位相反，空间位置不同 的两个脉冲响应。图像A相对于其中一个的卷积项与图像B相 对于另一个的卷积项重合时，在输出平面上实现图像相减。
应用举例
图象相减（差影法）是非常有用的，比如说可以用在监控 系统中。在银行金库内，摄像头每隔一小段时间，拍摄一 幅图，与上一幅图做差影，如果差别超过了预先设置的阈 值，说明有人，这时就应该拉响警报。
光栅滤波器使通过频谱面的信息沿三个不同的方向传播， +1级衍射图像与-1级衍射图像在输出平面相干叠加， 两者相位差π，从而在输出平面上实现图像相减。
当 0 2 ，滤波系统脉冲响应：
h( x3 , y3 ) H ( f x , f y )


1 1 1 ( x3 , y3 ) j ( x3 b, y3 ) j ( x3 b, y3 ) 2 4 4
一、空域编码频域解码相减方法
通过显定影处理，得到光栅的编码图片
第一次曝光：
1 4 2x 1 2x t ( x ) 1 [sin( ) sin( 3 ) ] 2 x0 3 x0 1 [1 R] 2
像 A
第二次曝光（光栅平移半个周期）：
1 4 2x 1 2x t ( x ) 1 [sin( ) sin( 3 ) ] 2 x0 3 x0 1 [1 R] 2
, H , 1 [FA , e xp(j0 ) FB , e xp( j0 )] F
4 1 [ FA , e xp( j 20 x2 ) FB , e xp(j 20 x2 )] 2 1 { FA , e xp[ j(40 x2 0 )] FB , e xp[j (40 x2 0 )]} 4
像平面
( I A I B )R 项
二、正弦光栅滤波器相减方法
采用4f系统 ，将正弦（或余弦）光栅作为滤波器， 放置在频谱面上，对输入图象的频谱进行滤波。 正弦光栅
滤波函数：
H ( , ) 1 1 cos(2 0 x 2 0 ) 2 2 1 1 1 e xp[j ( 2 0 x 2 0 )] e xp[ j ( 2 0 x 2 0 )] 2 4 4 初相位 光栅频率
P3平面上输出光场复振幅：
g x 3 , y3 1 F , H , 1 e xp j 0 f A x 3 , y3 f B x 3 , y3 e xp j 2 0 4 1 f A x3 b, y3 f B x3 b, y3 2 1 f A x3 2b, y3 e xp j 0 f B x3 2b, y3 e xp j 0 4
像 B
物理意义： 在图像A和图像B相同部分得到一张普通的负片； 在图像A和图像B不同部分得到一张其差值受光栅调制的负片。
正片(反转片)即幻灯片
负片用于冲洗照片
4f系统：
P1 L1 P2 L2 P3
f
f
f
f
物平面 调制片
傅里叶平面 高通滤波器
阻止 I A I B （低频） 通过 ( I A I B ) R（高频）
前景+背景
背景
两者相减的结果
相干光学处理
————图像相减
1012030926 郑煌晏
图象相减
图象相减可以探测两幅图象之间的差别信息，从而予以鉴别。 图象相减技术在许多领域中有重要的应用价值，如自动监测、 质量检测等在军事、通信上均有用途。
实现图象相减的方法：
编码 方法 空域编码频域解码相减 解码 法 正弦光栅滤波器相减方
图像A和B在物面上，沿 x1 方向相对原点对称放置 中心点与原点的距离： b f 0
输入场分布：
f x1 , y1 f A x1 b, y1 f B x1 b, y1
光栅上光场复振幅： F , f x1 , y1 FA , e xp( j 20 x2 ) FB , e xp(j 20 x2 ) 经光栅滤波后的频谱：