光學(xué)信息處理.doc

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1、光學(xué)信息處理結(jié)課論文分?jǐn)?shù)傅里葉變換實(shí)踐應(yīng)用的研究摘要：自從分?jǐn)?shù)傅里葉變換被成功引入光學(xué)領(lǐng)域，在短短的幾年中，分?jǐn)?shù)傅里葉光學(xué)的基本理論框架已經(jīng)建立，但是它的實(shí)際應(yīng)用方面的研究成果相對較少，而且不夠成熟。本文以發(fā)展分?jǐn)?shù)傅里葉變換的實(shí)際應(yīng)用為目的，對分?jǐn)?shù)傅里葉變換計(jì)算、光學(xué)圖像加密等方面作了深入的研究。關(guān)鍵詞：分?jǐn)?shù)傅里葉變換應(yīng)用引言：隨著傅里葉變換首先在電氣工程領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用,分?jǐn)?shù)傅里葉變換這個(gè)概念的內(nèi)涵越來越豐富。分?jǐn)?shù)傅里葉變換作為分?jǐn)?shù)階算子的一種特例,其本質(zhì)的和內(nèi)在的多樣性逐漸得到重視。分?jǐn)?shù)傅里葉變換作為信號處

2、理和光學(xué)信息處理的新工具,具有自己特殊的時(shí)-頻分析性質(zhì),這些性質(zhì)促使分?jǐn)?shù)傅里葉變換方法正在得到越來越多的應(yīng)用。分?jǐn)?shù)傅里葉變換是傅立葉變換的推廣,傅里葉變換在信號處理、光學(xué)系統(tǒng)、衍射理論、光學(xué)圖像處理等眾多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。分?jǐn)?shù)傅里葉變換作為廣義的傅里葉變換,具有傅里葉變換的優(yōu)良性質(zhì),同時(shí)還具備了一些傅里葉變換所不具有的特性。分?jǐn)?shù)傅里葉變換自然可以應(yīng)用到傅里葉變換應(yīng)用的領(lǐng)域,在一些傅里葉變換無能為力的地方,分?jǐn)?shù)傅里葉變換也可以大展身手。在分?jǐn)?shù)傅里葉變換、光學(xué)系統(tǒng)、菲涅爾衍射關(guān)系的基礎(chǔ)上,研究分?jǐn)?shù)傅里葉變換在光學(xué)圖像

3、處理中的應(yīng)用。主要作了以下的研究工作:(1)在分?jǐn)?shù)傅里葉變換、光學(xué)系統(tǒng)、菲涅爾衍射關(guān)系的基礎(chǔ)上,導(dǎo)出了離焦量與分?jǐn)?shù)傅里葉變換級次的關(guān)系,據(jù)此,給出了由于離焦產(chǎn)生圖像模糊,通過調(diào)整分?jǐn)?shù)傅里葉變換級次對圖像進(jìn)行還原補(bǔ)償新方法,并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真,仿真分兩種情況,已知離焦圖像的離焦量,經(jīng)適當(dāng)級次分?jǐn)?shù)傅里葉變換進(jìn)行補(bǔ)償后,使離焦圖像恢復(fù)達(dá)到清晰;另一種離焦圖像的離焦量未知,對離焦圖像進(jìn)行多次級次不同分?jǐn)?shù)傅里葉變換,使離焦圖像達(dá)到清晰,仿真結(jié)果證明該方法的正確性。(2)根據(jù)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的多樣性,利用分?jǐn)?shù)傅里葉變換級次對光學(xué)

4、圖像進(jìn)行加密,使密鑰具有多重性,使得結(jié)果更加安全。此種加密方法可實(shí)現(xiàn)對光學(xué)圖像的連續(xù)加密,連續(xù)加密的物理本質(zhì)是認(rèn)為一幅光學(xué)圖像可以由多個(gè)不同時(shí)刻(不同級次)的分?jǐn)?shù)傅里葉疊加而成,加密時(shí)可在不同時(shí)刻(分?jǐn)?shù)域)疊加不同的隨機(jī)相位。只有知道確切的分?jǐn)?shù)傅里葉變換級次和相位分布才能得到解密圖像。此算法具有不確定的加密參數(shù),使系統(tǒng)獲得很高的安全性。并進(jìn)行仿真,結(jié)果證明該加密方法是有效的。(3)根據(jù)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的連續(xù)性,提出采用分?jǐn)?shù)傅里葉變換提取圖像邊緣的方法,并給出了兩種光學(xué)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。對采用分?jǐn)?shù)傅里葉變換提取圖像邊緣的方法

5、進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真,效果很理想。并用數(shù)碼相機(jī)采集圖像,采用本方法提取了圖像邊緣,提取的圖像邊緣清晰,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明采用分?jǐn)?shù)傅里葉變換的圖像邊緣提取方法是有效的從三維物體上反射出來的光形成一個(gè)非常復(fù)雜的三維干涉模式。由于傅里葉變換應(yīng)用于信息光學(xué)而取得的巨大成功而使得人們對分?jǐn)?shù)傅里葉變換也非常關(guān)注。盡管分?jǐn)?shù)傅里葉變換的發(fā)展依然比較緩慢，目前，分?jǐn)?shù)傅里葉變換在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用似乎并不很多，但人們對分?jǐn)?shù)傅里葉變換抱以非常大的信心。并且由于a=1對應(yīng)于普通的傅里葉變換，一些學(xué)者主張把分?jǐn)?shù)傅里葉變換稱為傅里葉變換，而把原來的

6、經(jīng)典傅里葉變換稱為次數(shù)為1的付里葉變換。我們有理由相信也許在將來“傅里葉光學(xué)”由于加入“分?jǐn)?shù)”的成分而會在光學(xué)領(lǐng)域迎來信息光學(xué)更加燦爛的明天。參考文獻(xiàn)：1.賈俊、趙艷《分?jǐn)?shù)傅里葉變換的線性調(diào)頻信號降噪》2.高燕琴、楊虎、楊培林《光學(xué)分?jǐn)?shù)傅里葉變換的卷積性質(zhì)》3.張巖、顧本源、楊國楨《光學(xué)分?jǐn)?shù)傅里葉變換及其應(yīng)用》4.徐振端、譚韜、宋景萍、鄧明森、孫光宇《光學(xué)實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)模擬》5.李林《基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的干擾抑制技術(shù)》6.田玉仙《傅立葉變換及其在夫朗和費(fèi)圓孔衍射中的應(yīng)用》7.陳天祿《光束的分?jǐn)?shù)傅里葉變換研究》8.

7、王敦純、曹俊卿《也論分?jǐn)?shù)傅里葉變換與菲涅耳衍射的等效性》9.曾陽素、張怡宵、高福華《用全息透鏡記錄多重分?jǐn)?shù)傅里葉變換全息圖》10.王金嬋、趙永安《分?jǐn)?shù)傅立葉變換的進(jìn)展與展望》11.劉忠魁.黃海清干涉圖樣光強(qiáng)分布的傅立葉變換分析法[期刊論文]-紡織高?；A(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào)2000(3)