文档介绍：白光信息处理
光计算
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白光信息处理-- 调制
对图像的不同区域分别用取向不同(角不同)的光栅进行调制,用白光照射,并在谱面上加以适当的滤波器,可在输出面上得到所需的彩***像。光学系统采用4f系统
如下图若要使花、叶、背底三个区域呈现三种不同的颜色,可在同一张胶片上曝三次光,每次只曝其中一个区域,并在其上覆盖某一取向的朗奇光栅,三次分别取三个不同的取向,如图中线条所示。将这样的调制片输入4f系统,用白色平行光照明
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调制的滤波与成像
物被不同取向的光栅所调制,在频谱面上得到的将是取向不同的带状谱
用白光照明,所以各级频谱呈现出的是色散的彩带,由中心向外按波长从小到大的顺序排列
带通滤波器实际上是一个被打了孔的光屏。在代表花、叶、背底信息的谱带上分别在红色、绿色、黄色位置打孔
为避免因色区形状与孔的形状不匹配而引起“混频”现象,可在孔上放置相应的滤色片,以提高色纯度
在像平面上可得到彩***像:红花、绿叶、黄背景。若改变滤波器上孔的位置,可变换出各种不同的颜色搭配
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调制实验的彩照
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用黑白胶片保存彩色像
彩色胶片使用的化学染料不能耐久而存在褪色问题,人们只能不厌其烦地连年复制,这对于大量彩***片的长期保存造成极大的困难
在远距离彩色摄影中,色彩鲜艳程度会随目标距离的增大而降低,呈现“褪色”现象
对于超过15公里以上的目标,即使在晴朗天气,也无法拍摄出色保真度很高的照片,这对于卫星运载的信息采集、军事目标的远距离跟踪以及其它目的的远距离摄影都造成了困难
黑白胶片具有长期保存的能力,将彩色的图像信息用黑白胶片保存,使用时通过光学手段将彩色信息加以恢复,不仅有科学意义,还会带来可观的经济和社会效益
早在20世纪70年代末,就提出了黑白胶片保存彩色胶片的调制方法
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彩***像的恢复——解码
解码操作白光处理系统是一个白光照明的4f 系统。图中S为白光光源,经L1准直照明置于物面上的黑白胶片,空间滤波器置于频谱面上,在像平面得到彩***像输出
由于黑白胶片被三套取向不同的光栅所调制,因而,谱面上三个不同取向的频谱分别载有红、绿、蓝三种颜色的信息
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黑白胶片保存彩色像的应用前景
1)彩色胶片的存储:
大量的彩色电影胶片、彩***片资料利用这种编码方法,可翻制成黑白编码片长期保存,信息不会丢失
2)褪***像的恢复:
目标图像由于距离太远而会呈现“褪色”现象,使用这种白光信息处理技术可以使呈现“褪色”色彩的恢复。
如可以不再用黑白胶片作为载体,在许多领域将获得更实时更灵活的应用
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黑白图像的白光密度假彩色编码
人眼对黑白图像的灰度只能分辨出15~20个等级,,人眼对颜色的分辨能力却大得惊人,将灰度等级转换为颜色等级,可大大提高人们对图像的识别能力
所谓“白光密度”指与“灰度”相应,所谓“假彩色编码”是指输出片的色彩仅由输入片的“白光密度”确定,并非真实色彩
假彩色编码的方法有很多,这里仅举一例。具体编码方法如下图
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假彩色显示
将编码片输入白光处理系统,频谱面上放置滤波器,只允许+1级通过(滤波器的选取不是唯一的,也可以仅允许零级通过)
编码片是位相型的,光波位相被输入片的乳胶厚度所调制
输出面的空间光强分布一方面与位相调制的程度有关,另一方面与照明光波波长有关。当用白光照明时,透过编码片的光束经位相调制后的振幅分布是波长的函数
不同波长到达输出面具有各自不同的强度分布,对应各波长的暗区都不会重叠在空间同一位置,因此,输出面便呈现一幅彩***像
输出图像上的色彩便直接反应了黑白底片的白光密度,而位相每改变一个微小量,输出图像就会在颜色上呈现一个较明显的变化。因而,用这一方法得到的假彩色显示对灰度等级是十分灵敏的。
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