信息光学r03_01.pdf

Information Optics 第三章 光学成像系统的传递函数 （频率特征、频谱分析） 一、问题的提出——光学成像系统的评价方法 光学成像系统是一种最基本的光学信息传递与处理系统， 它用于传递二维的光学图像信息。 物 光学成像系统 像 面 (孔径有限、像差、缺陷等) 面 如何评价光学成像系统的性能，即成像质量的好 坏。有两类方法。 1．传统方法（空域、几何光学） 2 ．频域（频谱）评价方法 Institute of Information Optics, ISE, SDU Information Optics 1．传统方法（空域、几何光学） 1）星点法：检验点光源经过系统所成像的像斑。根 据像斑的大小、弥散情况，规则及对称性方面来判断 系统的成像性能。一般是定性的，主观判断。 Institute of Information Optics, ISE, SDU Information Optics 2 ）分辨率法：分辨率测试板，细节分辨能力。 不能对可分辨范围内的像质好坏作全面的定量评价。 Institute of Information Optics, ISE, SDU Information Optics Institute of Information Optics, ISE, SDU Information Optics Institute of Information Optics, ISE, SDU Information Optics 2 ．频域评价方法 把光学成像系统看成是线性系统，而且在一定条件下是线 性空间平移不变系统，用线性系统理论来研究光学成像系统的 性能。光波携带输入图像信息（图像的细节、对比等）从系统 物面传播到像面，输出的图像信息及输出图像的质量取决于系 统的频率传递特性。 基于线性系统理论，把输入图像分解为多种空间频率分 量，考查这些空间频率分量在通过系统的传递过程中的丢失、 衰减、相位移动的变化，即研究成像系统的空间频率传递特 性——传递函数，从而做到对系统全面、定量的评价。 Institute of Information Optics, ISE, SDU Information Optics (x , y ) (x , y ) o o i i 光学成像系统 S { }• U ( x , y ) U ( x , y ) 0 0 0 i i i h(x, y) H (u ,v ) 物面 像面 空域描述： ∞ ∞