光学信息处理技术精选(九篇)

第1篇：光学信息处理技术范文

[关键词]电子；通信；技术；工程；发展；应

中图分类号：E961 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0203-01

电子技术与通信工程密切联系，相互促建，互相依赖。电子技术与通信工程领域取得的重大成果在现代社会发展中起到了举足轻重的作用，全面的加快了各行业的产业自动化脚步。

电子技术与通信工程为社会在科技领域的进步，奠定了坚实的基础。是电子技术与信息技术相结合，构建现代信息社会的工程领域，电子技术是利用物理电子与光电子学、微电子学与固体电子学的基础理论解决电子元器件、集成电路、仪器仪表及计算机设计和制造等工程技术问题；信息技术研究信息传输、信息交换、信息处理、信号检测等理论与技术。

电子技术的迅猛发展给新技术革命带来根本性和普遍性的影响，电子技术水平的不断提高，既出现了超大规模集成电路和计算机，又促成了现代通信的实现。电子技术正在向光子技术演进，微电子集成正在引伸至光子集成。光子技术和电子技术的结合与发展，正在推动通信向全光化方向通信的快速发展，而通信与计算机越来越紧密的结合与发展，正在构建崭新的网络社会和数字时代。电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括Analog（模拟）电子技术和Digital（数字）电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波、转换。

信息电子技术的应用和发展，在信息电子技术与汽车工业的结合中促成了电子汽车概念的诞生和实现，概括地来说当前的汽车电子技术主要包括：智能化集成传感器：提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作坊大处理。同时，还能自动进行时漂、温漂和非线性的自动校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响；嵌入式微处理机已广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。软件技术：随着汽车电子技术应用的增加，对有关控制软件的需求也相应增加，并可能要求进一步联网。必须开发出更多通用的高水平软件，以满足多种硬件的要求。汽车车载电子网络：汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备问的数据变得越来越重要。为了进一步提高行使的性能，温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。所以信息电子技术在汽车领域的应用是无处不在的。电力电子技术的不断进步和发展，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于20世纪50年代末60年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。20世纪80年代末期和90年代初期发展起来的，集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。电力电子技术在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用，现在不仅应用于传统工业（例如：电力、机械、交通、化工、冶金、轻纺等）方面，并且对高新技术产业（例如：航天、现代化通信等）的发展也尤为重要。

通信工程是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，尤其是数字移动通信、光纤通信、Intemet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景。

信息产业，包括信息交流所用的媒介（如通信、广播电视、报刊图书以及信息服务）、信息采集、传输和处理所需用的器件设备和原材料的制造和销售，以至计算机、光纤、卫星、激光、自动控制等由于其技术新、产值高、范围广而已成为或正在成为今社会经济发展的支柱产业。通信技术是以现代的声、光、电技术为硬件基础，辅以相应软件来达到信息交流目的。上个世纪末，多媒体的广泛推广、互联网的应用极大地推动了通信工程专业的发展，展望这个世纪初期，宽带技术、光通信也已经崭露头角。通信工程所研究的内容涵盖了当今最流行、发展最迅猛的领域。

通信工程是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，尤其是数字移动通信、光纤通信、Intemet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景。由于通信产业在全球的高速及持续发展，作为真正的“朝阳产业”、“知识经济”，到了20世纪80年代，从美、日、英等发达国家吹过来的信息革命这股飓风，为我国通信工程专业的发展增添了强劲的动力，也是从这时起，通信工程迅速兴起，通信技术在国家经济发展中的地位越来越重要，国家也加大了这方面的投资。

第2篇：光学信息处理技术范文

关键词：计算机图像处理技术；数字全息

0 引言

全息技术是物理学中一重要发现，越来越多的应用于各个行业。伴随着CCD技术和计算机技术的发展，全息技术也得到一次质的飞跃，从传统光学全息到数字全息。传统光学全息将物光和参考光干涉得到全息照片来记录光的振幅和相位信息，而数字全息则用CCD记录物光和参考光的干涉，形成数字全息图，再通过计算机图像处理技术处理全息图。因此，影响数字全息技术发展有两个重要方面：CCD技术和计算机图像处理技术。本文将从计算机应用方面阐述图像处理技术在全息中的应用。

1 图像处理技术

图像是现代社会人们获取信息的一个主要手段。人们用各种观测系统以不同的形式和手段获得图像，以拓展其认识的范围。图像以各种形式出现，可视的、不可视的，抽象的、实际的，计算机可以处理的和不适合计算机处理的。但究其本质来说，图像主要分为两大类：一类是模拟图像，包括光学图像、照相图像、电视图像等。它的处理速度快，但精度和灵活性差。另一类是数字图像。它是将连续的模拟图像离散化后处理变成为计算机能够辨识的点阵图像。从数字上看，数字图像就是被量化的二维采样数组。它是计算机技术发展的产物，具有精度高、处理方便和重复性好等特点。

图像处理就是将图像转化为一个数字矩阵存放在计算机中，并采用一定的算法对其进行处理。图像处理的基础是数学，最主要任务就是各种算法的设计和实现。目前，图像处理技术已经在很多方面有着广泛的应用。如通讯技术、遥感技术、生物医学、工业生产、计算机科学等等。根据应用领域的不同要求，可以将图像处理技术划分为许多分支，其中比较重要的分支有：①图像数字化：通过采样和量化将模拟图像变成便于计算机处理的数字形式。③图像的增强和复原：主要目的是增强图像中的有用信息，削弱干扰和噪声，使图像清晰或将转化为更适合分析的形式。③图像编码：在满足一定的保真条件下，对图像进行编码处理，达到压缩图像信息量，简化图像的目的。以便于存储和传输。④图像重建：主要是利用采集的数据来重建出图像。图像重建的主要算法有代数法、傅立叶反投影法和使用广泛的卷积反投影法等。⑤模式识别：识别是图像处理的主要目的。如：指纹鉴别、人脸识别等是模式识别的内容。当今的模式识别方法通常有三种：统计识别法、句法结构模式识别法和模糊识别法。⑥计算机图形学：用计算机将实际上不存在的，只是概念上所表示的物体进行图像处理和显现出来。

2 计算机图像处理技术在全息学中的应用

图像处理技术在全息中的应用主要表现在：一是计算全息，基于计算机图形学将计算机技术与光全息技术结合起来，通过计算机模拟、计算、处理，制作出全息图。因此它可以记录物理上不存在的实物。二是利用图像的增强和复原，图像编码技术等对数字全息图像质进行提高以及实现的各种算法。它的应用大致可以分为两大类，即空域法和频域法：①空域法：这种方法是把图像看作是平面中各个像素组成的集合，然后直接对这一二维函数进行相应的处理。空域处理法主要有下面两大类:一是领域处理法。其中包括梯度运算(GradientAlgorithm)，拉普拉斯算子运算(LaplacianOperator)，平滑算子运算(SmoothingOperator)和卷积运算(ConvolutionAlgorithm)。二是点处理法。包括灰度处理(greyprocessing)，面积、周长、体积、重心运算等等。②频域法：数字图像处理的频域处理方法是首先对图像进行正交变换，得到变换频域系列阵列，然后再施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。这类处包括:滤波、数据压缩、特征提取等处理。

3 模拟实验

本文运用matlab软件，利用图像处理技术，编写了程序，以模拟计算全息和实现全息图像的滤波。图1是计算全息实现流程图。

本文将运用matlab程序设计语言实现计算全息的制作、再现过程。标有“涉”一字，图像尺寸为1024像素×1024像素；。模拟实验中用到的参数为：激光模拟了氦氖激光器，波长为638.2nm；再现距离为40cm；因为原始物图的尺寸用像素为单位表示，所以像素分辨率为1。

第3篇：光学信息处理技术范文

关键词：小学信息技术；教学设计

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-7503（2015）19-0063-03

一、需求分析

为应对世界信息技术迅猛发展的挑战，推进我国教育信息化建设，培养学生对信息技术的兴趣和意识，让学生掌握信息技术的基本知识和技能，使学生具有获取信息、传递信息、处理信息和应用信息的能力，教育学生正确认识和理解与信息技术相关的文化、伦理和社会问题，负责任地使用信息技术；培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。

二、教学内容分析

本课的主要内容是让学生熟悉图像处理软件“光影魔术手”的窗口组成及操作界面，掌握在“光影魔术手”中打开、旋转、曝光、剪裁和保存图片的方法和技巧。本节课的教学知识点较为零散，但同时与生活联系很紧密，为此教师可多为学生准备素材，以调动学生学习的积极性。

重点：了解光影魔术手的窗口组成，掌握图片的打开、旋转、曝光、裁剪和保存。

难点：打开指定位置的图片并对图片进行设置。

三、学习者特征分析

小学三年级的学生对于新鲜事物有着强烈的好奇心，特别是对多媒体世界的兴趣更加浓厚，利用多媒体素材能够激发学生的学习兴趣，同时也需要加强对学生正确的引导。“光影魔术手”可以满足学生对图片设置的不同需求，在操作过程中可以充分发挥学生的想象力和创造力。在教学中鼓励学生互相帮助，充当小老师角色，在熟能生巧的同时激发他们的创作欲望。

四、教学目标分析

（1）熟悉图像处理软件“光影魔术手”的界面，并了解它的主要功能，激发学生学习的兴趣。

（2）掌握在“光影魔术手”中打开、旋转、曝光、剪裁和保存图片的方法和技巧。

（3）让学生初步感受和体验“光影魔术手”的神奇功能和艺术效果，并对学生渗透美的教育，同时，使学生体验创作的愉悦和成功的喜悦。

五、教学重点与教学难点

重点：了解“光影魔术手”的主要功能，掌握在“光影魔术手”中打开、旋转、曝光、剪裁和保存图片。

难点：图片的剪裁、文字添加及图片的拼接。

六、教学环境

多媒体网络教室，教室演示课件，光影魔术手软件，学生自备照片。

七、教法与学法

教法：双主教学（教室主导，学生主体），任务驱动法。

学法：自主探究、组内互学、协作工学、展示互评。

教学策略：自主先学――组内互学――学生质疑――展学交流――互评释疑。

八、教学流程

第一环节：尝试发现（创情质疑 尝试解疑）。

第4篇：光学信息处理技术范文

1．1直接应用——遥感蚀变信息的提取

岩浆热液或汽水热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用称为围岩蚀变。围岩蚀变是成矿作用的产物，围岩蚀变的种类(组合)与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系，围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围，而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循，因此，围岩蚀变可作为有效的找矿标志。

1．1．1蚀变遥感异常找矿标志

围岩蚀变是热液与原岩相互作用的产物。常见的蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、夕卡岩化等。

1．1．2信息提取的实现

与地物发生反射、透射等作用的电磁波是地物信息的载体，地物的光谱特性与其内在的物理化学特性紧密相关，物质成分和结构的差异造成物质内部对不同波长光子的选择性吸收和反射。具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征，光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的。各种矿物都有自己独特的电磁辐射，利用波谱仪对野外采样进行光谱曲线测量，根据实测光谱与参考资料库中的参考光谱进行对比，可以确定出样品的吸收谷，识别出矿物组合。根据曲线的吸收特征，选择合适的图像波段进行信息提取。根据量子力学分子群理论，物质的光谱特征为各组成分子光谱特征的简单叠加。传感器在空中接收地表物质的光谱特性，根据量子力学分子群理论，物质的光谱特征为各组成分子光谱特征的简单叠加。传感器在空中接收地表物质的光谱特性，因为探测范围内有干扰介质存在(白云、大气、水体、阴影、植被、土壤等)，因此，在进行蚀变矿物信息提取时，根据干扰物质的光谱曲线出发，进行预处理消除干扰。主要造岩矿物成分(0，si，A1，Mg)的振动基频在可见——近红外区不产生诊断性吸收谷的谱带。不同类型的矿物蚀变会引起Fe，Fe，OH一，中某一类的变化，Fe2+，Fe3+，OH一，CO：在可见一近红外区可产生岩石谱带中的不同吸收谷组合，例如，在0．4～1．3um范围内的光谱特性是因为矿物晶格结构中的Fe，cu等过渡性金属元素的电子跃迁引起的；1．3~2．5的光谱特性是由矿物组成中的CO：，OH口HO引起的。根据吸收谷所处的波长位置、深度、宽度、对称性等特征进行处理，提取相应的蚀变遥感异常(遥感异常)。现在应用的数据有多光谱TM，ETM+，ASTER数据以及少量的高光谱与微波遥感数据等。蚀变遥感信息在整景图像上信息占有份额低，但局部地区的信息并不微弱，因此即使是微弱的蚀变异常也可以被检测出，试验证明，遥感信息检测的蚀变检出下限优于1／20000。目前遥感找矿蚀变异常信息的提取有多种方法，例如波段比值法、主成分分析法、光谱角识别法和MPH技术(MaskPCAandHIS)、混合象元分解等。“ETM+图像数据的综合遥感找矿蚀变异常信息的提取”、“ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法技术”都取得了一定的成果。在蚀变遥感信息提取和应用研究中，形成了～套独特的技术，即“去干扰异常主分量门限化技术”，包括：①预处理：校正及去干扰，校正包括系统辐射校正、几何校正、大气粗略校正；干扰包括云、植被、阴影、水、雪等的去除。②信息提取：以整景的TM(ETM+)图像遥感异常信息的提取为主，其方法以PCA主分量分析为主，比值法为辅，同时用光谱角分析法对所获得的主分量异常进行筛选，然后进行门限化分级处理，以获得分级异常图。由于涉及到的矿床类型、规模、控矿要素、蚀变类型以及矿产勘查程度不同，仅靠单一的处理方法不利于异常信息的提取，因此需要多种方法的有效组合，一种方法为主其他方法为辅这些遥感信息提取技术在资源勘探过程中发挥了很大的作用，目前，利用围岩蚀变找矿已经取得了很好的效果。

1.2遥感技术间接找矿的应用

1．2．1地质构造信．息的提取

内生矿产在空间上常产于各类地质构造的边缘部位及变异部位，重要的矿产主要分布于扳块构造不同块体的结合部或者近边界地带，在时间上一般与地质构造事件相伴而生，矿床多成带分布，成矿带的规模和地质构造变异大致相同。遥感找矿的地质标志主要反映在空间信息上。从与区域成矿相关的线状影像中提取信息(主要包括断裂、芍理、推覆体等类型)，从中酸性岩体、火山盆地、火山机构及深亨岩浆、热液活动相关的环状影像提取信息(包括与火山有关的盆地、构造)，从矿源层、赋矿岩层相关的带状影像提取信启、(主要表现为岩层信息)，从与控矿断裂交切形成的块状影像及与感矿有关的色异常中提取信息(如与蚀变、接触带有关的色环、色带、色块等)。当断裂是主要控矿构造时，对断裂构造遥感信息进行重点提取会取得一定的成效。遥感系统在成像过程中可能产生“模糊作用”，常使用户感兴趣的线性形迹、纹理等信息显示得不清晰、不易识别。人们通过目视解译和人机交互式方法，对遥感影像进行处理，如边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等，可以将这些构造信息明显地突现出来。除此之外，遥感还可通过地表岩性、构造、地貌、水系分布、植被分布等特征来提取隐伏的构造信息，如褶皱、断裂等。提取线性信息的主要技术是边缘增强。

1．2.2植被波谱特征的找矿意义

在微生物以及地下水的参与下，矿区的某些金属元素或矿物引起上方地层的结构变化，进而使土壤层的成分产生变化，地表的植物对金属具有不同程度的吸收和聚集作用，影响植叶体内叶绿素、含水量等的变化，导致植被的反射光谱特征有不同程度的差异。矿区的生物地球化学特征为在植被地区的遥感找矿提供了可能，可以通过提取遥感资料中由生物地球化学效应引起的植被光谱异常信息来指导植被密集覆盖区的矿产勘查，较为成功的是某金矿的遥感找矿、东南地区金矿遥感信息提取。不同植被以及同种植被的不同器官问金属含量的变化很大，因此需要在已知矿区采集不同植被样品进行光谱特征测试，统计对金属最具吸收聚集作用的植被，把这种植被作为矿产勘探的特征植被，其他的植被作为辅助植被。遥感图像处理通常采用一些特殊的光谱特征增强处理技术，采用主成分分析、穗帽变换、监督分类(非监督分类)等方法。植被的反射光谱异常信息在遥感图像上呈现特殊的异常色调，通过图像处理，这些微弱的异常可以有效地被分离和提取出来，在遥感图像上可用直观的色调表现出来，以这种色调的异同为依据来推测未知的找矿靶区。植被内某种金属成分的含量微小，因此金属含量变化的检测受到谱测试技术灵敏度的限制，当金属含量变化微弱时，现有的技术条件难以检测出，检测下限的定量化还需进一步试验。理论上讲，高光谱提取植被波谱的性能要优于多光谱很多倍，例如对某一农业区进行管理，根据每一块地的波谱空间信息可以做出灌溉、施肥、喷洒农药等决策，当某农作物干枯时，多光谱只能知道农作物受到损害，而高光谱可以推断出造成损害的原因，是因为土地干旱还是遭受病虫害。因此利用高光谱数据更有希望提取出对找矿有指示意义的植被波谱特征。

1．2．3矿床改造信息标志

矿床形成以后，由于所在环境、空间位置的变化会引起矿床某些性状的改变。利用不同时相遥感图像的宏观对比，可以研究矿床的剥蚀改造作用；结合矿床成矿深度的研究，可以对类矿床的产出部位进行判断。通过研究区域夷平面与矿床位置的关系，可以找寻不同矿床在不同夷平面的产出关系及分布规律，建立夷平面的找矿标志。另外，遥感图像还可进行岩性类型的区分应用于地质填图，是区域地质填图的理想技术之一，有利于在区域范围内迅速圈定找矿靶区。

2遥感找矿的发展前景

2．1高光谱数据及微波遥感的应用

高光谱是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术。它利用成像光谱仪以纳米级的光谱分辨率，成像的同时记录下成百条的光谱通道数据，从每个像元上均可以提取一条连续的光谱曲线，实现了地物空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取，因而具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。成像光谱仪获得的数据具有波段多，光谱分辨率高、波段相关性高、数据冗余大、空问分辨率高等特点。高光谱图像的光谱信息层次丰富，不同的波段具有不同的信息变化量，通过建立岩石光谱的信息模型，可反演某些指示矿物的丰度。充分利用高光谱的窄波段、高光谱分辨率的优势，结合遥感专题图件以及利用丰富的纹理信息，加强高光谱数据的处理应用能力。微波遥感的成像原理不同于光学遥感，是利用红外光束投射到物体表面，由天线接收端接收目标返回的微弱回波并产生可监测的电压信号，由此可以判定物体表面的物理结构等特征。微波遥感具有全天时、全天候、穿透性强、波段范围大等特点，因此对提取构造信息有一定的优越性，同时也可以区分物理结构不同的地表物体，因为穿透性强，对覆盖地区的信息提取也有效。微波遥感技术因其自身的特点而具有很大的应用潜力，但微波遥感在天线、极化方式、斑噪消除、几何校正及辐射校正等关键技术都有待于深入研究，否则势必影响微波遥感的发展。

2．2数据的融合

随着遥感技术的微波、多光谱、高光谱等大量功能各异的传感器不断问世，它们以不同的空间尺度、时间周期、光谱范围等多方面反映地物目标的各种特性，构成同一地区的多源数据，相对于单源数据而言，多源数据既存在互补性，又存在冗余性。任何单源信息只能反映地物目标的某一方面或几个方面的特征，为了更准确地识别目标，必须从多源数据中提取比单源数据更丰富、有用的信息。多源数据的综合分析、互相补充促使数据融合技术的不断发展。通过数据融合，一方面可以去除无用信息，减少数据处理量，另一方面将有用的信息集中起来，便于各种信息特征的优势互补。数据的融合包括遥感数据间的融合、遥感数捱与非遥感数据的融合。融合技术的实现方法有多种，简单易行的是对几何配准后的像元逐点进行四则运算或HIS变换，还有一些方法是对多源数据先进行预处理(特征提取、判别分析)后再进行信息融合，主要的方法有代数运算融合、小波变换融合等。蚀变矿物特征光谱曲线的吸收谷位于多光谱数据的波段位置，因此可以识别蚀变矿物，但是波段较宽，只对蚀变矿物的种属进行分类。与可见一红外波段的电磁波相比，雷达波对地面的某些物体具有强的穿透能力，能够很好地反映线性、环性沟造。雷达图像成像系统向多波段、多极化、多模式发展，获取地表信息的能力越来越强。总的来说，多光谱、高光谱数据的光谱由线特征具有区分识别岩石矿物的效果，所以对光学图像与雷达图像进行融合处理，既能提高图像的分辨率、增强纹理的识别能力，又能有效地识别矿物类型。尽管融合技术的研究取得了一些可喜的进展，但未形成成熟的理论、模型及算法，缺乏对融合结果的有效评价手段。在以后的研究中，应该深入分析各种图像的成像机理及数据间的相关性、互补性、冗余性等，解决多源数据的辐校正问题，发展空间配准技术。

2.33S的结合

3s是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)及全球定位系统(GPS)的简称。利用GPS能迅速定位，确定点的位置坐标并科学地管理空间点坐标。海量的遥感数据需庞大的空间，因此要有强大的管理系统，随着当今人力资源价格的升高，在区域范围内找矿时，遥感表现出最小投入获得最大回报的优势，那么RS与GIS的结合也势在必行，因为GIS更有利于区域范围的影像管理及浏览。随着3S技术发展，遥感数据的可解译程度与解译速度得到进一步提高，目前，地质工作者尝试将3S与VS(可视化系统)、CS(卫星通讯系统)等技术综合应用，取得了较好的效果。

2．4图像接收、处理及信息提取技术的发展完善

由传感器接收的地物光谱信息传到地面接收站，在计算机操作平台上进行图像的处理以及遥感信息提取。随着传感器的发展、数据量的增大，从海量的遥感数据中提取有用的、相对微量的找矿信息不是一件容易的事，传感器的发展是信息提取的前提，图像处理技术的开发是信息提取的关键。为了提取更客观有效的找矿信息，需要进行以下几方面的工作：

(1)进一步发展高分辨率传感器，以便接收更微弱、细小的地质信息；

(2)加强信息提取方法的研究解决计算机处理的技术问题，例如补偿信号在传感器的误差、校正辐射、地形起伏等引起的图像失真等；

(3)在选择参与信息提取的波段时，深入波段选取依据的理论研究，例如进行岩石样品的光谱测试，矿物识别与分析是遥感地质信息提取的核心，所以需要确定不同类型的矿物在各波段的吸收性。同样在利用植物地化找矿时需配套精密的物质成分分析仪器及技术等；

(4)遥感图像处理海量数据，经处理后的一景图数据量很大，为保障数据处理速度，需要强大的计算机技术(硬件与软件)支撑，：图像处理中要将算法转化为计算机的可识别语句，需要计算机语言的发展。发展有利于提高遥感图像的信噪比、优化信息提叉的软件平台，实现不同格式图像问的兼容性。

第5篇：光学信息处理技术范文

[关键词]激光大气通信；图像压缩；离散余弦变换；光电/电光转换；串口通信；

中图分类号：T7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0224-01

1 该激光大气通信系统设计基本思路：

先从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集图像或选中要发送的文件，然后将采集到的图像或文字信息或文件进行数字化，发送端将信号叠加在激光器的输出载波上，接收端通过光敏三极管将接收到的光信号转换为电信号，编写的相应的应有程序将接收到的信息进行整合，最后还原出原图像或文字信息。

采集图片信息，通过自编的图片处理程序将采集到的信息进行数据压缩和编码，驱动激光器发送数据；利用激光接收电路将接收到的光信号转化成电信号，图片接收程序对其进行相应的解码和解压，便得到采集到的图片。

2 该激光大气通信系统的组成

该系统由硬件和软件两部分组成。软件部分是利用Qt进行图形用户界面的编程。Qt是一个跨平台的C++应用程序开发框架。广泛用于开发GUI程序，这种情况下又被称为部件工具箱。也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。

硬件部分由两台计算机、USB转TTL器件，激光发射机、光电三极管组成 。两台计算机中，一台用作信源、一台用作信宿。

如图所示，图1、图2分别为该激光大气通信系统的发射系统和接受系统的基本框图。

3 该激光大气通信系统的各个部分的功能

软件部分：

Qt：调用微软的库函数，如：调用获取摄像头的库函数、调用串口通信的库函数等等，对用摄像头获取的图片进行压缩编码。由于获取的图片是彩色图像，故先将其变为灰度图像，即图像数据压缩为原来的三分之一；然后再对灰度图像进行离散余弦变换，进一步的压缩，压缩为灰度图像的九分之一，即最后总共压缩为原来的二十七分之一。然后将数据传到串口中，等待通信。在信宿计算机中，Qt主要负责将信号解压，还原。

硬件部分：

信源计算机：获取从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集的图像信号。

USB转TTL部件：进行电平转换，同时便于将信号发射出去。

激光发射器：有效地将电信号转变为光信号，数字0使三极管截止，激光器不亮；数字1使三极管导通，激光器亮；从而“灭”代表信号0，“亮”代表信号1；进而有效地将信号发射出去。

光电三极管：作为接收器，将光信号转变为相应的电信号。

滤波电路：阻低通高，一般为4.7uF的电容。

信宿计算机：将接收到的图片或文字数字信号，进行解压、恢复、显示。

4 该激光大气通信系统的特点

4.1 创新点

1、不间断校验通讯

2系统回路简单，容易实现

3、图片采集处理程序

4、激光发送接收装置

一般的激光通信系统：发送部分主要有激光器、光调制器和光学发射天线。接受部分主要有光学接受天线、光学滤波器、光探测器。要传送的信息送到与激光器相连的光调制器中，光调制器将信息调制在激光上，通过光学发射天线发送出去。在接收端，光学接受天线将激光信号接受下来，并送至光探测器，光探测器将激光信号变为电信号，经放大、解调后变为原来的信息。而该系统不需要光调制器、光学发射天线、光学接受天线、光探测器等等，大大节省了成本；同时，该系统的图片采集处理程序设计比较巧妙，执行效率比较高；该系统还运用了CRC循环冗余检验技术，可以达到不间断校验通讯的目的，更加保证了通讯的安全性。

4.2 技术关键

1、CRC循环冗余校验

2、图片采集及处理的软件设计与编程

3、激光发射驱动电路设计

4、电平转换电路设计

5、光电转换电路设计

6、信息解码及图片恢复程序设计

5 该激光大气通信系统的科学性先进性

科学性：

1、循环冗余检查（CRC）：一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。这种技术常在计算机网络中应用。

2、图片采集处理：图片处理程序调用摄像头来采集图片信息，再对图片信息进行压缩编码处理，后将信息编码分段传送，利用波特率控制传送的速率，在端口处将其发送。

3、电平转换电路将不同电气特性的接口连接起来。

4、激光发射电路静态点在微导通状态，以减小因管子导通电压引起的延时。

先进性：

1、该激光大气通信系统装置结构轻便，设备经济，比一般的激光大气通信系统更加精简、方便、实惠，并且性能更加可靠。

2、该激光大气通信系统采用CRC循环冗余检验技术，不间断校验通讯，因此，正确率比一般的激光大气通信系统的正确率更高，保密性更强，可以运用在需要严格保密环境中的信息传输。

6 激光大气通信的发展前景

1、未来的通信技术将会越来越多的用到卫星技术，仅仅依靠光纤网络技术难以实现通信技术的发展目标。因此，激光通信技术将成为通信领域发展的必要技术之一。

2、激光大气通信能跨越障碍，解决跨山沟、海峡、河流、湖泊等复杂地貌带来的挖沟布线难题；

3、激光大气通信将在应急或临时通信传输方面先出巨大优势。如在救灾、大型集会活动、野外的临时工作场所或地震等突发事件方面，作为一种临时的通信连接等等。

4、激光通信技术在未来的发展中，将会影响通信领域的发展，使通信领域诞生出更多的新技术，提升通信领域发展实力的同时，保证通信领域的发展拥有技术保障。所以，激光通信技术将会带动通信领域新一轮的技术革新。

参考文献

[1] 陈钰清.激光原理（第二版）.浙江大学出版社.2000，09.

[2] 朱振，陈凌，自由空间光通信技术，无线光通信技术，2003，1.

[3] 邹自立，悄然复兴的激光大气通信技术，光通信技术，1997，21.

[4] 谭浩强.C语言程序设计（第四版）.清华大学出版社，2010.6.

第6篇：光学信息处理技术范文

关键词： 计算机图像处理技术；数字全息

        0  引言

        全息技术是物理学中一重要发现，越来越多的应用于各个行业。伴随着CCD技术和计算机技术的发展，全息技术也得到一次质的飞跃，从传统光学全息到数字全息。传统光学全息将物光和参考光干涉得到全息照片来记录光的振幅和相位信息，而数字全息则用CCD记录物光和参考光的干涉，形成数字全息图，再通过计算机图像处理技术处理全息图。因此，影响数字全息技术发展有两个重要方面：CCD技术和计算机图像处理技术。本文将从计算机应用方面阐述图像处理技术在全息中的应用。

        1  图像处理技术

        图像是现代社会人们获取信息的一个主要手段。人们用各种观测系统以不同的形式和手段获得图像，以拓展其认识的范围。图像以各种形式出现，可视的、不可视的，抽象的、实际的，计算机可以处理的和不适合计算机处理的。但究其本质来说，图像主要分为两大类：一类是模拟图像，包括光学图像、照相图像、电视图像等。它的处理速度快，但精度和灵活性差。另一类是数字图像。它是将连续的模拟图像离散化后处理变成为计算机能够辨识的点阵图像。从数字上看，数字图像就是被量化的二维采样数组。它是计算机技术发展的产物，具有精度高、处理方便和重复性好等特点。

        图像处理就是将图像转化为一个数字矩阵存放在计算机中，并采用一定的算法对其进行处理。图像处理的基础是数学，最主要任务就是各种算法的设计和实现。目前，图像处理技术已经在很多方面有着广泛的应用。如通讯技术、遥感技术、生物医学、工业生产、计算机科学等等。根据应用领域的不同要求，可以将图像处理技术划分为许多分支，其中比较重要的分支有：①图像数字化：通过采样和量化将模拟图像变成便于计算机处理的数字形式。③图像的增强和复原：主要目的是增强图像中的有用信息，削弱干扰和噪声，使图像清晰或将转化为更适合分析的形式。③图像编码：在满足一定的保真条件下，对图像进行编码处理，达到压缩图像信息量，简化图像的目的。以便于存储和传输。④图像重建：主要是利用采集的数据来重建出图像。图像重建的主要算法有代数法、傅立叶反投影法和使用广泛的卷积反投影法等。⑤模式识别：识别是图像处理的主要目的。如：指纹鉴别、人脸识别等是模式识别的内容。当今的模式识别方法通常有三种：统计识别法、句法结构模式识别法和模糊识别法。⑥计算机图形学：用计算机将实际上不存在的，只是概念上所表示的物体进行图像处理和显现出来。

 2  计算机图像处理技术在全息学中的应用

        图像处理技术在全息中的应用主要表现在：一是计算全息，基于计算机图形学将计算机技术与光全息技术结合起来，通过计算机模拟、计算、处理，制作出全息图。因此它可以记录物理上不存在的实物。二是利用图像的增强和复原，图像编码技术等对数字全息图像质进行提高以及实现的各种算法。它的应用大致可以分为两大类，即空域法和频域法：①空域法：这种方法是把图像看作是平面中各个像素组成的集合，然后直接对这一二维函数进行相应的处理。空域处理法主要有下面两大类:一是领域处理法。其中包括梯度运算(Gradient Algorithm)，拉普拉斯算子运算(Laplacian Operator) ，平滑算子运算(Smoothing Operator)和卷积运算(Convolution Algorithm)。二是点处理法。包括灰度处理 (grey processing)，面积、周长、体积、重心运算等等。②频域法：数字图像处理的频域处理方法是首先对图像进行正交变换，得到变换频域系列阵列，然后再施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。这类处包括:滤波、数据压缩、特征提取等处理。

        3  模拟实验

        本文运用matlab软件，利用图像处理技术，编写了程序，以模拟计算全息和实现全息图像的滤波。图1是计算全息实现流程图。

        本文将运用matlab程序设计语言实现计算全息的制作、再现过程。标有“涉”一字，图像尺寸为1024像素×1024像素；。模拟实验中用到的参数为：激光模拟了氦氖激光器，波长为638.2nm；再现距离为40cm；因为原始物图的尺寸用像素为单位表示，所以像素分辨率为1。

        从模拟实验中可以看出，数字全息的处理过程其实就是计算机图像处理在全息技术的应用过程。利用计算机图像处理技术对全息图进行了记录，将物光和参考光干涉得到了全息图。并利用图像的增强和复原对图像进行了处理，以消除噪声，得到更好的全息再现象。

        本文仅模拟了计算全息的实现和再现过程，其实，计算机图像处理在全息技术中的应用是全方位的，用实验方法得到的全息图中包含了更多的其他无用信息（噪声），图像处理技术在这里就显得尤为重要。随着计算机图像处理技术的进一步发展，全息技术必然会迎来新的一轮发展和飞跃。

参考文献：

[1]周灿林，亢一澜.数字全息干涉法用于变形测量.光子学报，2004，13（2）：171－173.

[2]刘诚，李银柱，李良钰等.数字全息测量技术中消除零级衍射像的方法[J].中国激光，2001，A28(11)：1024-1026.

第7篇：光学信息处理技术范文

关键词：计算机图像处理技术；数字全息

0引言

全息技术是物理学中一重要发现，越来越多的应用于各个行业。伴随着CCD技术和计算机技术的发展，全息技术也得到一次质的飞跃，从传统光学全息到数字全息。传统光学全息将物光和参考光干涉得到全息照片来记录光的振幅和相位信息，而数字全息则用CCD记录物光和参考光的干涉，形成数字全息图，再通过计算机图像处理技术处理全息图。因此，影响数字全息技术发展有两个重要方面：CCD技术和计算机图像处理技术。本文将从计算机应用方面阐述图像处理技术在全息中的应用。

1图像处理技术

图像是现代社会人们获取信息的一个主要手段。人们用各种观测系统以不同的形式和手段获得图像，以拓展其认识的范围。图像以各种形式出现，可视的、不可视的，抽象的、实际的，计算机可以处理的和不适合计算机处理的。但究其本质来说，图像主要分为两大类：一类是模拟图像，包括光学图像、照相图像、电视图像等。它的处理速度快，但精度和灵活性差。另一类是数字图像。它是将连续的模拟图像离散化后处理变成为计算机能够辨识的点阵图像。从数字上看，数字图像就是被量化的二维采样数组。它是计算机技术发展的产物，具有精度高、处理方便和重复性好等特点。

图像处理就是将图像转化为一个数字矩阵存放在计算机中，并采用一定的算法对其进行处理。图像处理的基础是数学，最主要任务就是各种算法的设计和实现。目前，图像处理技术已经在很多方面有着广泛的应用。如通讯技术、遥感技术、生物医学、工业生产、计算机科学等等。根据应用领域的不同要求，可以将图像处理技术划分为许多分支，其中比较重要的分支有：①图像数字化：通过采样和量化将模拟图像变成便于计算机处理的数字形式。③图像的增强和复原：主要目的是增强图像中的有用信息，削弱干扰和噪声，使图像清晰或将转化为更适合分析的形式。③图像编码：在满足一定的保真条件下，对图像进行编码处理，达到压缩图像信息量，简化图像的目的。以便于存储和传输。④图像重建：主要是利用采集的数据来重建出图像。图像重建的主要算法有代数法、傅立叶反投影法和使用广泛的卷积反投影法等。⑤模式识别：识别是图像处理的主要目的。如：指纹鉴别、人脸识别等是模式识别的内容。当今的模式识别方法通常有三种：统计识别法、句法结构模式识别法和模糊识别法。⑥计算机图形学：用计算机将实际上不存在的，只是概念上所表示的物体进行图像处理和显现出来。

2计算机图像处理技术在全息学中的应用

图像处理技术在全息中的应用主要表现在：一是计算全息，基于计算机图形学将计算机技术与光全息技术结合起来，通过计算机模拟、计算、处理，制作出全息图。因此它可以记录物理上不存在的实物。二是利用图像的增强和复原，图像编码技术等对数字全息图像质进行提高以及实现的各种算法。它的应用大致可以分为两大类，即空域法和频域法：①空域法：这种方法是把图像看作是平面中各个像素组成的集合，然后直接对这一二维函数进行相应的处理。空域处理法主要有下面两大类:一是领域处理法。其中包括梯度运算(GradientAlgorithm)，拉普拉斯算子运算(LaplacianOperator)，平滑算子运算(SmoothingOperator)和卷积运算(ConvolutionAlgorithm)。二是点处理法。包括灰度处理(greyprocessing)，面积、周长、体积、重心运算等等。②频域法：数字图像处理的频域处理方法是首先对图像进行正交变换，得到变换频域系列阵列，然后再施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。这类处包括:滤波、数据压缩、特征提取等处理。

3模拟实验

本文运用matlab软件，利用图像处理技术，编写了程序，以模拟计算全息和实现全息图像的滤波。图1是计算全息实现流程图。

本文将运用matlab程序设计语言实现计算全息的制作、再现过程。标有“涉”一字，图像尺寸为1024像素×1024像素；。模拟实验中用到的参数为：激光模拟了氦氖激光器，波长为638.2nm；再现距离为40cm；因为原始物图的尺寸用像素为单位表示，所以像素分辨率为1。:

从模拟实验中可以看出，数字全息的处理过程其实就是计算机图像处理在全息技术的应用过程。利用计算机图像处理技术对全息图进行了记录，将物光和参考光干涉得到了全息图。并利用图像的增强和复原对图像进行了处理，以消除噪声，得到更好的全息再现象。

本文仅模拟了计算全息的实现和再现过程，其实，计算机图像处理在全息技术中的应用是全方位的，用实验方法得到的全息图中包含了更多的其他无用信息（噪声），图像处理技术在这里就显得尤为重要。随着计算机图像处理技术的进一步发展，全息技术必然会迎来新的一轮发展和飞跃。

参考文献：

[1]周灿林，亢一澜.数字全息干涉法用于变形测量.光子学报，2004，13（2）：171－173.

[2]刘诚，李银柱，李良钰等.数字全息测量技术中消除零级衍射像的方法[J].中国激光，2001，A28(11)：1024-1026.

第8篇：光学信息处理技术范文

关键词：光信息技术；信息存储；发展趋势；介质

1.传统存储技术概述

目前，传统存储技术主要包括半导体存储、磁存储及光盘存储等，具体如下：（1）半导体存储。半导体存储的主要信息载体是半导体集成电路，按功能可分为RAM（随机存取存储器）与ROM（只读存储器）[1]，按照存储原理可为动态存储器与静态存储器。以下为各类型半导体存储器的特征：（2）磁存储。磁存储是上一代主流的存储技术。目前，磁存储技术依然具有一定的应用范围，如磁带便是典型的磁存储介质。磁存储技术主要通过磁致电阻效应进行读写。磁致电阻磁头是核心构件之一。它的电阻会随着磁场的变化而逐渐改变。通常情况下，磁存储都采取分离式设计，写入由感应磁头完成，读取由磁致电阻磁头进行。相对而言，磁存储具有较好的稳定性，但如果存储密度较高，则会对稳定性产生一定程度影响[2]。记录时，可通过感应式薄膜磁头将信息写入磁盘当中，读取过程则由巨磁电阻磁头完成。从发展角度来看，磁存储技术已经不能跟上当前信息存储需求，其应用范围也会变得愈来愈窄。（3）光盘存储。光盘存储依然是当前较为主流的信息存储方式。以写入方式进行划分，光盘存储又被分为ROM、WORM及RW[3]。其中ROW最为常见，只能从光盘上读取已经记录的信息，但无法将新信息写入其中或修改原本已经记录的信息。其主要存储介质材料为偶氮化合物等有机化合物。RW可进行重复读写，成本相对偏高。与其他传统存储技术相比，光盘存储还是具有一定的优势。首先，光盘存储信息容量较大，具有较高的数据存储密度，保证了存储的质量，且便携性较好。例如，新型的蓝光光盘尺寸不会超过0.2um，其容量超过10G[4]。在系统集成作用下可使其容量达到PB级水准，具有良好的适用性。其次，成本较低，制作工艺较为简单，制作效率高。另外，光盘存储较为稳定，信息保存时间长。正常环境下，光盘信息数据保存时间可超过100年。但随着新型存储介质如SSD(SolidStateDrives)的出现，光盘存储会市场会受到一定程度冲击，未来可能会被逐渐替代。

2.光信息存储技术分析

随着计算机技术与信息技术的不断发展，极大程度上扩充了信息流通量，并给信息存储带来了新的要求。除了扩增容量外，还需要保证信息读写速度及稳定性。光信息技术的发展为信息存储优化带来了新的途径。

2.1全息存储

全息存储是目前较为成熟的光信息存储技术之一。该技术是基于全息照相技术实现的。其最大特征便是具有超高的存储密度及存储容量。在控制芯片作用下，全息存储总容量可达1*10^3T，较半导体存储介质及传统光盘而言，具有明显优势。另外，全息存储以页作为读写单位，不同页面单位可对数据进行同时并行读写，存储速度极为迅速，信息传输速度高达1G/s,且随机访问时间低于1ms。体全息存储是一种具有代表性的全息存储技术。该技术基于激光干涉实现。体全息存储中记录体中涵盖了每一个信息位。记录介质上不存在同信息位所对应的记录单元。因此，体全息技术存储过程中要先对数据信息进行编码处理，获取对应的数字数据流。然后，以页为单位将所获的数据流输送至SLM上，并通过光学干涉图样将相关信号记录于感光材料上。干涉图样是经过两束激光相互干涉形成。这两束激光由一束激光分离所得，特征相同。其中一束激光为参考光，另外一束激光在SLM作用下[5]，会成为信息数据载体而作为物光存在。干涉图样会对感光材料产生作用，使其发生化学变化或物理变化，从而改变材料的折射率、吸收率及厚度，让干涉图样被存储。读取时，通过相同光速的激光对存储介质进行照射，并将光信号转变为电信号，以获取存储信息。当然，全息存储要实现商品化还有很长一段路要走，但它的存在为信息存储体系发展带来了一条新的途径。

2.2近场光学存储

近场光学源于上世纪80年代，它的出现使得光学分辨极限产生了革命性的突破，给相关领域发展带来了巨大支持。近年来，近场光学技术被逐渐应用于信息存储当中，其关注度也愈来愈高。对于信息存储而言，其首要目标便是提升存储密度。由于目前的光学读写、磁光学读写都会受到衍射极限限制，所以利用较短的激光波长对存储密度的提升效果并不理想。然而，近场光学则构建出了一种新的方式，有利于提升存储密度。相关研究表明，以Pt/Co多层磁光膜作为存储载体[6]，并利用近场磁光偏转方法进行数据信息记录，其密度可达45Gbits/inch2。目前，近场表面等离子增强散射、近场二向色法色法等技术都有了显著进步，为近场光学存储提供了有力的技术支持，使得整个技术体系愈加成熟。固体浸没透镜技术是近场存储技术的重要分支。固体浸没透镜技术以高折射率的固体浸没透镜为核心所构建，经过其聚焦作用，可将激光能量传递于存储介质中。其存储容量与光学头系统存在密切联系，提升光学头孔径，可有效降低辐照光斑尺寸，使光学存储容量提升。为保证隐失场耦合强度达到要求，光学头与存储介质之间的距离要控制在0.1倍波长范围内。实际应用过程中，盘旋转的稳定性会对光学头与存储介质之间的距离产生直接影响，进而造成光学元件出现波动，而降低光通量输出与光学分辨率。目前，近场光学存储技术普及的最大瓶颈在于固体浸没透镜的质量要求较高，并且制作工艺较为复杂。如果能对相关工艺进一步优化，并保证固体浸没透镜质量，近场光学存储技术将会得到更大的应用空间。

2.3多阶光存储

早期多阶光存储以坑深调制为代表，其中Cialmeitrcs公司研究出了具备8种不同坑深多阶只读光盘[7]，如下图1所示：图1PDM多阶技术从图中可以看出，这种结构的多阶只读光盘，信号坑宽度固定为tmin，且深度存在M种可能，代表了不同的阶次。不同深度的信息坑在光电探测器上会表现出不同光强，以实现多阶存储方案，保证了读出信号具有多阶性。相对于传统光盘相比，基于多阶光存储的光盘可大幅度提升存储容量。总体上来看，多阶光存储技术可在不改变光学数值孔径的情况下，采取相关信息处理技术与编码技术来增强数据传输效率，进一步提升存储容量及存储质量。

2.4介质多阶光存储

介质多阶光存储是由多阶光存储演变而来，诞生于90年代。早期的介质多阶光存储以电子俘获多阶技术为主。该技术基于光子效应具备了很高的反应速度，可实现纳秒级的读写。另外，利用电子俘获多阶技术可在多个能级上记录相关数据。受到市场限制，该技术并未得到普及，但为介质多阶光存储后续发展奠定了良好的基础。之后，部分结晶多阶技术成为了介质多阶光存储的代表性技术。该技术以相变材料为基础，通过对材料结晶程度进行控制来实现多阶存储。随后，清华大学光盘国家工程研究中心提出了光致变色多阶技术。该技术较结晶多阶技术根据优势，其多阶光存储系能更优。利用不同的波长光照射相关材料，会让材料化学状态发生改变，并且可实现快速逆变转换。通过两种不同的状态来表示二进制的“0”与“1”，便可实现素质存储。光致变色材料对入射光可进行选择性吸收，若采取不同的材料构建记录层，便可利用不同波长的激光进行并行读写，即可实现多波长存储。

3.光信息存储技术展望

从发展角度来看，光存储技术将逐渐替代磁存储技术，占据信息存储的主要地位。目前，光存储技术还处于发展阶段，尽管部分技术已较为成熟，但依然具有被深度挖掘的潜力，相关产品离物理极限还存在着较大的距离。当然，光信息存储技术要实现完全普及还有一个漫长的过程，在其不断发展的过程中，信息存储与处理将会相互结合，形成一个不受容量、空间、时间所限制的综合化信息系统，为用户带来更大的便利。

4.结语

光信息存储技术经过多年发展，其技术体系已逐步成熟。相对于传统存储技术而言，它具备高容量、高密度、低成本、高稳定性的特征。未来，光信息存储技术将获得更大的应用空间，并逐渐渗透到各行各业当中，值得期待。

作者:沈阳理工大学 单位:宋峤 徐晓强 冯美慧

参考文献：

[1]张美芳.长期存储的数字信息质量控制的研究[J].档案学通讯,2011,（01）:80-84.

[2]谢华成,范黎林.云环境下海量非结构化信息存储技术探究[J].制造业自动化,2012,（16）:28-30+67.

[3]木合亚提尼亚孜别克,古力沙吾利塔里甫.存储技术及其发展趋势[J].中国科技信息,2011,（10）:108+116.

[4]方晶,黄卓婷,周云.一种应用于光信息存储介质材料的吡啶偶氮苯液晶化合物的制备与表征[J].材料科学与工程学报,2013,（06）:846-851.

[5]苑继雄,顾磊,王彦鑫.浅谈光信息科学与技术及其应用[J].才智,2012,（06）:67.

第9篇：光学信息处理技术范文

[关键词]计算机 图像处理技术；CCD；全息学

中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0246-01

随着全息技术的不断发展，在社会发展的各个领域都有所应用，特别是随着计算机技术以及CCD技术的发展，全息技术也实现了突飞猛进的发展。全息技术也由光学全息转变成了数字全息。这两种方式存在着较大的差异。对于光学全息来说，主要是利用物光和参考光来对光的振幅以及信息进行干涉，而数字的全息则是利用CCD技术来形成一定的数字全息图。然后经过计算机技术对其进行处理。因此，对计算机图形进行处理涉及到很多方面，如果能将计算机的图像处理技术应用在全息学中，不仅会大大提高工作效率，同时也会增强测量的准确度。

1、图像处理技术概述

图像也是一种语言，通过图像人们可以获取更多的信息。在日常生活中，人们为了取得一定的图像信息，需要采用多种技术和方法。对于图像本身来说，可以有多种形式，无论是可视的还是不可视的，抽象的还是具体的，都包含在图像的两大类中。意识模拟图像，一是数字图像。模拟图像的种类繁多，其中较为常见的光学图像、照相图像以及电视电影的图像等都属于模拟图像。其有点事处理速度较快，但是也具有一定的缺点，比如灵活性较差。对于数字图像来说，主要是将模拟图形离散化之后形成的图像类型，这种图像可以满足计算机的识别系统。计算机图像处理技术主要是通过计算机处理系统来对图像信号进行转化，使之成为数字信号，然后再进行一定的处理。这种图像处理方式具有很多优点，其中速度较快，可以保证图像的失真率，很容易进行保存和传输，而且不会受到其他因素的干扰。基于这些特点，计算机图像处理技术在航空、自动化以及导航等方面进行了广泛的应用，受到了业界的一致好评。

2、图像处理技的具体表现

具体来说，图像处理技术就是将图像进行转化，变成数字矩形的状态，然后利用固定的算法对其进行处理。在此过程中要设计到数学的相关内容以及设计形式。但是图像处理仅仅是一个笼统的概念，应用的不同的领域中就会产生不同的分支。主要表现在以下几个方面：

第一，图像数字化。将图像进行数字化的处理，主要是为了更好地满足计算机系统对图像的识别，然后进行以下的图像处理工作。

第二，图像的增强和复原。这一环节主要是对图像进行美化处理，用相应的设备和技术对图像中的有用信息进行保存，祛除一些干扰部分，增强图像的完整性和清晰度，最后要对图像进行保存。

第三，图像编码。对图像进行编码的前提条件是确保图像的真实性。对其进行编码也是为了对其进行压缩，使得图像达到简化的目的，这样会更容易对其进行保存和传输。

第四，图像重建。这种方法主要是利用已经采集的数据来进行图像的重组，其中应用到的方法较多，较为常见的有代数法、反投影法以及卷积反投影法等等。对于图像进行重建需要一定的技术和技巧，因此对工作人员提出的要求较高。

第五，模式识别。模式识别是最重要的一个环节，是图形处理技术的核心。较为常见的是对指纹或者是面部进行识别。这一处理方式对技术提出了较高的要求，如果对技术的处理不当就会出现一些失误，影响到整个图像的处理工作。

第六，计算机图形学。这种技术具有一定的抽象性，主要是对实际中不存在的事物进行处理，通过计算机技术将这些事物转化为图像的像是，然后在计算机系统中加以显现，这就是通常所说的计算机图形学。

3、计算机图像技术在全息学领域的应用

随着时代的发展，在不同的年代会采用不同的图像处理技术，这也和科技的发展有着直接的关系。而且对于图像的传输速度也在准建加快。计算机图像处理技术得到了突飞猛进的发展，对于图片的质量和图片的传输和保存都采用了较为先进的手段。

由于计算机图像处理是以计算机软硬件为基础的，所以计算机图象处理技术真正大发展是在八十年代后，随着计算机技术的高速发展而迅猛发展起来。时至今日，计算机图象处理在医遥感及工业自动化领域的应用越来越多，大到科研、国防军事，小至人们生产生活的方方面面。现在人们可以实现声音、文字、图像相结合的多媒体通讯。经过多年的发展，我国在计算机图像处理技术上有了很大的发展。在理论研究和实践应用上已逐步赶上或接近发达国家的水平，在数据获取能力方面。成功研制出了一系列传感器，发射了众多对地观测卫星，组成了风云、海洋、资源和环境减灾等对地观测卫星体系。

全息技术的下一步发展就是3D全息成像及其传输。它类似一种立体的影像投射，其介质为空气。这是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实3D图像的手段演化而来的。而最新的近乎实时传送水平的3D全息成像技术，即“全息网真”，可以提供真人大小的图像、超高清晰度的视效、具有立体感和特殊设计的环境，营造出一种让身处不同地方的人能身临其境的场所，实现所谓的“咫尺天涯”。其可以在一个地点记录下3D图像，然后实时地显示在地球任何位置。该技术最简单直接的用途是将淘汰掉全息视频会议，还能使观众在欣赏3D全息影像时，无需佩戴特殊眼镜和任何辅助设备。

计算机图像处理技术在全息中的应用主要有以下两个方面：1）计算全息。基于计算机图形学将计算机技术与光全息技术结合起来，通过计算机模拟、计算、处理，制作出全息图。2）利用图像的增强和复原。图像编码技术等对数字全息图像质进行提高以及实现的各种算法。它的应用大致可以分为两大类，即空域法和频域法：空域法，这种方法是把图像看作是平面中各个像素组成的集合，然后直接对这一二维函数进行相应的处理。空域处理法主要有下面两大类：1）领域处理法。其中包括梯度运算、拉普拉斯算子运算。2）点处理法。包括灰度处理，面积、周长、体积和重心运算等等。3）频域法：数字图像处理的频域处理方法是首先对图像进行正交变换，得到变换频域系列阵列，然后再施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。这类处包括：滤波、数据压缩和特征提取等处理。

4、结束语

综上所述，计算机图像处理在全息技术中的应用是全方位的，用实验方法得到的全息图中包含了更多的其他无用信息，图像处理技术在这里就显得尤为重要。随着计算机图像处理技术的进一步发展，全息技术必然有更大的发展。

参考文献