《信息光学》试题B

1一、选择题（每题2分，共40分）1．三角函数可以用来表示光瞳为________________的非相干成像系统的光学传递函数。A、矩形B、圆孔C、其它形状2．Sinc函数常用来描述________________的夫琅和费衍射图样A、圆孔B、矩形和狭缝C、其它形状3．高斯函数)](exp[22yx常用来描述激光器发出的________________A、平行光束B、高斯光束C、其它光束4．圆域函数Circ(r)常用来表示________________的透过率A、圆孔B、矩孔C、方孔5．卷积运算是描述线性空间不变系统________________的基本运算A、输出-输入关系B、输入-输出关系C、其它关系6．相关（包括自相关和互相关）常用来比较两个物理信号的________________A、相似程度B、不同程度C、其它关系7．卷积运算有两种效应，一种是展宽，还有一种就是被卷函数经过卷积运算，其细微结构在一定程度上被消除，函数本身的起伏振荡变得平缓圆滑，这种效应是________________A、锐化B、平滑化C、其它8互相关是两个信号之间存在多少相似性的量度。两个完全不同的，毫无关系的信号，对所有位置，它们互相关的结果应该为________________A、0B、无穷大C、其它9．周期函数随着其周期逐渐增大，频率（即谱线间隔）________________。当函数周期变为无穷大，实质上变为非周期函数，基频趋于零A．愈来愈小B、愈来愈大C、不变10．圆对称函数的傅立叶变换式本身也是圆对称的，它可通过一维计算求出，我们称这种变换的特殊形式为________________。这种变换只不过是二维傅立叶变换用于圆对称函数的一个特殊情况2A、贝塞尔变换B、傅立叶-贝塞尔变换C、贝塞尔-傅立叶变换11．函数)()(bxax的傅立叶变换为________________A、1B、),(yxffC、)](2exp[bfafiyx12．函数),(yx的傅立叶变换为________________A、1B、),(yxffC、)sgn()sgn(yx13．函数)()(yCombxComb的傅立叶变换为________________A、),(yxffB、1C、)()(yxfCombfComb14．函数rect(x)rect(y)的傅立叶变换为________________A、),(yxffB、1C、)(sin)(sinyxfcfc15．对于电路网络，输入和输出都是一维的实值函数，即随时间变化的电压或电流信号。对光学系统来说，输入和输出可能是二维的实值或复值函数，即分别对应________________A、光强或位相B、光强或复振幅C、振幅或位相16．一个空间脉冲在输入平面位移，线性系统的响应函数形式不变，只产生相应的位移，这样的系统称为________________A、时不变系统B、空间不变系统或位移不变系统C、其它系统17．线性空间不变系统的脉冲响应的傅立叶变换称为系统的________________。它表示系统在频率中的效应，它决定输入频谱中各种频率成分通过系统时将发生什么样的变化A、传递函数B、脉冲函数C、矩形函数18．对于线性不变系统，输入某一函数，如果相应的输出函数仅等于一个复比例常数的乘积，这个输入函数就称为这种系统的________________A、脉冲函数B、本征函数C、响应函数19．透镜成像系统是把物面上物点的集合变为象面上重叠的衍射斑的集合。因而象不再是物体的准确复现，而是物体的平滑变形，孔径愈小，变形愈厉害，这种效应就是________________3A、卷积效应B、相关效应C、干涉效应20．非相干照明下，物体上所有点的振幅和位相随时间变化的方式是统计无关的或无关联的。因此象面上各个脉冲相应的变化也是统计无关的，必须按强度叠加。非相干成像系统对________________A、振幅B、光强度C、位相二、判断题（画√或×，每题1分共10分）1、空间相干照明条件下物体上每一点光的振幅和位相尽管都随时间做无规变化，但所有点随时间变化的方式都是相同的，各物点在象面上的脉冲响应也以同一方式随时间作无规变化，总的光场按光强叠加（）2、同轴全息是在记录物体的全息图时，参考光和物光波来自同轴方向，光照射全息图的透射光波中包含四项，因为都在同一方向而无法分离。（）3、全息技术分为两个过程，第一个过程是利用干涉原理将物光波前以干涉条纹的形式记录下来，再用光波照射全息图，可以再现原始物光波。离轴全息消除了同轴全息图孪生像的相互干扰，离轴全息图在记录过程中，参考光和信号光不在同一方向。（）4、如果光学系统有像差，则入射的球面波经过系统后，由出瞳射出时已不再是球面波，是一个发生了畸变的波面，与理想球面波的位相分布不相同。但像差的存在并不影响相干传递函数的通频带宽度，仅在通频带内引入了位相畸变。（）5、光学信息处理是指采用光学方法实现对输入信息的各种交换或处理，来抑制噪声、检出信号或复原失真的图像。（）6、相干系统的截止频率为非相干系统的截止频率的两倍，我们可以得出结论：对同一个光学成像系统，使用相干照明一定要比使用非相干照明能得到更好的象。（）7、阿贝（ABBE）基于对显微镜成像的研究，他认为成像过程包含了两次衍射过程。物体是一个复杂的衍射光栅，衍射光波在透镜后焦面形成物体的夫郎和费衍射图样，把后焦面上的点看作相干的次级波源，在象面上相干叠加产生物体4的象。（）8、用光学信息处理系统可以实现图像的振幅和位相滤波，图像相关，图像卷积，图像相加和相减运算及微分，边缘检测，消模糊等光学运算及光学图像处理。（）9、图像识别是指检测和判断图像中是否包含有某一特定的信息，例如大量指纹档案中检查出罪犯的指纹；在病理照片中识别出癌变细胞；在军事侦查照片中检出特定目标，及文字识别等。（）10、匹配滤波器实际上是复数滤波器，可以用全息方法制作，也可以用计算全息方法制作，实际上为一张傅立叶变换全息图。它可以用来进行图像识别。但是用傅立叶变换匹配滤波手段进行图像的特征识别处理有其局限性，这是因为匹配滤波器对被识别图像的尺寸缩放和方位旋转都极为敏感（）三、名词解释（每题3分，共15分）1、脉冲响应，点扩散函数2、相干传递函数，光学传递函数3、光学信息处理中的4f系统，说明相应各部分的功能54、同轴全息，傅立叶变换全息5、空间滤波四、计算题（每题7分）1、作出下列函数的图形（1）11()12()()xxxaaafcombrect（2）712()3()()xxaxaaafcombrect2、已知线性不变系统的输入为)()(xCombgx，系统的传递函数为)(bfrect，若b取下列值，求系统的输出)('xg。并作图（1）1b（2）6b3、非相干照明的衍射成象系统，光阑逢宽mml10，透镜焦距mmf50，照明光波长mm310，成象倍率1M，物体是强度透过率nndxxt)()(000的理想光栅，周期mmd02.0，求象的光强分布。64、衍射受限的相干成像系统①其出瞳为边长L的正方形，求其光瞳函数，相干传递函数，及截止频率②若出瞳为长a，宽b的矩形，求其光瞳函数，相干传递函数，及截止频率。5．（1）计算余弦函数和脉冲函数的傅立叶变换（2）设计一个孔径，写出其相应的复振幅透过率，并计算其夫琅和费衍射光场分布