专利名称：双光路白光信息假彩色处理装置及其方法
技术领域：
本发明涉及光学图象处理技术，特别是一种双光路白光信息假彩色处理装置及其方法。
在现有技术中，与本发明最为相近的是中国专利《多路滤波假彩色合成的方法和装置》(专利号为85100002)。该技术采用多组分光镜将单一白光付立叶光学系统分裂为多路(不少于三路)获得多个(不少于三个)频谱面，并在各频谱面放置不同的空间滤波器，在相应的光路中加置不同的滤色片，可将单张黑白图象显示为按空间频率特征增强的假彩色图象。上述现有技术的缺陷是(1)由于利用单光源分裂为多光路，所以要求光源有较高的功率，相应的价格昂贵，这是一般实验室难以实现的，也难以推广应用;(2)使用三个(不少于三个)空间滤波器的目的，仅仅是为了把空间频率分解，使输出的图象按原黑白图象的空间频率分布实现假彩色化，其并未提高输出图象的分辨率;(3)按空间频率特征分布的假彩色图象，在其输入原黑白图象时，原图象上的灰度级差信息却未能加以利用，使假彩色图象的幅照度分布偏离了原黑白图象的幅照度分布状态;(4)上述装置光路复杂，元件繁多，成本高，操作困难，其功能仅为频谱分析，只适用于科研。
本发明的目的是提供一种光源利用率高、元件少、易操作、能充分利用原黑白图象中灰度级差信息的高分辨率的双光路白光信息假彩色处理装置及其方法。
本发明的目的是按如下的方法实现的利用双光源、准直透镜和红、绿滤色片，获得两条互相垂直的光路，选用红、绿双光路是因为红色和绿色是互补色，可提高假彩色图象的灵敏度。该双光路通过半反半透镜迭加为一路，迭加光路经付立叶光学系统变换，获得一个公用的频谱面。当把黑白图象的正、负透明片输入于滤色后的双光路中，即可在成象面上获得一个按原黑白图象灰度级差特征增强的假彩色图象。若在频谱面上加置一个振幅透射率沿半径方向递增的高斯型高通空间滤波器，即可在成象面上获得一个轮廓分明、清晰可辨的按原黑白图象灰度级差特征增强的假彩色图象。选用高斯型高通空间滤波器，是因为它不仅能突出高频信号(图象中的细节)，抑制低频信息(图象中的背景)，同时能调整高、中、低空间频率的透射比，使象质能得到较大的改善。
下面结合附图
对本发明做进一步说明附图是本发明之光路图。
图中S1、S2是点光源;L1、L2是准直透镜;L3、L3是付立叶变换透镜;F1、F2是红、绿滤色片，A是半反半透镜;H是高斯型高通空间滤波器;P1、P2是物平面;P3是频谱面;P4是象平面。
白光点光源S1、S2发出的光，经准直透镜L1、L2准直为平行光Ⅰ和Ⅱ，且Ⅰ光垂直于Ⅱ光，Ⅰ光经过红色干涉滤色片F1(其透射波长为0.64μ±0.01μ)滤色后成为红光，Ⅱ光经过绿色干涉滤色片F2(其透射频率为为0.54μ±0.01μ)滤色后成为绿光。在双光路交汇处，置一半透半反镜A(其中心透射波长为0.64μ±0.01μ、反射波长为0.54μ±0.01μ)使其中心位于透镜L1、L2光轴交点上，并使双光路分别以45°入射角入射之，则透射光(红)和反射光(绿)将迭加为一路，沿迭加光路设置付立叶变换透镜L3和L4(或称消象差消色差透镜)，使L3的后焦面和L4的前焦面重合，获得一个频谱面P3。在频谱面上加设一高斯型高通空间滤波器H，将黑白图象的透明正、负片分别置于滤色后的双光路上的物平面P1和P2上，并调整其位置，即可在L4的后焦面即象平面P4上获得一个轮廓分明、清晰可辨、按原黑白图象灰度级差特征增强的假极色图象。
本发明的一个具体实施例如下取一张有早期肿瘤病变的X光照片，制成正、负透明片各一张，放置在上述光学系统中的物平面P1和P2上，用两个溴钨灯(12V、50W)作光源，点光源针孔，φ＝1mm，红、绿滤色片的透过波长分别取6400
和5400
、半反半透镜采用φ＝60mm的45°镜，其中心透过波长为6440
，且对5400
的绿光吸收极小，付立叶变换透镜采用φ＝85.2mm的付立叶变换透镜。调整正、负片的位置，使之各自在象平面上所成的象互相重合，这一重合的象，即为按原黑白图象灰度级差特征增强的假彩色图象，在频谱面P3上插入高斯型高通空间滤波器后，原黑白X光片上不易分辨清楚的肿瘤阴影轮廓，在假彩色图象上却清晰可辨，将彩色象纸放在象平面上直接感光，冲洗成彩色照片，效果很理想。
实验表明，本发明所述的双光路白光信息假彩色处理装置及其方法，具有元件少、光路简单、造价低、光源利用率高，高频信息突出，分辨率高，操作容易，可在象平面上直接观察和照象，整个系统体积小，便于推广普及。
本发明在卫星、航空等遥感图象，在电镜、显微镜图象以及在医学X片、型侦中的指纹等黑白图象的判读方向，具有广泛的应用价值。
权利要求
1.本发明涉及光学图象处理技术，特别是一种双光路白光信息假彩色处理的装置和方法，其特征在于它是由下列部件组成(1)点光源S1、S2；(2)准直透镜L1、L2；(3)红色干涉滤色片F1、透过波长为0.64μ±0.01μ；绿色干涉滤色片F2，透过波长为0.54μ±0.01μ；(4)半反半透镜A，中心透过波长为0.64μ±0.01μ；中心反射波长为0.54μ±0.01μ；(5)付立叶变换透镜L3、消像差消色差透镜L4；(6)高斯型高通空间波波器H；
2.根据权利要求1所述的双光路白光信息假彩色处理装置及其方法，其特征在于点光源S1、滤色片F1置于透镜L1的光轴上;点光源S2、滤色片F2置于透镜L2的光轴上，且上述的两光轴互相垂直;
3.根据权利要求1所述的双光路白光信息假彩色处理装置及其方法，其特征在于半反半透镜A的中心位于透镜L1、L2的光轴交点上，并且使两光轴分别以45°角与镜面相交;
4.根据权利要求1所述的双光路白光信息假彩色处理装置及其方法，其特征在于付立叶变换透镜L3、消像差消色差透镜L4跟透镜L1、半反半透镜A在同一轴线上，且L3的后焦面与L4的前焦面重合于频谱面P3;
5.根据权利要求1和4所述的双光路白光信息假彩色处理装置及其方法，其特征在于频变面P3上设置高斯型高通空间滤波器H;
6.根据权利要求1所述的双光路白光信息假彩色处理装置及其方法，其特征在于黑色图象的正、负透明片，应分别设置在双光路中滤色片F1、F2之后物平面P1、P2上。
全文摘要
本发明涉及光学图象处理技术，特别是一种双光路白光信息假彩色处理装置及其方法。本发明是利用双光源、准直透镜、红、绿滤色片获得两个互相垂直的光路，经半反半透镜迭加成一路，迭加光路经过付立叶变换获得一个频谱面。在频谱面上加设高斯型高通空间滤波器，把黑白图象的正、负透明片输入于滤色后的双光路中，即可在成象面上获得一个轮廓分明、清晰可辨、按原黑白图象灰度级差增强的假彩色图象。本发明可用于卫星、航空等遥感图象及X片、刑侦指纹等黑白图象的判读。
文档编号G02B27/00GK1091524SQ9310141
公开日1994年8月31日 申请日期1993年2月16日 优先权日1993年2月16日
发明者郭洪, 郭茂田, 侯秀梅 申请人:河南省基础及应用科学研究所