利用超表面实现图像相加和相减运算的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用超表面实现图像相加和相减运算的方法，包括如下步骤：确定工作波长，优化纳米砖单元结构的尺寸参数；根据纳米砖单元对线偏振光波的调控效果，周期性排列纳米砖单元结构，构成超表面阵列结构，加工超表面；搭建4f系统实际光路，将需要进行处理的两幅图像放在输入平面上沿光轴对称的位置上，超表面放置在频谱面上，在超表面前、后分别放置起偏器与检偏器，通过调整起偏与检偏的角度来实现图像相加与相减运算及其转换。组成超表面的纳米砖单元结构的基本尺寸都是亚波长量级，可对大尺寸的图像进行相加或相减运算处理，提高了光能利用效率，操作更加简单，切换更加便捷，可控性也更强，且易于加工实现。

A method of image addition and subtraction using hypersurface

【技术实现步骤摘要】
利用超表面实现图像相加和相减运算的方法
本专利技术涉及微纳光学
，尤其涉及一种利用超表面实现图像相加和相减运算的方法。
技术介绍
图像相加和相减是相干光学处理的基本的光学—数学运算。图像相加通过对两幅或多幅图像求和，可以用来消除图像的随机噪声，也可以用来做特效，把多幅图像叠加在一起再进行进一步处理。图像相减可用来求两张相似图片的差异，从中提取差异信息。通过进行图像相减运算，可以发现病灶的变化、军事设施的增减、检查集成电路的瑕疵、预测农作物的长势，以及用于地球资源探测、气象变化和城市发展研究等各个领域。在传统光学中，实现图像的相加或者相减最常用的手段是利用正弦光栅作为空间滤波器。利用正弦光栅实现图像相加和相减运算的方法，实现比较简单，并且利用光学手段实现图像处理，具有实时、并行处理等优点。但是传统的正弦光栅的光栅常数大小有限，这也就限制了能够处理的图像的大小以及图像相加或者相减的处理效果，而且由于正弦光栅具有三个衍射级次，因此图像相减和相减的能量利用效率比较低。超表面材料能够在亚波长尺度对光波电磁场的振幅、相位和偏振态等进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用超表面实现图像相加和相减运算的方法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)确定工作波长，通过电磁仿真软件优化纳米砖单元结构的尺寸参数，获得具备各向异性的纳米砖单元结构；/n(2)根据纳米砖单元对线偏振光波的调控效果，周期性排列纳米砖单元结构，构成超表面阵列结构，加工超表面；/n(3)搭建实际光路，组成4f系统，所述4f系统中，将需要进行处理的两幅图像放在输入平面上沿光轴对称的位置上，将所述超表面置于其频谱面上，其功能相当于空间滤波器；在超表面前、后分别放置起偏器与检偏器，通过调整起偏与检偏的角度在图像输出平面上实现图像相加与相减运算及其转换；/n起偏器与检偏器的偏振方向保持正交：当起偏...

【技术特征摘要】
1.一种利用超表面实现图像相加和相减运算的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)确定工作波长，通过电磁仿真软件优化纳米砖单元结构的尺寸参数，获得具备各向异性的纳米砖单元结构；
(2)根据纳米砖单元对线偏振光波的调控效果，周期性排列纳米砖单元结构，构成超表面阵列结构，加工超表面；
(3)搭建实际光路，组成4f系统，所述4f系统中，将需要进行处理的两幅图像放在输入平面上沿光轴对称的位置上，将所述超表面置于其频谱面上，其功能相当于空间滤波器；在超表面前、后分别放置起偏器与检偏器，通过调整起偏与检偏的角度在图像输出平面上实现图像相加与相减运算及其转换；
起偏器与检偏器的偏振方向保持正交：当起偏器的偏振方向为水平或竖直时，实现图像相减运算；当起偏器的偏振方向与水平或竖直方向夹角为π/4时，实现图像相加运算；
通过调整起偏器与检偏器的偏振方向在同一光路实现图像的相加运算、相减运算及其转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国兴，梁聪玲，李子乐，单欣，李仲阳，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42