[其他]大幅黑白片實時假彩色化處理

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000000013
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100013B
• 公開（公告）日: 1987-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張以謨;孫學(xué)珠
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 代理公司: 天津大學(xué)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 魏賞辰;張銳

大幅黑白片實時假彩色化處理用的光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明屬于黑白透明圖象假彩色化處理應(yīng)用技術(shù)。是用白光作光源，把大幅透明片直接輸入倒系統(tǒng)中并對其進(jìn)行實時假彩色編碼的光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明的特征在于采用了一組“費涅耳透鏡與焦闌光學(xué)系統(tǒng)”的“編碼器”用于４ｆ系統(tǒng)中，對１５″×１２″的黑白透明片直接輸入并進(jìn)行實時假彩色編碼。從而對醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科方面的研６提供了極其方便而可靠的光學(xué)系統(tǒng)。

本發(fā)明是屬于黑白透明圖象假彩色化處理應(yīng)用技術(shù)中的一項發(fā)明。具體說來，是對較大幅面的黑白片直接輸入，以進(jìn)行實時假彩色編碼的光學(xué)系統(tǒng)。

目前對有連續(xù)多灰度階的黑白光學(xué)透明片進(jìn)行假彩色編碼的光學(xué)方法已有許多報導(dǎo)，如半色調(diào)處理、利用光柵編碼等方法，但所能處理的透明片尺寸不能超過付立葉變換物鏡的口徑，而對大幅面透明片（如：15″×12″常用的醫(yī)學(xué)內(nèi)科胸片）來說，利用上述方法必需進(jìn)行縮小處理，因此對其推廣應(yīng)用受到了限制。

在查閱的刊物文獻(xiàn)中均沒發(fā)現(xiàn)類似本發(fā)明的技術(shù)特征。

如美國的《應(yīng)用光學(xué)》（Applied Optics）、《光學(xué)快報》（Optics Letters），《應(yīng)用物理》（Applied physics），美國《電影電視工程師協(xié)會會志》，還有國際光學(xué)學(xué)會刊物《光學(xué)通訊》（Optics Communication），《美國光學(xué)學(xué)會期刊》（Journal Of Optical Society Of America），《光學(xué)工程》（Optical Engineering）以及有關(guān)光學(xué)方面的專刊。

目前在醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的研究中，急切需要解決對較大幅面的具有連續(xù)多灰度階的黑白透明片能直接輸入并對其進(jìn)行實時假彩色編碼的技術(shù)。因為人眼睛的視覺系統(tǒng)對黑白圖象的識別能力較差，只有十幾個或幾十個灰度等級;而對彩色灰度等級的識別能力可達(dá)上千個灰度等級。因此，對黑白圖象進(jìn)行假彩色化處理后，就可大大提高人眼對圖象結(jié)構(gòu)層次的區(qū)分，增強對圖象的判斷和識別能力。例如：在醫(yī)學(xué)上可利用圖象的細(xì)微結(jié)構(gòu)差異來幫助醫(yī)生對疾病的診斷。同樣，這對遙感圖片和航空攝影圖片等都有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用價值。

本發(fā)明的目的為了設(shè)計一套能對較大幅面的黑白透明片，可以直接輸入并對其進(jìn)行實時假彩色編碼的光學(xué)系統(tǒng)。其特征是在信息處理用的基本系統(tǒng)4f系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一組“費涅耳透鏡”（即附圖1中FL）和“焦闌光學(xué)系統(tǒng)”（即附圖1中由小孔光欄P和投影物鏡PL組成的系統(tǒng)）。附圖1中S為光源，從S到P₁面為大幅面透明片的直接輸入系統(tǒng)。其中FL是照明大幅透明片T的;P與PL組成遠(yuǎn)心光路，使大幅透明片T上每一點的主光線經(jīng)該系統(tǒng)后均平行于光軸，并使透明片T成象在輸入平面P₁處，同時，在輸入面P₁上用了一個編碼器（即附圖1中GG）來進(jìn)行編碼，這和一般4f系統(tǒng)（即附圖1中從P₁到P₃）的輸入面上平行光照明透明片的情況是相似的。該投影P₁就作為白光處理的輸入物體，此縮小的透明片圖象真實地反應(yīng)了原透明片圖象的空間頻率和密度的分布情況。與未經(jīng)處理的大幅胸片圖象相比，用彩色膠片接收或用閉路彩色電視顯示，均可得到增強而清晰的彩色圖象。這就解決了大幅面黑白透明片不用進(jìn)行預(yù)處理即可直接輸入到4f光學(xué)系統(tǒng)中進(jìn)行假彩色編碼的問題。這樣便對研究分析有關(guān)醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科中的大幅黑白透明片以及遙感圖片、航空攝影圖片提供了方便可靠的儀器設(shè)備。

本發(fā)明還引用了“位相型全息光柵”作為編碼器（即附圖1中GG），對投影所得的圖象P₁作調(diào)制進(jìn)行編碼。其特征是此“位相型全息光柵”將其衍射能量從零階分布到所需的階次上去。通過輸入與輸出光強之間的變化關(guān)系，可在輸出光強中突出物體某些頻率等級達(dá)到合成圖象增強的目的。也就是在“位相型全息光柵”衍射的每一級次上都包含了物體的全部頻譜信息。當(dāng)借助P₂上的濾波器選取n階衍射時，將有n個極大值，相應(yīng)于這些極大值對應(yīng)的物體頻率輸出有極大的增強。而對n個極小值輸出則為零。若使不同的衍射級次賦予不同的顏色，就能增強眼睛的識別能力，便于對其分析研究。