Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» icon

Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии»



НазваниеПрограмма курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии»
Дата17.10.2016
Размер
ТипПрограмма курса

Программа курса

ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Курс «Оптические информационные технологии» реализуется в рамках направления подготовки бакалавров 552800 «Информатика и вычислительная техника», относится к разделу специальных дисциплин.


Курс «Оптические информационные технологии» предназначен для подготовки специалистов в области разработки программно-аппаратных средств современных информационно-измерительных систем и комплексов. Основной целью освоения курса является обучение базовым знаниям для работы с гибридными оптико-электронными информационными технологиями.

Для достижения поставленной цели задачами курса являются следующие:

  • базовые понятия скалярной теории дифракции;

  • принципы распространения излучения в свободном пространстве и в оптических элементах;

  • принципы функционирования линейных систем;

  • методы фильтрации пространственных частот;

  • принципы голографической регистрации информации;

  • принципы построения основных компонент информационно-вычислительных систем.

По окончании изучения курса студент должен:

  • иметь представление о:

    • дифракции Френеля и Фраунгофера;

    • преломлении света на границе двух сред;

    • регистрации и восстановлении волновых фронтов;

    • поляризации, временной и пространственной когерентности света;

  • знать:

    • методы расчета и свойства двумерного преобразования Фурье;

    • методы фильтрации пространственных частот;

    • поточечные, локальные и интегральные преобразования изображений;

  • уметь:

    • рассчитать оптические системы преобразования Фурье;

    • рассчитать дифракционно-ограниченные системы проецирования;

    • рассчитать голографические системы регистрации и восстановления изображений.

Для контроля усвоения курса учебным планом предусмотрен дифференцированный зачет. Оценка выставляется по результатам решения задач

^

Содержание дисциплины



Настоящий курс является введением в интенсивно развивающуюся область информационно-измерительных технологий – восприятие и обработку данных, представленных в виде оптических изображений различных спектральных диапазонов. Особенность курса состоит в синтезе классических и современных знаний по физической оптике, теории линейных систем, теории обработки изображений и физической электронике.




Наименование разделов и тем

К о л и ч е с т в о ч а с о в


Лекции


Семинары

Лаборатор-

ные работы

Самостоятель-ная работа

Всего

часов

Скалярная теория дифракции

4










4

Фазовое преобразование в тонкой линзе

2










2

Оптическое преобразование Фурье

4










4

Линейные системы

4










4

Фильтрация пространственных частот

4










4

Голографическая регистрация и восстановление изображений

2










2

Когерентность и обработка изображений

4










4

Применение методов обработки изображений

2










2

Жидкокристаллические устройства

2










2

Акустооптические устройства

2










2

Приборы с зарядовой связью (ПЗС)

2










2

Итого по курсу:

32







27

59


^ Содержание отдельных разделов и тем

  1. Основы скалярной теории дифракции. Волновое уравнение. Функция Грина. Принцип Гюйгенса-Френеля. Интеграл Кирхгофа. Распространение поля в свободном пространстве. Дифракция Френеля. Дифракция Фраунгофера. Оптическое преобразование Фурье в свободном пространстве.

  2. Тонкая линза как элемент фазового преобразования. Функция толщины. Параксиальное приближение. Фазовое преобразование и его физический смысл. Формирование изображения. Формула линзы. Соотношение между параметрами объекта и изображения.

  3. Тонкая линза как элемент преобразования Фурье. Объект расположен вплотную к линзе. Объект расположен перед линзой. Объект расположен за линзой. Угловой (пространственный) спектр. Функции с разделяющимися переменными. Функции с осевой симметрией. Периодические функции.

  4. Линейные системы. Интеграл суперпозиции. Импульсный отклик. Инвариантность линейных систем. Передаточная функция. Импульсный отклик дифракционно-ограниченной оптической системы. Теорема отсчетов (выборки). Принцип неопределенности. Пропускная способность линейных оптических систем.

  5. Преобразование пространственных частот. Низкочастотная и высокочастотная фильтрация. Дифференцирование изображений. Амплитудно-фазовая фильтрация пространственных частот. Свертка и корреляция изображений. Пространственная инвариантность. Согласованная фильтрация.

  6. Принципы голографической регистрации изображений. Восстановление волнового фронта. Голограммы Габора, Лейта и Упатниекса, Денисюка. Действительные и мнимые изображения. Голографические фильтры. Когерентный коррелятор Вандер Люгта и его модификации.

  7. Полихроматическое излучение. Временная когерентность. Пространственная когерентность. Интерференция. Корреляция изображений в частично когерентном свете. Некогерентные системы обработки информации. Импульсный отклик, передаточная функция, пределы применимости.

  8. Фильтрация направлений. Визуализация фазовых объектов. Повышение разрешения изображений. Устранение смаза, десвертка. Распознавание образов. Инвариантность к сдвигу, масштабу, ориентации, ракурсу. Обработка сигналов антенн синтезированной апертуры.

  9. Поляризация света. Двулучепреломление. Жидкие кристаллы. Электрооптические эффекты в нематических кристаллах. Электрооптические эффекты в смектиках. Пространственные жидкокристаллические модуляторы света.

  10. Дифракция света на ультразвуке. Акустооптические дефлекторы. Акустооптические модуляторы. Акустооптические согласованные фильтры. Корреляционная обработка сигналов с интегрированием во времени. Спектральный анализ сигналов. Акустооптические процессоры.

  11. Структура металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Принцип работы приборов с зарядовой связью (ПЗС). Структуры ПЗС. Применение ПЗС в приемниках изображений. Применение ПЗС в запоминающих устройствах. Применение ПЗС для обработки сигналов (линии задержки, трансверсальные фильтры, мультиплексоры, рекурсивные фильтры, корреляторы).
^

Тема контрольной работы


Дифференцирование и оконтуривание изображений в оптических системах фильтрации пространственных частот.

Тема коллоквиума


Линейная по амплитуде и интенсивности света корреляция изображений.

Темы заданий


  1. Определить влияние геометрических параметров оптической системы на спектр Фурье входных изображений.

  2. Определить влияние физических параметров оптической системы на спектр Фурье входных изображений.

  3. Вычислить спектры пространственных частот тестовых изображений.

  4. Определить передаточную функцию, вычислить импульсный отклик и оценить пропускную способность дифракционно-ограниченных систем.

  5. Вычислить интегралы свертки и корреляционные функции тестовых изображений.
^

Список литературы


    1. Дж. Гудмен. Введение в Фурье-оптику. М.: Мир, 1970.

    2. А. Папулис. Теория систем и преобразований в оптике. М.: Мир, 1971.

    3. Л.М. Сороко. Основы голографии и когерентной оптики. М.: Наука, 1971.

    4. А. Розенфельд. Распознавание и обработка изображений. М.: Мир, 1972.

    5. Ф.Т.С. Юу. Введение в теорию дифракции, обработку информации и голографию. М.: Советское радио, 1979.

    6. Приборы с зарядовой связью. Под ред. М. Хоувза, Д. Моргана. М.: Энергоиздат, 1981.

    7. А. Козанне, Ж.Флере, Г.Мэтр, М.Руссо. Оптика и связь. М.: Мир, 1984.

    8. Г.И. Василенко, Л.М. Цибулькин. Голографические распознающие устройства. М.: Радио и связь, 1985.

    9. А.А. Акаев, С.А. Майоров. Оптические методы обработки информации. М.: Высшая школа, 1988.

    10. Ю.В. Егоров, К.П. Наумов, В.Н. Ушаков. Акустооптические процессоры. М.: Радио и связь, 1991.

    11. Н.Н. Евтихиев, О.А. Евтихиева, И.Н. Компанец и др. Информационная оптика. М.: МЭИ, 2000.

    12. Хоровиц, Хилл Искусство схемотехники, 2 том. – Мир. 2003, стр.: 704.

    13. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. - СПб: BHV - Санкт-Петербург, 2000 г, 528 стр.

    14. Дж. Ф. Уэйкерли, Проектирование цифровых устройств. Постмаркет.



Программу подготовил:

д.т.н., профессор Потатуркин О.И.





Программа утверждена на заседании Ученого совета факультета информационных технологий Новосибирского государственного университета 18 декабря 2003 г., протокол заседания №16.


Декан ФИТ НГУ,

д.ф.-м.н. М.М.Лаврентьев




Похожие:

Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» iconМетодические указания и задания по выполнению практических работ для студентов специальности 1-25 01 13 Экономика и управление туристической индустрией, Мультимедийная презентация
Разработка модели традиционного обучения в высшей школе. Лекция по курсу: «Информационные технологии в туризме» на тему: «Информационные...
Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» iconУрок обобщения знаний по теме. Тема : «Преобразование рациональных выражений». Класс : Технологии : Технология уровневой дифференциации обучения, компьютерные (новые информационные) технологии обучения
Технологии: Технология уровневой дифференциации обучения, компьютерные (новые информационные) технологии обучения
Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» iconПубликации 2007-2008: Аксенова А. А. «Преподавание элективного курса «Делопроизводство и офисные технологии»
Аксенова А. А. «Преподавание элективного курса «Делопроизводство и офисные технологии» в классах социально-гуманитарного профиля»...
Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» iconРазработка урока для элективного курса по дизайну в 9-м классе Тема: «Оптические иллюзии. Обман зрения»
Сформировать представление об оптических обманах зрения и иллюзиях. Познакомить с творчеством выдающихся художников, которые мастерски...
Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» iconТесты по информатике. Полезные программы. В частности, Конспекты школьника
Информатика в школе Информатика, информационные технологии, интернет-технологии, web-дизайн, основы теории баз данных, программирование,...
Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» icon«информационные технологии как средство повышения эффективности преподавания математики» Автор: преподаватель математики гоу спо «Борисовский агромеханический техникум»
«информационные технологии как средство повышения эффективности преподавания математики»
Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» iconКонспект интегрированного урока в 1 классе Тема урока : «Вежливые слова» Риторика Тема: «Вежливые слова» Внеклассное чтение Тема: В. Осеева «Волшебное слово»
Образовательные технологии: игровые технологии (Б. П. Никитин), технология интегрированного обучения, информационные технологии
Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» iconИнформационные технологии для Новой школы гоу-школа№529 База образовательных ресурсов гоу кабинет истории. Электронные ресурсы

Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» iconИнформационные системы и федеральные образовательные порталы
Федеральный образовательный портал "Информационно-коммуникационные технологии в образовании"
Программа курса оптические информационные технологии курс «Оптические информационные технологии» iconЭлектроэнергетика и информационные технологии
Алфавит, типы данных и переменных на языке turbo paskal. Организация ввода-вывода
Разместите ссылку на наш сайт:
Уроки, сочинения


База данных защищена авторским правом ©izlov.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
связаться с нами