Question

针孔滤波器和空间滤波器有什么区别？

Answer 1

针孔滤波器（pin hole filter）

激光可以会聚成非常小的一点，所以可作为一个接近于理想的点光源来产生球面波，这对于光学系统是非常有用的。但是激光又具有高度的相干性，空中的灰尘，光学元件或激光本身往往有一些散射光会形成干扰

因此要在会聚的点上放一小孔，使杂散光不能通过（如用10倍的显微镜物镜聚焦，则针孔直径约25μm）该针孔所起的作用就好像无线电中的滤波器一样，不允许其他空间频率的光通过，所以称针孔滤波器。

空间滤波器（spatial filtering）

一种采用滤波处理的影像增强方法。其理论基础是空间卷积。目的是改善影像质量，包括去除高频噪声与干扰，及影像边缘增强、线性增强以及去模糊等。分为低通滤波（平滑化）、高通滤波（锐化）和带通滤波。处理方法有计算机处理（数字滤波）和光学信息处理两种。

空间滤波被广泛应用在光学信息处理技术中，光学信息处理，是指用光学方法实现对输入信息实施某种运算或变换，以达到对感兴趣的信息进行提取、编码、存储、增强、识别和恢复。空间滤波器就是使影像中包含的特定空间频率成分加强、减弱或改变相位的器件。

空间滤波的基本原理：

根据阿贝成像理论，在相干光照明下，显微镜的成像可分为两个步骤：

第一步是通过物的夫琅和费衍射在物镜的后焦面上形成一个衍射图（初级像）；

第二步则为物镜后焦面上的衍射图复合为次级像，这个可以通过目镜观察到。在此基础上，阿贝- 波特（Abbe-Porter）实验进一步证明：如果在物镜的焦平面（频谱面）上，放置不同的光线过滤装置（即滤波器），在像面上可以观察到不同的像。