[科普中国]-相位传递函数

对于空间不变线性系统的成像性质，我们用物、像平面上不同频率的余弦基元的振幅比和相位差表示。相位差我们称为相位传递函数PTF（phase transfer function）。

简介从传递函数角度看，如果说一个环节的传递函数的极点和零点的实部全都小于或等于零，则称这个环节是最小相位环节。

1.传递函数中具有正实部的零点或极点，或有延迟环节，这个环节就是非最小相位环节。

2.闭环系统，如果它的开环传递函数极点或零点的实部小于或等于零，称它是最小相位系统，开环传递函中有正实部的零点或极点，或有延迟环节，称系统是非最小相位系统。

3.环节用零点和极点的形式近似表达时泰勒级数展开，会发现它具有正实部零点。

4.最小相位系统具有如下性质，最小相位系统传递函数可由其对应的开环对数频率特性确定，反之亦然。

5.最小相位系统的相频特性可由其对应的开环频率特性唯返航一确定，亦然在具有相同幅频特性的系统中，最小相位系统的相角范围最小。

相位系统从传递函数角度看，如果说一个环节的传递函数的极点和零点的实部全都小于或等于零，则称这个环节是最小相位环节。如果传递函数中具有正实部的零点或极点,或有延迟环节,这个环节就是非相位环节。

如果开环传递函中有正实部的零点或极点，或有延迟环节,则称系统是非相位系统。因为若把延迟环节用零点和极点的形式近似表达时(泰勒级数展开)。会发现它具有正实部零点。

相关研究具有距离维高分辨的三维成像可有效对抗对地观测的二维重复模式和阴影干扰，波前编码三维计算成像是通过获得目标场景的两幅图像的点扩散函数(PSF)偏移来推断各像素的离焦情况，进而利用共轭关系获取目标的距离信息1。

基于相位传递函数(PTF)变化的离焦判定方法，在空间频域中对PSF偏移进行细分，提高离焦量的判定精度且减弱噪声的影响，并采用新形式相位掩膜板凸显相位传递函数的频率响应差异。波前编码技术是一种计算成像技术，结合光学系统与图像处理来扩大光学系统的景深。波前编码技术拥有传统光学无法比拟的优势，但其两步成像的特性不符合原有光学系统的理论体系。

针对波前编码系统的成像特性和优化理论，致力于波前编码光学系统的相位传递函数研究以及相位板设计方法研究，进一步完善波前编码技术的理论体系，为其更广泛的应用奠定基础。

推导奇对称二次相位波前编码系统的相位传递函数解析式，根据相位传递函数解析式，对相位传递函数的离焦变化特性进行研究。通过对三种相位板组成的波前编码系统进行比较，分析相位传递函数离焦差异引起的成像特性变化2。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学