CN113589409B - 基于超表面器件的全光图像处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于超表面器件的全光图像处理系统，所述处理系统包括：光源、超表面透镜、复振幅滤波器和接收屏；其中，所述光源产生圆偏振光经过待测物体之后传播到达超所述表面透镜前表面，穿过所述超表面透镜后继续传播到达所述复振幅滤波器前表面，经过所述复振幅滤波器滤波之后，继续传播到达所述接收屏；其中，超表面透镜和复振幅滤波器的间距可调，其取值范围为0到f之间，其中，f为透镜焦距，在所述接收屏前利用检偏器检偏出正交偏振态之后在所述接收屏上形成滤波之后的图像，所述检偏器设置在所述复振幅滤波器和所述接收屏之间的任意位置。
Description
技术领域
本发明涉及微纳加工和全光学信息处理领域，具体涉及一种基于超表面器件的全光图像处理系统及处理方法。
背景技术
随着越来越多的复杂数字工具在生物成像，三维(3D)重建和自动驾驶汽车领域的应用，图像处理技术已成为各种科学和工程学科的一项关键且快速发展的技术。快速成像，可靠的目标检测和识别是显微镜成像、机器学习和人工智能等应用程序所需的基本功能之一。当前的图像处理方法主要使用集成电路和程序算法，但是标准电子组件的性能(例如速度和功耗)难以提高，因为它们的特征尺寸接近量子极限。其中，基于光子的计算提供了一种潜在的方式来克服这些限制，因为自然的并行操作特性为某些计算任务提供了高速和低功耗的解决方案。近年来，光学超表面的发展使得能够将光精确地控制在亚波长厚度范围内。通过改变微纳结构的横向尺寸和形状，可以有效地调控光场，实现各种传统的光学功能，以取代笨重的传统光学组件，从而打开一个紧凑、轻便和多功能平面光学系统开发的新途径。
在实现本发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：
(1)现有的系统中，一些系统体积较大，集成度较低，不能满足消费类电子产品轻便和小型化需求；
(2)由于一些全光图像处理技术方法基本来源于光学差分运算，通过光的空间频率调制或偏振态控制来实现最终目的，无法处理更复杂的操作，比如，边缘提取、图像增强、降噪、滤波和特征提取等。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于超表面器件的全光图像处理系统及处理方法，以期部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一方面，提供了一种基于超表面器件的全光图像处理系统，所述处理系统包括：光源、超表面透镜、复振幅滤波器和接收屏；其中，
所述光源产生圆偏振光经过待测物体之后传播到达超所述表面透镜前表面，穿过所述超表面透镜后继续传播到达所述复振幅滤波器前表面，经过所述复振幅滤波器滤波之后，继续传播到达所述接收屏；其中，超表面透镜和复振幅滤波器的间距可调，其取值范围为0到f之间，其中，f为透镜焦距，在所述接收屏前利用检偏器检偏出正交偏振态之后在所述接收屏上形成滤波之后的图像，所述检偏器设置在所述复振幅滤波器和所述接收屏之间的任意位置。
其中，所述光源为左旋或者右旋圆偏振的激光光源。
其中，所述超表面透镜包括介质衬底和各向异性的电介质纳米结构阵列，所述各向异性的电介质纳米结构阵列设置在所述介质衬底上，所述各向异性的电介质纳米结构阵列包含多个纳米柱。
其中，所述介质衬底的材料采用蓝宝石，所述各向异性的电介质纳米结构阵列的材料采用单晶硅。
其中，所述各向异性的电介质纳米柱阵列高度是300nm，各向异性的电介质纳米柱阵列周期为250nm，其中各向异性的电介质纳米柱阵列短轴和长轴分别为110nm和180nm，利用透镜相位公式
对
相位离散成180份，即所述超表面透镜的相位每改变2π/128，所述各向异性的电介质纳米柱面内旋转(180/128)°；在透镜相位公式中，k是光波矢，
x和y代表平面直角坐标系的横纵坐标，f是超表面透镜的焦距。
其中，所述复振幅滤波器包括介质衬底和各向异性的电介质纳米结构阵列，所述各向异性的电介质纳米结构阵列设置在所述介质衬底上，所述各向异性的电介质纳米结构阵列包含多个纳米柱。
其中，所述介质衬底的材料采用蓝宝石、石英或其他透明衬底，所述各向异性的电介质纳米结构阵列的材料采用硅、氮化镓、二氧化钛、氮化硅、五氧化二铌和氧化铪。
其中，所述各向异性的电介质纳米柱阵列高度是300nm，各向异性电介质纳米柱阵列周期为250nm，其中，各向异性的电介质纳米柱有三个尺寸分别为(110nm，110nm)，(100nm，190nm)和(110nm，160nm)，振幅调制分别为0,0.5和1，所述复振幅滤波器的相位每改变2π/128，各向异性的电介质纳米柱面内旋转(180/128)°。
其中，所述复振幅滤波器包括二维边缘检测滤波器、一维微分滤波器、去噪点滤波器和锐化滤波器及任一3×3矩阵型滤波器。
作为本发明的另一方面，提供了一种基于超表面器件的全光图像处理方法，包括以下步骤：
将数字图像处理的算子进行光学傅里叶变换，得到复振幅滤波器，所述算子包括sobel算子、去噪算子和锐化算子；
将输入物体放在输入面，复振幅滤波器分别放在超表面透镜后表面到超表面透镜后焦面之间的位置，在输出面得到物体滤波之后的图像。
基于上述技术方案可知，本发明的基于超表面器件的全光图像处理系统及处理方法相对于现有技术至少具有如下有益效果之一：
1.本发明丢弃了传统曲面透镜元件，采用平面透镜metalens(超表面透镜)，而相对于传统4f系统，只采用一个metalens，使得整个系统主要就两个超表面，系统更加紧凑，空间利用率更高。
2.本发明的超表面在特定波长下使用，如果选择其它材料可以在紫外、可见光和红外段使用。
3.本发明实现可以实现多种全光图像处理操作，包括数字图像处理中边缘检测、锐化和去噪等，理论上只要数字图像处理中的卷积操作都可以在该全光系统中实现，开发一个全局性的新机制和新方法，实现全光图像的通用处理器。
4.本发明可以通过改变卷积算子加密后的矩阵大小，调整系统图像处理的精度。
5.本发明复振幅滤波器位置可以改变，双超表面可以复合成单片，在集成光学处理系统方面展现巨大潜力。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于超表面全光学图像处理系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的全光学图像二维边缘检测实验结果图；
图3为本发明实施例提供的全光学图像45°微分实验结果图；
图4为本发明实施例提供的全光学图像去噪点实验结果图；
图5为本发明实施例提供的全光学图像锐化实验结果图；
图6为本发明实施例提供的全光学图像单片集成超表面二维边缘检测实验结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明旨在研发一种具有新机制、多功能和集成度高的全光图像处理系统。
本发明公开一种基于超表面器件的全光图像处理系统，所述处理系统包括：光源、超表面透镜、复振幅滤波器和接收屏；其中，
所述光源产生圆偏振光经过待测物体之后传播到达超所述表面透镜前表面，穿过所述超表面透镜后继续传播到达所述复振幅滤波器前表面，经过所述复振幅滤波器滤波之后，继续传播到达所述接收屏；其中，在所述接收屏前利用检偏器检偏出正交偏振态之后在所述接收屏上形成滤波之后的图像，所述检偏器设置在所述复振幅滤波器和所述接收屏之间的任意位置。
其中，所述光源为633nm左旋或者右旋圆偏振的红色激光光源。
其中，所述超表面透镜包括介质衬底和各向异性的电介质纳米结构阵列，所述各向异性的电介质纳米结构阵列设置在所述介质衬底上，所述各向异性的电介质纳米结构阵列包含多个纳米柱。
其中，所述介质衬底的材料采用蓝宝石，所述各向异性的电介质纳米结构阵列的材料采用单晶硅。
其中，所述各向异性的电介质纳米柱阵列高度是300nm，各向异性的电介质纳米柱阵列周期为250nm，其中各向异性的电介质纳米柱阵列短轴和长轴分别为110nm和180nm，利用透镜相位公式
对
相位离散成180份，即所述超表面透镜的相位每改变2π/128，所述各向异性的电介质纳米柱面内旋转(180/128)°；在透镜相位公式中，k是光波矢，
x和y代表平面直角坐标系的横纵坐标，f是超表面透镜的焦距。
其中，所述复振幅滤波器包括介质衬底和各向异性的电介质纳米结构阵列，所述各向异性的电介质纳米结构阵列设置在所述介质衬底上，所述各向异性的电介质纳米结构阵列包含多个纳米柱。
其中，所述介质衬底的材料采用蓝宝石，所述各向异性的电介质纳米结构阵列的材料采用单晶硅。
其中，所述各向异性的电介质纳米柱阵列高度是300nm，各向异性电介质纳米柱阵列周期为250nm，其中，各向异性的电介质纳米柱有三个尺寸分别为(110nm，110nm)，(100nm，190nm)和(110nm，160nm)，振幅调制分别为0,0.52和0.82，所述复振幅滤波器的相位每改变2π/128，各向异性的电介质纳米柱面内旋转(180/128)°。
其中，所述复振幅滤波器包括二维边缘检测滤波器、一维微分滤波器、去噪点滤波器和锐化滤波器。
本发明还公开一种使用如上所述的全光图像处理系统进行全光图像处理的处理方法，包括以下步骤：
将数字图像处理的算子进行光学傅里叶变换，得到复振幅滤波器，所述算子包括sobel算子、去噪算子和锐化算子；
将复振幅滤波器的振幅离散成三种振幅，获取对应位置单元周期内的电介质纳米柱短轴和长轴尺寸；
利用透镜相位公式
其中k是光波矢，
x和y代表平面直角坐标系，f是超表面透镜的焦距；将复振幅滤波器的相位离散成180份，获取对应位置单元周期内的电介质纳米柱面内旋转角度；
通过改变所述电介质纳米柱短轴和长轴尺寸和所述电介质纳米柱面内旋转角度调制振幅和相位；
将输入物体放在输入面，复振幅滤波器分别放在超表面透镜后表面到超表面透镜后焦面之间的位置，在输出面得到物体滤波之后的图像。
图1是一种基于介质超表面全光学图像处理方法和超表面单元结构的示意图。如图1所示，一种用于全光学图像处理的介质超表面包括：metalens超表面和复振幅滤波器超表面。
设计的超表面透镜和复振幅滤波器是使用标准纳米制造技术制造的。首先在蓝宝石衬底(10mm×10mm×500μm)上生长300nm厚的单晶硅膜，接下来将正电子束抗蚀剂(AR-P6200.04)以6000rpm的速度旋涂到硅膜上，厚约80nm，并在150℃烘2分钟。然后利用电子束光刻机(JEOL，JBX6300FS)在100kV加速电压，500pA电子束流下以合适的电子束剂量对烘干的抗蚀剂进行曝光。随后，在室温下用AR600-546对曝光的器件显影55秒，接着使用流动的去离子水去除显影残留物。器件在N2氛围中干燥后，在上面沉积15纳米厚的铬用于金属掩膜。然后将其在80℃水浴加热5分钟的NMP(N-甲基吡咯烷酮)去胶剂中剥离，此时曝光图形转移到铬金属掩膜上。随后，通过耦合等离子体反应离子刻蚀(ICP-RIE)系统(Oxford，Plasma Pro System100 ICP380)刻蚀掉没有铬金属掩模保护的硅膜。ICP RF功率保持在1300W，偏置功率设置在50W，工作气压为12.0mTorr，SF6气体流量为46sccm，C4F8气体流量为100sccm，用于背面冷却的氦气压力为10Torr，反应腔室温度保持在10℃。当硅膜被刻蚀完全后，最后用铬刻蚀液除去硅柱上残留的铬掩膜。
所述的全光学图像处理原理可以解释为:一个点源经过透镜在成像面是一个艾里斑，一个物体经过透镜在成像面是这个艾里斑和原物体的卷积，其中这个艾里斑是系统的点扩散函数。如果一个点源分别依次经过一个metalens和本发明设计的卷积核傅里叶变换后的复振幅滤波器，在输出面可以得到这个系统的点扩散函数就是卷积核和艾里斑直接卷积的结果，一个物体经过此系统后得到的是这个物体和系统点扩散函数卷积结果，即图像处理之后的结果。
所述的metalens超表面包括：介质1衬底和各向异性的电介质纳米结构阵列，所述的各向异性的电介质纳米结构阵列设置在所述的衬1上，所述的各向异性的电介质纳米结构阵列包含多个纳米柱。所述衬底1材料采用蓝宝石，所述的各向异性的电介质纳米结构阵列材料采用单晶硅。所述的各向异性电介质纳米柱阵列高度都是300nm，各向异性电介质纳米柱阵列周期为250nm，其中各向异性电介质纳米柱阵列短轴和长轴大概为110nm和180nm，利用透镜相位公式
对
相位离散成180份，即meatalens的相位每改变2π/128，各向异性电介质纳米柱面内旋转(180/128)°。
所述的复振幅滤波器超表面包括：介质衬底3和各向异性的电介质纳米结构阵列，所述的各向异性的电介质纳米结构阵列设置在所述的衬底3上，所述的各向异性的电介质纳米结构阵列包含多个纳米柱。所述衬底3材料采用蓝宝石，所述的各向异性的电介质纳米结构阵列材料采用单晶硅。所述的各向异性电介质纳米柱阵列高度都是300nm，各向异性电介质纳米柱阵列周期为250nm，其中所述的复滤波器中各向异性电介质纳米柱(短轴和长轴)有三个尺寸为(110nm，110nm)，(100nm，190nm)和(110nm，160nm)，振幅调制分别为0,0.52和0.82，复滤波器的相位每改变2π/128，各向异性电介质纳米柱面内旋转(180/128)°。
如图1所示，一种基于介质超表面全光学图像处理系统包括:metalens和复振幅滤波器超表面光学元件、光源、物体和接收屏，所述光源产生圆偏振光经过物体之后传播到达metalens前表面，穿过metalens后继续向前传播d距离到达复振幅滤波器前表面，经过复振幅滤波器滤波之后，继续向前到达所述接收屏，在所述接收屏前检偏出正交偏振态之后，形成滤波之后的图像，其中设计的焦距f为2.5mm，检偏器放在复滤波器和接收屏之间任意位置。
所述的光源为633nm左旋或者右旋圆偏振的红色激光光源。
所述的复滤波器设计了三种，包括二维边缘检测滤波器、一维微分滤波器、去噪点滤波器和锐化滤波器。
所述的二维边缘检测滤波器的实验结果如图2所示。图2(a)为生成全方位边缘检测复滤波器示意图，对于数字图像处理中sobel算子在x方向和y方向可以表示为：
对hx和hy大小同时加密到3N×3N，二维边缘检测复滤波器可以表示为
其中
代表光学傅里叶变换，与metalenses的焦距有关，把hx+ihy放在metalens，通过模拟可以在metalens后焦面得到Hxy分布，对于不同大小的N可以得到一系列不同的Hxy。
通过模拟得到所述的二维边缘检测滤波器，对复振幅滤波器的振幅离散成上面所述的三个调制振幅，对相位离散成128个，从而获得纳米柱短轴尺寸、长轴尺寸和以及纳米柱在介质衬底表面的面内角度。图2(b)和2(c)分别为N＝6,15和24时实验测得设计的二维边缘检测复滤波器的振幅和相位图。如果把一个字母“USTC”二元振幅图像放在metalens前(比如2f位置)，复振幅滤波器放在metalens后表面和焦平面任意位置(比如焦平面位置)，图2(d)和2(e)f分别未经过滤波和滤波之后在接收屏得到的实验图像，从2(f)曲线图可以看出随着N的增加，边缘平均半高宽(R)变大，边缘显示越来越粗，边缘检测精度变低，但当N小于12时，R基本在4μm上下浮动，因为已经达到了系统边缘检测精度。
所述的二维边缘检测滤波器对相位物体同时适用，如图2(g)是一个相位物体图像，相位梯度0.58π，此相位海豚图案物体放在输入面经过滤波后实验分别得到如图(h)，其中滤波后的结果是减去了背景光，边缘得到了增强。另外如图2(i)所示随着梯度增加，边缘平均强度与背景对比度会增加。
另外一维微分操作在选择性特征图像处理中起到很大作用，可用于确定和分类边缘方向。所述的一维边缘检测滤波器的实验结果如图3所示，我们展示了45°方向的微分操作。如图3(a)采用数字图像处理中卷积核sobel算子在45°方向算子
h45大小加密到18×18，
其中
代表光学傅里叶变换，与metalens的焦距有关，得到一维45°微分复振幅滤波器Hxy。把h45放在metalens前焦面，通过模拟可以在metalenses后焦面得到所述的H45分布。通过模拟得到所述的一维45°微分复振幅滤波器，对复振幅滤波器的振幅离散成上面所述的三个调制振幅，对相位离散成128份，从而获得纳米柱短轴尺寸、长轴尺寸和以及纳米柱在介质衬底表面的面内角度。图3(b)和3(c)分别为N＝6时实验测得设计的一维45°微分复振幅滤波器的振幅和相位图。如果把一个带有斜着粗线字母“USTC”二元振幅图像放在metalens前(比如2f位置)，复振幅滤波器放在metalens后表面和焦平面任意位置(比如焦平面位置)，图3(d)和3(e)分别未经过滤波和滤波之后在接收屏得到的实验图像，可以看出纸上的粗线几乎被隐藏。
如图4所示为全光学图像去噪点实验结果图。图像噪声是指存在于图像数据中的不必要的或多余的干扰信息，在数字图像处理中椒盐噪声是比较常见的,椒盐噪声是在图像上随机出现黑色和白色的像素。为了能够在光学上实现去椒盐噪声，如图4(a)采用数字图像处理中卷积核
让周围的像素等权重相加取平均值当作中心点像素，hdenoising大小加密到36×36，
其中
代表光学傅里叶变换，与metalens的焦距有关，得到去噪点复振幅滤波器Hdenoising。把hdenoising放在metalens前焦面，通过模拟可以在metalenses后焦面得到所述的Hdenoising分布。通过模拟得到所述的去噪点复振幅滤波器，对复振幅滤波器的振幅离散成上面所述的三个调制振幅，对相位离散成128份，从而获得纳米柱短轴尺寸、长轴尺寸和以及纳米柱在介质衬底表面的面内角度。图4(b)和4(c)分别为N＝12时实验测得设计的去噪点复振幅滤波器的振幅和相位图。一个带有椒盐噪声的振幅蝴蝶图案放在metalens前(比如2f位置)，其噪声大小约为4μm，复振幅滤波器放在metalens后表面和焦平面任意位置(比如焦平面位置)，在有滤波器和没有滤波器情况下，实验得到的结果如图4(d)和4(e)。实验结果如图所示，可以看出，滤波之后的输出图像和原图像相比在一定程度上噪声得到平滑。
如图5所示为全光学图像锐化实验结果图。图像锐化处理的作用是使灰度反差增强，从而使模糊图像变得更加清晰。锐化处理可选择拉普拉斯算子对原图像进行处理，产生描述灰度突变的图像，再将拉普拉斯图像与原始图像叠加而产生锐化图像。这种简单的锐化方法既可以产生拉普拉斯锐化处理的效果，同时又能保留背景信息，将原始图像叠加到拉普拉斯变换的处理结果中去，可以使图像中的各灰度值得到保留，使灰度突变处的对比度得到增强，最终结果是在保留图像背景的前提下，突现出图像中小的细节信息。为了能够在光学上实现锐化，如图5(a)采用数字图像处理中卷积核
将边缘的拉普拉斯增强加4个原始图像，hsharpen大小加密到36×36，
其中
代表光学傅里叶变换，与metalens的焦距有关，得到锐化复振幅滤波器Hsharpen。把hsharpen放在metalens前焦面，通过模拟可以在metalens后焦面得到所述的Hsharpen分布。通过模拟得到所述的Hsharpen复振幅滤波器，对复振幅滤波器的振幅离散成上面所述的三个调制振幅，对相位离散成128份，从而获得纳米柱短轴尺寸、长轴尺寸和以及纳米柱在介质衬底表面的面内角度。图5(b)和5(c)分别为N＝12时实验测得设计的锐化复振幅滤波器的振幅和相位图。一个振幅蝴蝶图案放在metalens前(比如2f位置)，复振幅滤波器放在metalens后表面和焦平面任意位置(比如焦平面位置)，经过系统实验得到未滤波和滤波之后图案如图5(d)和5(e)所示，蝴蝶图案的边缘得到增强，并且边缘双边缘，这是由于拉普拉斯算子是二阶求导的原因。
如图6所示为全光学图像单片集成超表面二维边缘检测实验结果图。为了方便集成，设计了d＝0时，双超表面复合成单片的超表面的情况，如图6(a)所示，其中滤波器采用图2的N＝6时的滤波器。图6(b)为复合单片超表面模拟的位相和振幅分布。一个振幅字母“U”图案放在单片超表面前(比如2f位置)，在输出面实验得到经过metalens和设计的单片集成超表面之后图案如图6(c)和6(d)所示，可以看到字母“U”的边缘被很好检测出来，说明复合单片集成的可能性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于超表面器件的全光图像处理系统，其特征在于，所述处理系统包括：光源、超表面透镜、复振幅滤波器和接收屏；其中，
所述复振幅滤波器包括介质衬底和各向异性的电介质纳米结构阵列，所述各向异性的电介质纳米结构阵列设置在所述介质衬底上，所述各向异性的电介质纳米结构阵列包含多个纳米柱，所述多个纳米柱包括三个尺寸，分别为(110nm，110nm)，(100nm，190nm)和(110nm，160nm)，振幅分别为0，0.5和1，所述复振幅滤波器的相位每改变2π/128，各向异性的电介质纳米柱面内旋转(180/128)°；
所述光源产生圆偏振光经过待测物体之后传播到达所述超表面透镜前表面，穿过所述超表面透镜后继续传播到达所述复振幅滤波器前表面，经过所述复振幅滤波器滤波之后，继续传播到达所述接收屏；其中，超表面透镜和复振幅滤波器的间距可调，其取值范围为0到f之间，其中，f为透镜焦距，在所述接收屏前利用检偏器检偏出正交偏振态之后在所述接收屏上形成滤波之后的图像，所述检偏器设置在所述复振幅滤波器和所述接收屏之间的任意位置。
2.根据权利要求1所述的全光图像处理系统，其特征在于，所述光源为左旋或者右旋圆偏振的激光光源。
3.根据权利要求1所述的全光图像处理系统，其特征在于，所述超表面透镜包括介质衬底和各向异性的电介质纳米结构阵列，所述各向异性的电介质纳米结构阵列设置在所述介质衬底上，所述各向异性的电介质纳米结构阵列包含多个纳米柱。
4.根据权利要求3所述的全光图像处理系统，其特征在于，所述介质衬底的材料采用蓝宝石，所述各向异性的电介质纳米结构阵列的材料采用单晶硅。
5.根据权利要求3所述的全光图像处理系统，其特征在于，所述各向异性的电介质纳米柱阵列高度是300nm，各向异性的电介质纳米柱阵列周期为250nm，其中各向异性的电介质纳米柱阵列短轴和长轴分别为110nm和180nm，利用透镜相位公式
对
相位离散成180份，即所述超表面透镜的相位每改变2π/128，所述各向异性的电介质纳米柱面内旋转(180/128)°；在透镜相位公式中，k是光波矢，
x和y代表平面直角坐标系的横纵坐标，f是超表面透镜的焦距。
6.根据权利要求1所述的全光图像处理系统，其特征在于，所述介质衬底的材料采用蓝宝石、石英或其他透明衬底，所述各向异性的电介质纳米结构阵列的材料采用硅、氮化镓、二氧化钛、氮化硅、五氧化二铌和氧化铪。
7.根据权利要求1所述的全光图像处理系统，其特征在于，所述各向异性的电介质纳米柱阵列高度是300nm，各向异性电介质纳米柱阵列周期为250nm。
8.根据权利要求1所述的全光图像处理系统，其特征在于，所述复振幅滤波器包括二维边缘检测滤波器、一维微分滤波器、去噪点滤波器和锐化滤波器及任一3×3矩阵型滤波器。
9.一种使用权利要求1-8任一项所述的全光图像处理系统进行全光图像处理的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将数字图像处理的算子进行光学傅里叶变换，得到复振幅滤波器，所述算子包括sobel算子、去噪算子和锐化算子；
将输入物体放在输入面，复振幅滤波器分别放在超表面透镜后表面到超表面透镜后焦面之间的位置，在输出面得到物体滤波之后的图像。
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