Ritter的图像代数定义的三种基本的图像与模板间操作可以表达多种图像变换。本文通过加权、位移和叠加等三层图像操作统一实现这三种模板操作，并设计了一个双层光电混合结构：在多重成像-阈值操作层中，采用一种空间线性光强编码方法编码输入图像，以实现两种加权计算；在相关操作层中实现图像的位移和叠加，相关结果由CCD接收，通过电子计算机辅助处理。文中对一维图像进行了实验验证。