菲涅耳全息投影中零级光的消除

采用菲涅耳相位全息图进行全息投影显示时,再 现像的视觉效果受到空间光调制器(SLM)像素结构引起 零级光的影响。为消除零级光的影响,本文基于原有的菲涅耳全息投影系统,在SLM后面引 入成像透镜, 并在透镜的后焦面设置高通滤波器以滤除零级光。为抵消成像透镜引起 的相位变化,通过引入发散球面, 实现调节全息再现像成像位置的目的。实验结果表明,在 不改变菲涅耳相位全息图重构距离的情况下,可以有效消除零级光对全息再现像的影响。     

虚拟遥操作系统中灵巧手动作控制研究

介绍了在机械灵巧手虚拟遥操作系统中，关于采用立体视觉方法检测计算操作人员手势姿态及手指各关节参数方面的研究。多指灵巧机械手“复制”操作人员手的动作姿态，目的是进行不规则形状物体的抓取方法及可选择性抓取动作的直接控制研究。     

基于声光调制器的数字光栅的计算

从全息成像角度出发 ,介绍了基于声光调制器的数字光栅的计算 ,提出了用小波变换的方法计算光栅的基本条纹 ,给出了条纹函数 ,实现了物理上可用的条纹模式 ,实验证明 ,该算法应用在数码光栅的计算上具有明显的优势和较强的鲁棒性     

基于光强传输方程与SLM的快速相位恢复

基于光强传输方程（TIE）的相位恢复技术,可以通过测量一系列垂直于光轴分布的散焦强度图,直接求解得到光场的相位信息。传统的基于TIE的强度图像采集系统在获得散焦图像时需要机械移动。通过在空间光调制器（SLM）上加载透镜相位图,使其实现可编程透镜的功能,任意改变此透镜的焦距值,可以实现不同的散焦距离,从而避免采集图像过程中CCD的移动。根据不同的算法理论,设计了两种光强图像采集系统。由于日常生活中使用相机拍照时,透镜的相位调制作用不可忽略,使用SLM代替含透镜的光传播模型中透镜的作用,设计了第一种实验装置。此外,通过在4f系统的频率域位置放置SLM,设计了第二种实验装置。真实实验的结果验证了这两种方法的有效性和正确性。     

光强传输方程与图像插值融合的相位恢复

光强传输方程作为典型的相位恢复技术,在已知待测面光强分布与光强轴向微分时,可以通过求解该方程直接得到待测面的相位分布。强度微分可以通过采集沿传播方向的不同散焦面的光强信息以计算强度差分来估计,由此,散焦面的适当选择变得尤为重要。将光强传输方程与图像插值法相结合,在几何光学模型下描述采集的散焦面光强分布与聚焦面光强分布之间的关系,再利用图像插值法计算出模糊参数不同的散焦面的光强分布,由新得到的散焦图和采集的聚焦图代入光强传输方程以计算出相位。该方法只需要采集三幅强度图像,即可计算获得其他位置的强度图像,避免了采集设备的多次移动,也为某些特殊情况下无法获取适合位置的强度图像提供了一种解决途径。实验中搭建了一个实际的光强图像获取系统,所得结果验证了所提算法的有效性。     

三幅图像中的曲率估计

从前两幅图像的图像特征中估计第3幅图像的特征,在计算机视觉领域中有着广泛的应用,例如,视觉识别,基于模型的视觉动画、视图合成、目标检测和跟踪。Faugeras和Robert指出第3幅图像的特征可以通过前面两个摄像机图像的双线性函数来进行估计,其基本上是通过基础矩阵来计算的,因而他们的方法在实际计算过程中有很大的缺陷。为此提出了一种新的估计方法,即从三焦点张量中来估计第3幅图像的特征。这一方法继承和发展了Faugeras等的方法。此外还给出了一个定理说明了本文的条件与Faugeras给出的条件是等价的,但本方法简单目更加系统。实验结果证明了该方法的可靠性。     

一种重构直线运动轨迹的新方法

由于拍摄图象的摄像机可以是一个移动的摄像机 ,或是由空间中多个不同位置的摄像机组成的集合 ,因此开展由多幅图象上的测量值来重构物体在三维空间中运动轨迹的方法研究是一个热点问题 .Shashua等首先提出了一种 "轨迹三角形法 " .该方法是在关于运动轨迹的某些约束条件下 ,借助于 Grassmann- Carley代数和 Plücker坐标 ,再利用点与直线的相关性来求出 3D空间中的直线 (运动轨迹 ) ,但该方法较复杂 .为了快速简便地实现直线运动轨迹的重构 ,提出了一种基于“测量矩阵”秩的 2约束的新方法 .这种方法简单、直接 ,可在一般的射影坐标系下实现 .虽然该方法是针对直线运动轨迹提出的 ,但它可以方便地推广到高次多项式曲线运动轨迹的重构 .     

分数傅里叶变换的快速算法及计算全息图的研究

通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法,依据Lohmann提出的任意阶的分数傅里叶变换的单透镜光学实验装置,详细分析了光场在此单透镜系统中的传播过程,提出了一种基于傅里叶变换的分数傅里叶变换快速算法,并对基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成与数字重现进行了研究。实验结果示出了分数傅里叶变换全息图及其在重构过程中分数阶匹配与否的实验结果,验证了分数傅里叶变换分数阶的重要性质和笔者提出算法的可行性。     

基元全息图的计算机模拟及数字重现

对基元全息图进行了理论分析,给出了在菲涅耳近似条件下重现像的位置坐标和物光光源、参考光源及重现光源位置坐标之间的关系,并进行了计算机模拟和数字重现,结果与理论完全符合,为光学全息提供了可视化的验证。     

分数傅里叶变换的快速算法及计算全息图的研究

通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法，依据Lohmann提出的任意阶的分数傅里叶变换的单透镜光学实验装置，详细分析丁光场在此单透镜系统中的传播过程，提出了一种基于傅里叶变换的分数傅里叶变换快速算法，并对基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成与数字重现进行了研究。实验结果示出了分数傅里叶变换全息图及其在重构过程中分数阶匹配与否的实验结果，验证了分数傅里叶变换分数阶的重要性质和笔者提出算法的可行性。