含孤立物体场景的高速、高密度三维面形采集

提出了一种用于采集含空间孤立物体场景的高速、高密度三维面形采集方法。该方法将三幅图案高速投影到被测物体上并同步采集图像,从而实现场景三维形貌及纹理的高速记录。其中两幅图案是互相具有π相移的正弦条纹,采用傅里叶变换法求解变形条纹相位。将拍摄到的两幅变形条纹图相加可得到物体表面纹理。另一幅图案用来确定条纹级次,实现绝对相位测量,解决高速形貌采集中孤立物体相位展开难题。它由一系列宽度与正弦条纹周期相同的竖条构成,采用三种灰度对竖条编码。每个竖条由单一灰度或两种在竖直方向上周期性分布的灰度构成,这样可编6个码。将竖条按由这些码构成的伪随机序列排列,得到编码图案。测量时,对拍摄的编码图案解码,通过子序列匹配来确定对应正弦条纹的级次。设计了采用DLP投影仪及高速摄像机的高速测量系统。采用提出的方法实现了640×480分辨率下每秒60帧和320×240分辨率下每秒120帧的三维形貌及纹理采集。     

计算彩色彩虹全息术颜色复现机理分析

基于颜色传递和匹配原理,讨论了彩色计算全息色系和计算机显示色系下颜色量的一般转换关系,同时研究了计算全息物光波振幅和其对应的颜色量之间的等色传递问题,建立了计算全息物光波振幅与计算机显示色系下颜色量之间所应满足的关系。在此基础上对计算彩色彩虹全息术颜色复现机理进行了详细的讨论,给出了计算彩色彩虹全息术颜色复现时的三原色。     

数字全息信息记录最大化及简化相移技术

本丈从信息论的角度研究了数字全息信息量与记录光路的关系,证明了同轴傅里叶变换全息是实现全息信息量最大记录的光路.同时提出了一种新的简化相移数字全息显微技术,本技术采用四分之一波片作为相移器,结合计算机模拟原参考光,只需进行一次相移,拍摄两次全息图和一次物光强度分布图就可以有效的消除数字全息再现像中的零级像和共轭像.将新的相移技术与同轴无透镜傅里叶变换全息相结合,简化了相移步骤,实现了数字全息再现实像最高像素输出,从而提高了数字全息再现像分辨力.     

计算机与光学相结合的动态彩虹全息研究

提出一种将数字全息术和传统光学全息结合的方法制作动态全息图。首先通过三维扫描仪获得实际三维物体不间姿态的物光分布数据,然后利用计算机全息技术获得高质量的二步彩虹中的主全息图H1,最后再用光学的方法得到彩虹全息图。该技术充分利用了计算全息技术的灵活性,同时解决了视角和白光再现的问题,获得了较好的实验结果。     

线阵CCD棱镜光谱仪及其误差分析

介绍了用于颜色测量的线阵 CCD棱镜光谱仪系统的工作原理 ,测出了系统的光谱灵敏度并作了实验验证 ,对系统的误差原因及改进措施进行了分析。     

计算全息三维显示的信息量及其简化

全息信息简化是基于波前再现的全息三维显示技术重要的课题。对全息三维显示的信息量与再现像的视差角与视场角的关系进行了分析,指出全息三维显示的巨大信息量是为了提供足够的视差和视场,以达到人眼立体视觉效果。在牺牲垂直视差并保证足够的水平视差角和视场角的条件下,利用光栅对全息图进行取样,计算了光栅取样全息图对信息压缩的极限,分析了简化后全息图再现像的特点和存在的问题,对于信息压缩后的光栅取样全息图的再现进行了设计。     

二维物体模压周视彩虹全息图的拍摄方法

本文提出一种简单实用的模压彩虹全息拍摄方法。制作母板时 ,曝光两次 ,第二次曝光时狭缝与物体的相对位置转过 90°角。在白光照明下 ,转动模压全息图一周 ,可以从各个不同角度观察到物体的再现像 ,达到周视的效果。该方法在增大观察视角方面进一步推进了模压全息图的制作技术 ,具有实际意义。     

CT图像的计算机制全息三维重建

提出用计算机制全息术实现CT图像的三维重建。首先研究了CT图像的三维信息融合,用计算机模拟CT图像的物光波,用菲涅耳计算全息图的方法,把CT图像的二维信息融合成三维信息,获得菲涅耳全息图。然后将计算机制全息与光学全息相结合,记录彩虹全息图。最后用扩展的白光再现,获得逼真无畸变的真正的三维立体图像,充分发挥了计算机制全息与光学全息的优势。在全息图的计算中利用了快速傅里叶算法,大大缩短计算时间。根据不同的观察需要制作了两种不同效果的全息图,并给出了理论分析和实验结果。     

利用差分方法实现相息图快速计算

在相息图的理论基础上，采用差分方法计算物点和相息图样点之间的距离r。重点讨论了差分计算方法，在保留重要图像细节的基础上，该方法的运算速度比平方根准确计算的方法提高10倍以上。对平方根准确计算r及差分方法计算r得到相同大小的相息图所需时间及实验结果进行了比较。     

数字全息显微定量相位成像的实验研究

建立了一套预放大式数字全息显微成像系统,通过对样品进行显微放大,实现了高分辨率的定量相位成像;并通过计算机控制相机自动曝光记录序列的数字全息图实现了动态相位成像。用标准样品验证了系统测量的准确性;以活体洋葱表皮细胞和血红细胞为样品,获得了清晰的定量相位像;以置于水环境的草履虫为样品,实现了动态成像。实验结果表明建立的系统可以实现高分辨率的动态定量相位成像,可以应用于生物活体样品的显微研究。