基于任意偏振态的数字全息散斑去噪

数字离轴全息图重建的物体图像会有明显的散斑噪声,本文利用降低相干度的方法来实现散斑去噪。具体方法是通过任意偏振态的物光和线偏振态参考光实现干涉记录,通过这些光场进行平均处理可以有效减少数字全息中产生的散斑噪声。通过控制三个波片的旋转实现任意偏振态,得到多种偏振态下的全息图,多偏振态下重建物体图像的散斑对比度各有不同,对各个重建图像进行对比分析得到最优结果。之后再将各偏振态下的全息图叠加进行重建,重建图像中的散斑噪声得到很好的抑制且比单偏振态下效果更好。从实验结果的分析中能看到这种方法对抑制散斑噪声的有效性。     

减少计算全息再现散斑的多图象平均方法

本文提出了减少计算全息再现散的多图象平均方法。计算机模拟实验和光学实验表明，该方法能有效地抑制计算全息再现的散斑噪声，提高信噪比，得到高质量的再现像。     

反射式同轴非相干数字全息显微成像系统研究

当前,数字全息显微主要采用相干性好的激光作为光源,对设备及环境条件要求较高,且会在全息图中引入大量的散斑噪声和寄生干涉条纹。基于非相干光照明下的数字全息可以很好地解决以上问题。采用非相干光作为光源,空间光调制器和CCD组成非相干干涉仪作为全息记录模块,从波动光学角度分析了该模块的记录及再现原理,给出了系统的点扩展函数、横向放大率和再现距离。采用该模块结合物镜搭建了反射式同轴非相干数字全息显微成像系统。利用该系统对分辨率板成像,获得与传统宽场光学显微镜相当的空间分辨率。对300~500μm单颗粒金刚钻进行全息拍摄,在不同平面实现了数字聚焦。结果表明,该系统可以快速获取微小物体的三维空间信息,在医学检测、材料分析等领域具有广阔的应用前景。     

抑制相干噪声的环形光源技术

为了提高干涉检测精度,必须抑制系统的相干噪声。根据统计光学建立了带环形光源干涉仪系统信噪比的理论模型,分析了环形光源参数、光场相干面积与系统信噪比之间的关系,以提高信噪比为目标,优化设计并采用计算全息方法控制环形光源的参数。分析结果表明,光场的相干面积与环形光源面积成反比,系统的信噪比主要由环形光源面积决定,面积相等时环形光源抑制相干噪声的效果优于圆形空间扩展光源;环形光源的参数由锥形波前的空间频谱宽度、毛玻璃与焦平面间的距离和计算全息图的空间载波频率控制。传统点光源和环形光源的对比实验表明,环形光源有效地抑制了相干噪声,将系统的平均信噪比从点光源的5.2 dB提高到8.6 dB.     

基于TV-维纳滤波的散斑噪声抑制

数字全息具备成像方便、分辨率高和实时观测等优势,已广泛应用于信息加密、显微观测、医学诊断、元器件测量等领域.但在数字全息成像中,散斑噪声严重影响了再现像的信噪比和成像分辨率,因此为了提高数字全息成像质量,迫切需要抑制再现像的散斑噪声.本文提出了一种基于TV模型和维纳滤波融合的散斑噪声抑制方法.仿真实验表明经该算法处理的再现像平滑效果好,去噪声能力强,和原图的相似度高.     

利用EALCD的数字全息干涉术

基于电寻址液晶(EALCD)读写图像实时、衍射效率高的特性,设计了以EALCD和CCD为关键器件的数字全息干涉系统.系统满足空间带宽积,时间、空间相干度和偏振度的要求,提高了干涉条纹的对比度,降低了散斑噪声等影响,实现了数字全息干涉术的高精度测试.利用双曝光全息干涉术原理,应用Matlab编程取代传统相移术中的压电位移...     

激光主动探测图像散斑自适应滤波抑制方法研究

激光主动照明成像具有作用距离远、系统分辨率高、可在低照度背景等复杂环境下获取目标图像等优点,但探测图像会受散斑噪声干扰.把高斯滤波、均值滤波和自适应滤波方法分别应用到仿真实验中进行散斑噪声抑制,实验表明:与高斯滤波和均值滤波相比,自适应滤波能有效抑制图像噪声,保留图像的边缘和细节信息.利用自适应滤波方法对获取的单帧和多帧累加平均的激光主动探测图像进行散斑抑制实验,使用散斑对比度进行定量分析,结果表明多帧短曝光图像累加平均可有效抑制图像的散斑噪声,自适应滤波可进一步降低图像的散斑噪声.     

激光成像系统图像散斑抑制算法比较

CO2激光相干成像系统具有分辨率高、抗干扰能力强、能三维成像等特点,但其所成图像易受到散斑噪声的污染造成分辨率下降,因此研究适用于此成像系统图像散斑噪声抑制的算法具有重要的实用价值。文中对常用的噪声抑制算法:中值滤波、同态均值滤波和Lee滤波进行了介绍,并将其应用于CO2脉冲激光相干成像系统图像的散斑噪声抑制处理,比较了三种算法的处理结果。结果表明,采用小窗口、不迭代Lee滤波进行处理时,既明显抑制了散斑噪声,又有效保持了图像的边缘信息,所以用它进行激光成像系统图像散斑噪声抑制处理是合适的。     

0.85μm近场相干探测的光学系统研究

通过对散斑场及扩展光源相干扰的分析，提出信号的非相干程度与散斑数有一对应关系。信号的这种非相干性对外差效率的减弱可以用散斑数对其产生的影响表示，即在本振场为单一模式情况下，外差信噪比与散斑散的１／２次方成反比关系。     

激光投影显示中新型散射体的散斑抑制

激光的强相干性造成了激光投影显示中出现大量干涉条纹和散斑,为了消除干涉条纹和散斑对图像质量的影响,采用旋转新型散射体(Engineered DiffuserTM)的方法在一定积分时间内获得叠加的清晰图像。首先,介绍了激光投影显示中散斑的成因及采用时间平均抑制散斑的理论依据。接着,分析了传统散射体毛玻璃和Engineered DiffuserTM在结构及功能上的区别。最后,建立了旋转新型散射体抑制散斑的激光投影显示实验装置,对比验证了旋转新型散射体抑制散斑的效果。实验结果表明:散斑对比度降低到3.08%,图像质量良好,无明显干涉条纹。该方法满足商用激光投影显示体积小、简单易行等要求。     

反射式离轴数字全息再现像中的噪声抑制

为了抑制反射式离轴数字全息再现像中的零级像和散斑噪声对再现像的影响,利用高斯核函数在空域对数字全息图进行低通滤波,再用原数字全息图减去滤波后的低频信息来抑制零级像,采用非局部均值滤波来抑制散斑噪声。实验结果表明空域高斯核函数处理法能有效地抑制零级像,非局部均值滤波可以抑制散斑噪声但对部分细节的保持能力不强,改进后的非局部均值滤波在抑制散斑噪声的同时能很好地保护细节信息,提高了离轴数字全息再现像的质量。     

基于相关视角多视校正的太赫兹阵列雷达散斑抑制方法

在针对人体安检的站开式太赫兹阵列雷达三维成像中,散斑效应严重影响了对体表隐藏违禁品的检测和识别性能,为此,对全息散斑进行有效抑制有着迫切的需要。利用目标旋转带来的角度自由度,结合目标散射对角度的敏感性,提出了一种基于相关视角多视校正的太赫兹全息雷达散斑抑制方法。在理论上推导了全息雷达散斑强度在相关角度照射下的归一化协方差表达式,给出了相关视角多视处理后的散斑对比度。在实验上利用340 GHz站开式MIMO阵列成像系统的快速成像的优势,对低速旋转目标在相关视角下的单视成像结果进行成像空间旋转校正、目标配准和多视处理。处理后散斑对比度降低至单视散斑的44％,散斑得到了有效抑制,目标轮廓明显,细节更加丰富。该方法能够在不增加系统复杂度的条件下有效抑制散斑噪声,实现图像增强。     

基于多次滤波技术的单次曝光三维物体数字全息

为了改善数字全息重构像质量以达到可实际利用的目的,首先采用以马赫-曾德尔干涉仪为基础的三维物体全息实验光路,运用单次曝光的方法,记录了真实三维物体的数字全息图。由于对该全息图直接计算得到的重构像,受零级衍射光斑和散斑噪声的影响较大,使得重构像质量难以令人满意。为此采用了一套独特的多重滤波数字图像处理方法,即综合运用小波分析与收缩加权平均滤波对实验获得的数字全息图及其数字重构像进行滤波处理,成功地消除了数字重构像中的零级衍射光斑、减小了散斑噪声的影响,得到逼真的三维物体重构像。实验结果表明,该方法简便、实用,可显著提高三维物体重构像的质量。由于采用单次曝光,无需记录多幅图像,此方法便于在实时图像分析处理等领域中应用。     

基于灰度共生矩阵的激光散斑评价方法

为了抑制激光成像中的散斑噪声,采用灰度共生矩阵构建了激光显微散斑分析评价系统。系统采用波长为405nm的激光作为显微系统光源,利用电压驱动音圈电机振动样品对激光散斑噪声大小进行控制,同时采用CCD图像传感器采集不同驱动电压下的激光散斑噪声。通过对散斑噪声的角二阶矩、对比度、熵和逆差距特征参量的分析,较好地表征了激光散斑噪声的变化。结果表明,灰度共生矩阵方法可对激光显微成像中的散斑进行评价。     

利用变形镜抑制光纤模态噪声

光纤模态噪声限制了下一代高精度视向速度光谱仪的测量精度。特别是当使用相干光源进行波长定标时,模态噪声会引起视向速度测量误差,降低视向速度测量精度。为了抑制光纤模态噪声,提出了一种基于变形镜的动态改变散斑花样的技术方法,该方法是在单次曝光时间内通过动态改变变形镜的面型,平滑光纤引起的散斑花样,提高定标光谱的质心稳定性,从而保证视向速度的测量精度。通过实验,利用632.8 nm 氦氖激光器作为定标光源,验证了该方法的有效性。实验结果表明,单次曝光图像包含约105个变形镜形变模式时,可以有效抑制光纤模态噪声。针对分辨率R=100000的光谱仪,单根定标谱线的情况下,光纤模态噪声引起的视向速度定标误差约为19.8 cm/s,与国际上其他技术方法的精度持平,该方法不仅可以提高能量利用率,且不影响光纤的使用寿命。     

彩虹全息干涉术研究曾侯乙编钟的振动模式

本文阐述了用时间平均彩虹全息干涉术研究曾侯乙编钟的振动模式,并分析和比较了光路中各种参数对再现象之单色性和色模糊的影响.通过实验和分析表明,本方法可在任何场合下用白光再现彩虹全息干涉图,并抑制其散斑噪音,因而为该技术走向生产实际应用开辟了道路.文中提出的有关结论完全适用于其它三维振动物体模式的检测.     

SUPPRESSING THE COHERENT SPECKLE OF SAR IMAGES WITH WAVELET ANALYSIS

This paper studies Synthetic Aperture Radar (SAR) images contaminated by the coherent speckle noise with the multiresolution analysis of wavelet transform. This study shows that the influences of the speckle on different frequency components of the SAR image are different, and that the SAR image and the speckle have different manners of singularity. So, this paper presents a denoising method of wavelet analysis to reduce the speckle. Some experiments approve that this method not only suppresses the speckle effectively, but also preserves as much target characteristics of the original image as possible. It shows that this denoising method of wavelet analysis offers a very attractive alternative to suppress the coherent speckle noise of the SAR image.     

FMCW反射计检测距离影响因素分析

频率调制连续波（FMCW）反射计以其高动态范围和窄的空间分辨率优势,在光网络检测、集成光路诊断和光纤传感等领域有着广泛的应用前景。在介绍FMCW反射计基本原理的基础上,分析了光源扫描重复频率、光源功率与FMCW反射计检测距离之间的关系,并探讨了光源相干长度和相位噪声对检测距离的影响。理论分析表明,当待测光纤的长度接近光源的相干长度时,中频信号和相位噪声之间的信噪比会急剧下降,所以FMCW反射计要使用高相干性的光源和一定的相位噪声补偿方法才能应用于长距离的光纤检测。     

光学相干层析成像中散斑噪声减小算法

干涉测量中的散斑噪声极大地限制了光学相干层析(OCT)成像中特征信息的提取,因此,如何减小散斑噪声成为OCT成像领域的一个重要问题.利用最小化Csiszar Ⅰ-散度的测量方法推出一种散斑最小化算法,不仅可以生成与测量数据一致的图像数据,而且可以推出图像的附加信息,展示了采用散斑最小化算法对人手指正常皮肤的OCT图像散斑噪声最小化处理结果,结果表明,此算法不仅可以极大地减小散斑噪声、提高信噪比,而且能保持清晰的边缘效果.