基于数字全息术的粒径测量的仿真研究

主要介绍了同轴数字全息的基本概念、原理、方法及其在粒子直径测量中的应用,并进行了计算机仿真研究.基于Matlab软件,采用计算机随机生成仿真粒子,然后生成全息图,最后通过数字再现进行粒子直径测量,并与仿真粒子进行了比较,给出了判别粒子聚焦的方法,证明了该方法的适用性.     

相移误差对数字全息重建的影响

本文运用数字全息理论,分析了同轴相移数字全息中相移误差对物光波重建的影响,并使用计算机进行了模拟.首先,我们指出了相移数字全息中,第一步的相移误差对重建质量有决定性的影响.其次,我们使用计算机进行了分析.结果表明:相移误差的绝对值决定了重建的质量,相移误差的符号决定了重建相位分布和真实相位分布的差异.     

电子学全息术用于三维物场分层再现的实验实现

基于电子学会息术（又称数字全息术）记录和再现光学全息图的原理和方法，设计了一种适合于用于尺寸较小的CCD靶面直接记录光学全息图的实验光路，并由此实现了三维物场清晰的分层再现。讨论了物场频谱的有效分离及提取方法，并提出了利用双参考光原理改善全息图再现像空间频谱带宽的新思路。与传统的光学全息术相比，电子学全息术借助于高分辨率CCD记录及高速计算机数字处理技术，可以实现光学全息图的数字化记录和重现。同时在不改变光路的前提下，可以较高的重复频率完成光学全息图的记录，以便于记录三维物场的变化过程，并且可以接近实时地再现物场或对物场进行逐层分析，因而是一种准实时的新型全息成像技术。     

无透镜傅里叶变换数字全息图记录和再现研究

利用传统无透镜傅里叶变换全息理论，分析了无透镜傅里叶变换数字全息的记录、再现和物像关系，推导了满足记录采样和再现像分离的记录条件，进行相应的计算机模拟分析和实验研究．结果表明：无透镜傅里叶变换数字全息术可以方便地提高数字全息的分辨率和扩大记录物体的尺寸，对数字全息技术的发展和应用研究有重要的意义．     

脉冲激光全息术应用于喷油咀喷射雾化情况的研究

本文报导了将脉冲激光全息术应用于喷雾情况的研究。已成功地摄取了国产某型喷油咀喷雾粒子场的离轴和同轴全息图,获得了清晰的三维再现象,并观测了燃油颗粒的空间分布以及它们的大小。     

无透镜傅里叶变换数字全息记录与再现

为了有效的记录和再现物体的数字全息图,搭建了无透镜傅里叶变换数字全息装置.根据传统全息理论,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的记录、再现原理和实验要点,并进行相应的数字图像处理.结果表明:采用无透镜傅里叶变换数字全息术可以很方便的显示物体的再现像,同时记录物体的振幅和相位信息.此法操作简单,尤其在微小物体的三维形貌测量上将有着非常重要的作用.     

用数学法解析激光全息术

对激光全息术进行数学分析和讨论之后，描述了激光全息术的记录和显示过程，为计算机制全息图、光学图象处理及光计算的发展提供了数学分析基础。     

数字全息关键技术研究

数字全息术开辟了全息术的新纪元,但实现数字全息术需解决许多关键技术。本文以CCD和EALCD为数字全息基本器件,从理论上和实验上研究实现数字全息的关键技术,即如何使光学系统满足时间相干度、空间相干度、空间带宽积、光束偏振度、条纹对比度、分辨率条件和物距条件,以达到高精度全息测试;并基于这些条件,设计了数字全息测试系统;应用该系统,实现了高清晰度数字全息再现。基于数字全息信息的数值特点,利用计算机技术,采用了Laplacian算子滤波,提高了干涉条纹的对比度,从而为提高测试精度提供了高对比度的干涉图。     

低频全息光栅的制作

光栅是一种具有周期性结构的光学元件,其制作方法有很多.全息光栅与刻痕光栅相比有着更多的优点,如光谱中无鬼线、杂散光少、分辨率高等,因此,全息术成了制作光栅的首选方法,其中光路的选用在制作过程中就尤为重要了,但现有的制作方法选用的光路却不是很恰当,为此,对其进行了改进.     

合成狭缝彩虹全息图的分析

彩虹全息是全息显示中一种十分重要的能用白光再现的全息术,然而加入狭缝后降低了光能的使用率。为此八十年代初发展了一种合成狭缝的方法,近十年来不少学者对此方法进行了多方面的研究探讨,并发表了多篇论文,提出了不同的记录系统和方法。本文从基元全息图出发,分析了合成狭缝全息图的本质特征,获得了其普遍规律,指出了它的优缺点,并对有争议的问题进行了评述。     

基于显微数字全息的生物薄膜折射率的测量

提出了一种基于显微数字全息相位重构图像的生物薄膜折射率的简便测量方法。利用角谱法对生物薄膜的显微数字全息图像进行重构,得到其复振幅分布,从中获得激光通过生物薄膜后的相位变化与薄膜厚度、薄膜中液体的折射率及薄膜折射率间的定量关系。通过等厚干涉和阿贝折射仪测得膜的厚度与液体的折射率,再从定量的相位变化中获得生物薄膜的折射率。以洋葱内表皮细胞层折射率的测量为例,进行了相应的实验验证,得到了波长为632.8nm下的折射率。理论与实验均表明,该方法是有效和切实可行的。     

数字全息的研究进展

介绍了数字全息的基本概念和原理,以及在动态测量上的应用,分析了目前消除数字全息再现物体图像时零级光影响的常用方法,重点介绍了相移技术.为提高再现物体图像质量,还介绍了光学超分辨在数字全息中的应用.     

版权保护中基于数字全息术水印的应用

提出了一种基于数字全息术的用于版权保护的水印方法.首先将含有版权保护信息的图像生成数字全息图,然后通过小波变换将其作为水印嵌入要保护的对象,对提取的水印进行数值重构可以得到版权保护信息.由于全息图具有不可撕毁的特性,所以该方法对各种攻击具有较强的抵御性.测试结果证明,该方法的鲁棒性较好.     

一种提高数字全息再现像质量的方法

针对数字全息中零级像和共轭像的存在影响数字再现像的质量这一问题 ,采用四步相移方法 ,对离轴数字全息图采用相加运算处理 ,能较好地去除零级像及共轭像 ,提高了信噪比 ,从而提高了再现像质量 .     

数字全息再现中的积分核近似问题研究

对数字全息再现中的菲涅耳近似核hFz和Fresnel-Kirchhoff衍射积核hz进行了理论分析。得出了在满足菲涅耳近似条件下,这两种积分核再现具有等同性,同时hFz核再现具有缩短计算时间的优点,并给出了利用hFz积分核数字再现的实验结果。而在数字全息显微术中,hz核再现可以得到高的分辨率,并进行了数值模拟。     

基于小波变换的数字全息再现像质量提高方法

数字全息再现像中存在的散斑噪声严重影响了数字全息的应用,通过分析边缘检测方法和小波变换阈值去噪方法的原理,提出了一种基于边缘检测的小波变换散斑噪声去除方法。首先利用高斯-拉普拉斯算法获得边缘图像,进而通过Neyman-Pearson准则获得自适应阈值,并采用改进折中阈值函数对边缘图像和非边缘图像小波系数进行处理,将两者处理后的小波系数相加,并进行反变换得到处理后的图像。研究结果表明,该方法能够较好地在去除散斑噪声的同时保留图像细节。     

数字全息显微中的自动聚焦

为实现快速、准确的自动聚焦,采用理论分析和实验验证相结合的方法,对显微数字全息自动聚焦所采用的数值重建算法、全息图零级谱滤除和聚焦评价函数等相关问题进行了研究。结果表明:菲涅耳变换重建算法完全可以用于数字全息自动聚焦中;全息图零级谱的滤除使得基于菲涅耳变换算法的自动聚焦过程无法实现;灰度方差函数、傅里叶频谱加权对数函数和标准偏差相关函数可以有效地用于显微数字全息数中的自动聚焦,其中傅里叶频谱对数函数计算时间最短,是首选的聚焦评价函数;利用再现像光场中部分区域作为聚焦判断依据,可以大大缩短自动聚焦时间。     

Development of a mass model in estimating weight-wise particle size distribution using digital image processing

Particle size distribution of coarse aggregates through mechanical sieving gives results in terms of cumulative mass percent. But digital image processing generated size distribution of particles, while being fast and accurate, is often expressed in terms of area function or number of particles. In this paper, a mass model is developed which converts the image obtained size distribution to mass-wise distribution, making it readily comparable to mechanical sieving data. The concept of weight/particle ratio is introduced for mass reconstruction from 2D images of particle aggregates. Using this mass model, the effects of several particle shape parameters(such as major axis, minor axis, and equivalent diameter) on sieve-size of the particles is studied. It is shown that the sieve-size of a particle strongly depend upon the shape parameters, 91% of its variation being explained by major axis, minor axis, bounding box length and equivalent diameter. Furthermore, minor axis gives an overall accurate estimate of particle sieve-size, error in mean size(D-50) being just 0.4%. However, sieve-size of smaller particles(20 mm) strongly depends upon the length of the smaller arm of the bounding box enclosing them and sieve-sizes of larger particles(20 mm) are highly correlated to their equivalent diameters. Multiple linear regression analysis has been used to generate overall mass-wise particle size distribution, considering the influences of all these shape parameters on particle sieve-size. Multiple linear regression generated overall mass-wise particle size distribution shows a strong correlation with sieve generated data. The adjusted R-square value of the regression analysis is found to be 99 percent(w.r.t cumulative frequency). The method proposed in this paper provides a time-efficient way of producing accurate(up to 99%) mass-wise PSD using digital image processing and it can be used effectively to replace the mechanical sieving.