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.     

数字全息显微术应用于微器件的测量研究

利用数字全息显微测量的方法进行微器件测量,以实现微小形变或者微小位移的测量,继而进行反馈调节,实现实时监测.在学习数字全息的基本理论的基础上,建立无预放大数字全息显微测量系统,对MEMS微器件进行测量.基于菲涅耳近似的再现算法编写了数字全息再现的程序,用频谱滤波的方法对全息图中对图像质量有严重影响的零级项、孪生像进行了有效的抑制,从而使成像质量得到提高,最终获得了其再现三维轮廓,刻槽深度为160nm,栅距为430μm.     

基于空间光调制器的纯位相图像全息显示技术研究

全息显示技术近年来得到飞速发展,为了进行纯位相图像的全息显示研究,根据菲涅耳衍射理论通过使用MATLAB软件编程得到相应相息图,阐述分析了纯位相空间光调制器(SLM)自身栅格结构对整个全息显示系统重构图像的影响,并搭建系统光路进行实验,结果表明在零级主极大附近得到能量较强的四个"一级再现像",后期通过加载数字闪耀光栅对多个一级再现像进行处理,在零级主极大处得到能量最高的再现像,实验验证与理论分析相一致,为进行三维图像全息显示技术的研究奠定了基础。     

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。     

数字全息技术中图像再现方法

数字全息技术虽然在图像处理中采用了先进的数字化技术,但是由于其图像再现过程中受直透光和共轭图像的影响,导致其再现图像的质量较差。为了提高再现图像的精确度和清晰度,必须要采用各种方法实现对图像中噪声信号的去除。本文主要就数字全息技术中图像的再现方法以及图像质量提升方法进行了介绍,希望能够为数字全息技术中图像再现的处理提供可以参考的依据。     

数字全息图再现的有关参数选取

数字全息的再现过程是以数字的形式在计算机中完成的,对全息图有关参数的选取影响着数字全息再现像的结果。基于菲涅耳衍射理论和数字全息再现的原理,通过编程进行仿真实验,深入探讨了再现光波长、全息图像素元大小和再现距离等3个主要参数对再现像的影响。仿真实验结果表明,只要这些参数的取值处在合适的范围内,即可得到满足一定要求的清晰再现像。     

同轴全息三维透明物体的计算机重构

计算机制全息图(CGH)是通过数值计算方法生成全息图.论文将CGH技术与数字全息再现技术相结合,直接用计算机产生理想透明物体的同轴菲涅耳(Fresnel)全息图,来研究全息图的数字再现.通过对全息图进行逐层再现,并利用数字相移术消除虚像和零级像,得到了理想透明物体各层面的再现结果.     

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.     

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．     

数字像面全息双曝光法测量物体位移的研究

采用数字像面全息图与双曝光干涉法相结合测量物体位移,有效地增强了物光强度.提高了干涉图像的对比度,得到了清晰的干涉图像;并将面阵CCD与电寻址液晶EALCD相结合用于全息再现,成功地避免了传统的全息记录材料显影、定影、全息图复位过程以及材料非线性记录等缺点,取得了较好的实验效果.     

同轴全息粒径测量的仿真研究

采用同轴数字全息术和数字图像处理技术相结合的方法对粒子场中的粒径进行测量.阐述了同轴数字全息术的基本概念和原理,确定了粒子的边界并测量了粒子的尺寸,并针对一个粒子和多个粒子的情况进行了仿真实验研究.实验结果表明,测量的相对误差均在8%以内.     

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。     

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.     

近场声全息线阵传声器“扫描”测量方法及其误差研究

研究了近场平面声全息“扫描”测量实验方法、重构中窗函数、K空间滤波器对全息重构的影响．对单个音响做了三个平行面的全息“扫描”测量,然后用中间面的测量声压来全息重构其它两个面的声压,并与实际测量值进行比较,验证了声全息“扫描”测量的可靠性与全息重构的正确性．     

多束参考光大视角彩虹全息术

针对彩虹全息图观察视角狭小等问题,基于全息记录、再现的多重性原理,对多重视角再现作了详细的理论分析,提出了一种多束参考光的一步大视角彩虹全息方法.该方法能实现再现像的多次色序循环,从而使全息图再现像的观察范围成倍增加.经实验成功地拍摄了观察视角为50°的一步彩虹全息图,并且应用效果较好.     

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.