数字全息显示中的三维物体信息量及其压缩

从人眼的双目视觉理论出发 ,研究了在双眼所能观察的视觉空间内 ,三维物体的信息量、全息图的信息量以及它们之间的关系问题 ,并给出了具体的计算方法及结果 ,为全息图信息压缩提供了理论依据和压缩途径。     

一步法数字合成全息图的畸变分析与矫正

介绍了一步法数字合成全息图的拍摄方法,分析了其图像预变换的方式、再现原理和产生畸变的原因.并从实验上,验证了其畸变的机理、提出了矫正的方法.     

压缩感知相移数字全息术

相移数字全息图用传统数字再现可以消除零级像与共轭像,但数字全息术记录的全息图及数字再现像的分辨率被CCD的分辨率所限制.将新兴的压缩感知算法用于数字全息图的稀疏重建,以实现由部分全息图数据得到高分辨率再现像.分析了压缩感知用于重建数字相移全息图的原理,并利用该算法对计算机模拟的相移全息图进行了重建.结果表明,压缩感知算法能够对数字全息图稀疏重建,利用50％的部分全息图数据重建出了较高质量的再现像,并消除了零级像和共轭像.当选用合适的观测器如数字微反射镜器件或随机位相片实现随机观测矩阵时,可以实现单像素成像,从而突破记录全息图CCD分辨率的限制.     

电子束刻蚀数字像元全息图

作者 在研制激光数字点阵全息图的基础上,尝试使用束刻系统制作 数字像元全息图以期用于防伪和保密模压全息图的制作 。并对电子束刻蚀系统制作 数字像元全息图的优缺点加以讨论。     

基于数字全息图记录方法的实验研究

本文从数字全息记录及再现的基本原理出发,设计出了记录硬币,以及立体人像全息图的方法.相比较而言,硬币属于平面物体,能很好的控制其反射的光线,也使得记录其全息图变得相对简单.而诸如人像等三维物体不同于硬币,光照到后会发生散射现象,故反射光线的方向很难控制,且物光很微弱,所以要想记录其全息图是较困难的.经过不断的探索,本文设计出了可以较好的记录人头等三维物体的光路图,并通过数字再现得到了比较满意的效果.最后,提出了一种消除零级衍射的方法,可使图像更加清晰.     

全息图的计算机模拟再现

利用计算机模拟再现全息图的方法,为计算机制全息图和电子全息图的处理和传输过程中再现像像质评价提供了一个客观灵活的分析手段。     

用数字微反射镜器件合成体视全息图拍摄系统

本文介绍了数字微反射镜器件（DMD）的工作原理和使用DMD的合成体视动态全息图拍摄系统。本系统采用计算机图形输入和处理技术,以在DMD上分别产生的数十幅分立时间序列的物体的不同角度图像制做出有体视效果的动态全息图。     

离轴菲涅尔全息图的数字再现

分析了离轴菲涅尔全息网的数字再现过程中照明光的角度参数对再现像质量的影响,提出了通过分析全息图的空间频谱结构自动提取最佳照明光方向参数的方法,进而应用MATLAB实现了数字离轴菲涅尔全息图的自动再现,其中参考光的角度参数是通过分析全息图的空间频谱结构自动提取的,数字再现像面的精确定位则可以通过自动聚焦算法来实现,并利用数字全息记录和再现过程中得到的物距参数准确标定了图像传感器的像素尺寸,给出了有关理论分析及实验结果。     

数字全息技术在反源问题中的应用

本文从数字全息记录与再现技术特点出发,探讨数字全息技术在反源问题中的应用。分析了用数字全息图探测光波复振幅的方法。讨论了数字全息再现原始像的方法,并将其应用于光源的重构。     

基于数字化全息的虚实混合场景动态三维显示

提出了一种数字全息图（DH）与计算机制全息图（CGH）结合的虚实混合场景全息三维显示方法。首先采用无透镜傅里叶变换数字全息图记录真实场景三维信息。接着根据空间光调制器像素间距对DH进行采样频率变换。然后在频域对变换后的DH进行高通滤波及场景的缩放、面内旋转、平移等操作。最后采用双极强度法计算虚拟场景的CGH。计算中,将处理后的DH作为双极强度叠加的初始值,从而实现了真实和虚拟场景全息图的融合。搭建彩色动态全息三维显示系统对提出的方法进行了实验验证。对商用反射式液晶4 K投影仪进行了改造,实现了30 fps的彩色动态全息三维显示。实验结果表明所提出的方法实现了DH和CGH的高效融合,为虚实混合场景动态全息三维显示提供了一种有效途径。     

同轴菲涅耳全息中提取相位的算法

同轴全息术得到的相位通常都有弯曲和畸变,且0级和±1级再现像相互重叠,使得以往在离轴全息中常用的相位补偿处理技术在同轴菲涅耳全息中效果不佳。为了解决该问题,采用一种仅需拍摄一幅同轴菲涅耳数字全息图,对该全息图做必要处理得到另一幅全息图,通过将两幅全息图的衍射再现光场相减消除相位弯曲,以及0级像和矩孔衍射对相位的影响,从而提取待求光场相位近似值的方法,进行了相应的理论推导和实验验证。结果表明,该算法相较以往使用的相位掩膜方法能够得到更好的结果。     

利用数字全息和相位恢复算法实现信息加密

提出了一种基于数字全息技术和相位恢复算法的信息加密方法。运用相位恢复算法得到数字全息图的纯相位频谱分布,实现了对全息图的加密;对纯相位频谱分布实施逆傅里叶变换(IFT)则可以得到解密后的全息图。利用菲涅耳近似法和卷积法对解密后的全息图进行数字重构得到了再现像。该加密方法区别于常用的随机相位加密方法,不再需要制作随机相位板。实验结果表明,该加密方法既适用于对二维图像加密,也适用于对三维物体进行加密。     

一种制作具有一定可视角度的傅里叶变换计算全息图的新方法

提出了一种制作三维物体具有一定可视角度的傅里叶变换计算全息图的新方法.根据CT断层扫描原理,通过从三维物体的二维数码照片中提取信息的方法制作傅里叶变换计算全息编码图.利用数字微反射镜(DMD)将制成的傅里叶变换计算全息编码图记录到全息干板上.为制作计算全息图提供了一种新的方式.     

再现光对数字彩色全息图再现像质量的影响

基于色彩合成的数字彩色全息方法，研究了不同波长的再现光对数字彩色全息图再现像质量的影响。引入了偏移因子，进一步分析再现光对再现像的影响。在保证再现光与记录光波长相同的条件下，三基色全息图的分色再现像能够准确重合，并经过色彩合成可获得原物体清晰的彩色再现像。理论推导和实验结果证明：该方法对消除色串扰有很好的效果。     

基于全变差重构算法的数字全息研究

为了消除传统算法对数字全息重构过程中会出现0级像、共轭像干扰的问题,将压缩感知理论与数字全息图再现相结合,提出了基于全变差的两步迭代收缩阈值重构算法（TwIST）,并应用于数字全息图压缩感知全息图重建。 TwIST算法根据重构成分的特点增加正则约束,对相应的形态进行调整,在满足全变差最小的特性的基础上进行重构,提高了重构全息图的质量。结果表明,TwIST算法可以对数字全息图稀疏重建,利用35%的部分全息图数据进行图像重构,重构图像峰值信噪比为36.46dB,且没有0级像和共轭像等干扰。该研究结果对实现计算全息的实时性具有重要的意义。     

改善数字全息再现像质量的背景强度补偿法

为了完全消除CCD背景噪声和杂散背景光对数字全息再现像质量的影响,在全息图强度分别减去参考光波和物光波强度相减法和全息图强度分别减去参考光波和物光波强度及CCD背景噪声相减法的基础上,提出了改善数字全息再现像质量的背景强度补偿法。介绍了背景强度补偿法的原理,并实验对比了全息图的直接再现像及应用背景强度补偿法对不同背景强度下获得的全息图处理后的再现像。结果表明,背景强度补偿法显著地改善了再现像质量,降低了对数字全息图记录环境的要求。