数字再现三维物体菲涅耳计算全息的研究

提出了一种用计算机产生和再现三维物体离轴菲涅尔（Fresnel)全息图的数字方法。采用Born近似法则建立了理想三维的物体模型；利用博奇（Burch)编码方法制作了此三维物体的计算全息图。通过卷积和快速傅立叶变换（FFT）的方法计算衍射积分，以数字聚焦的方法进行再现，通过改变再现距离，获得了三维物体各截面的再现像。直接利用数字滤波技术消除了虚像和零级像，得到了清晰的实像，给出了此三维物体的计算全息图及其不同截面的数字再现结果。     

像全息的水下应用

基于开发海洋事业的需要，对如何拍摄好水中物体的全息图进行了详细的理论分析，并利用像全息的方法成功拍摄到了一系列富有工艺美感的水下物体的全息图。针对拍摄的全息图进行了细致的定性、定量分析，最后对仪器开发和应用前景作了初步的探讨。     

计算全息三维显示的数据压缩编码技术

全息三维显示能够重建真实场景的光场,提供全部的深度感,成为真三维显示的最佳解决方案之一。计算全息三维显示只需要知道物光波的数学描述,可以灵活地控制波前,显示出虚拟的三维物体。但是,巨大的数据量和计算量阻碍了计算全息三维显示的实用化。文中提出了计算全息三维显示中多个环节的数据压缩编码技术,包括三维物体的稀疏采样、全息三维视频压缩编码的优选和参数优化、全息图分形压缩算法,有效地压缩了数据量,并利用GPU的并行运算能力实现了全息图的快速计算。     

用参考物体全息法测量位移矢量方向

本文提出了一种测量物体位移矢量方向的方法一参考物体全息法，该方法将一个参考物体置于被测物体的一侧，然后在一张干版上记录两个双曝光全息图：一个是受到干版位移调制的被测物体和参考物体的双曝光全息图，一个是被测物体的非调制干涉图。前者用于测量位移矢量的方向，后者用于测量被测体位移的数值场。文中主要介绍了参考物体全息法测量位移矢量方向的原理。文后给出了实验结果。     

全息干涉法与斑纹干涉法相结合测量物体三维微小位移

本文介绍了在同一张双曝光的象平面全息图上测量物体三维微小位移的方法。其中离面位移用双曝光全息干涉法来测量,而面内位移则通过对该全息图中同时包含的迭加斑纹图样作光学傅里叶变换来测量。文中首先叙述测量的基本原理,然后给出一组实验结果。     

三维物体计算全息的方法研究

为了探索提高三维物体计算全息图的生成速度的方法,比较了两种不同的方法。根据全息理论,对三维物体计算全息图的生成方法和原理进行了简单介绍。采用离轴全息进行的点源法和同轴全息进行的层析法分别对简单三维物体的全息图进行计算,同时对两种方法的特点和局限性进行了简单的比较,点源法方法简单,但运算速度较慢;层析法则需要在保证纵向分辨率的同时尽可能少的减少分层数量。最后,讨论了提高三维物体计算全息图生成效率的有效途径。     

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。     

用散斑照相法分析工程结构的三维形变

本文阐述了用白光散斑或激光散斑照相法分析实际工程结构的三维位移的实用技术，推导了三维位移的定量分析方程，提出了位移矢量指向的判别及剔除刚体位移的方法。由实验验证了这一理论分析，并应用此技术测试了一台精密车床主轴箱的三维热变形。     

多三维物体菲涅耳变换数字实现方法

提出一种在同一张全息图上记录多个三维物体菲涅耳衍射分布的数字化编解码方法。首先利用一次快速傅里叶变换算法计算三维物体全息面上的物光波复振幅分布;然后对物光波数据预处理以克服频谱面上各三维物体数字频谱的混叠问题;最后控制不同的载频系数制作计算全息干涉图。数字再现通过在全息图数字频谱面的特定位置提取有效频谱分量,再计算离散菲涅耳逆变换的方法实现各原始三维物体的数字重建。仿真实验结果表明所提出的方法实现了不同制作参数的多个三维物体的同时记录,并且具有良好的数字再现质量,全息图制作参数如波长、再现距离、载频系数还可作为密钥,实现多个三维物体的加密存储。     

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。     

第三机械工业部召开激光全息摄影在叶片测振及三维位移定量分析中应用技术交流会

为加速我国科学技术的发展,早日实现四个现代化,第三机械工业部于一九七七年十一月下旬召开了“激光全息摄影在叶片测振及三维位移定量分析中应用技术交流会.”这次会议重点交流、讨论了激光全息技术在航空发动机零部件振动应力形变分析中的应用,特别是发动机叶片振动和三维位移场的定量分析.会议共有31篇有关资料,大会上报告了20篇,如606所、608所和同济大学的“用单张激光全息图对三维形变的定量分析报告”受到代表们的好评.他们不仅做了大量工作,取得了一定的成绩,而且试验     

用双参考光拍摄干板两侧物体的三维全息图

本文用双参考光束、折摄干板两侧物体的三维全息图，获得了在全息图同一侧观察到被摄物体再现象的效果。     

一次光学变换同时提取面内与离面位移信息

我们在文献[1]中已报导了我们采用的全息干涉法与斑纹干涉法相结合来测量物体三维微小位移的实验。虽然是在同一张底片上记录了物体面内与离面位移的信息,但是提取这两种信息仍要分两步来完成。即先用重现全息图的方法提取出物体离面位移的信息,然后对底片作光学傅里叶变换提取出     

无独缝一步彩虹全息术

本文提出了用条形散斑屏记录三维透射和反射物体的一步彩虹全息图的方法,给出了理论分析和实验结果。     

新的大景深周视全息术

本文利用旋转光楔多重全息术和大景深全息照相技术，采用同步旋转光楔和物体的方法，研制出用普通的Ｈｅ－Ｎｅ激光器拍摄大景深物体的周视全息图技术。其特点是把大景深物体的周视全息图拍摄在同一干板上，并可同时再现。该技术简单易行，便于推广使用。文中给出理论分析和实验结果。     

体视数字像元全息图的研究

基于多幅图像编码合成的原理,对体视数字像元全息图的制作进行了实验研究。通过对物体分立时间序列多幅图像像元光栅方向和位移编码并组合,制作出了具有体视效果的数字像元全息图,其视觉效果与传统的三维拍摄效果类似。实验采用9幅图像进行了编码组合,单幅图像分辨率400dpi,光刻光斑分辨率为1200dpi,图像问位移编码为0．207mm。     

利用激光全息干涉法测量微小机械变形方向

提出用可分离双参考光两次曝光全息测量物体变形方向的方法。设计的光路系统用两个平面反射镜将一束扩展激光束分成两束参考光和一束物光,籍此记录物体变形下的可分离双参考光两次曝光全息图。该全息图再现的两个像的图层可以被分离,再现的全息干涉图上的条纹可通过改变曝光次序和微位移再现参考光虚点光源的位置而移动。物体变形方向、干涉条纹移动方向和反射镜位移方向以及曝光次序之间有确定的关系。该干涉图含有物体变形方向和位移数值两种信息。从理论上重点分析了物体变形方向信息所遵循的基本规律,并由此得出了测量物体变形方向的方法。最后给出了实验结果。实验表明提出的方法和理论是正确的,物体变形方向的检测正确率可达100%。     

傅里叶变换轮廓术中由于坐标混淆而产生的高度测量误差的修正北大核心CSCD

傅里叶变换轮廓术是一种主动投影光栅测量物体表面三维形貌的技术,只需要一幅结构条纹图即可对整个范围进行分析。该方法通过对物体表面投影产生的变形光栅的相位与参考面的变形光栅相位相减,从而得以测量高度分布。但该方法在发散照明光路中所测量高度对应的坐标值只是一个近似,在做精确测量时还需要做理论修正。在理论上阐述了由坐标选取混淆产生的高度测量误差的原因,并对其做了一级修正。在实验上采用红绿双色条纹技术,并结合Matlab软件对误差做了定量分析。     

傅里叶变换轮廓术中由于坐标混淆而产生的高度测量误差的修正

傅里叶变换轮廓术是一种主动投影光栅测量物体表面三维形貌的技术,只需要一幅结构条纹图即可对整个范围进行分析。该方法通过对物体表面投影产生的变形光栅的相位与参考面的变形光栅相位相减,从而得以测量高度分布。但该方法在发散照明光路中所测量高度对应的坐标值只是一个近似,在做精确测量时还需要做理论修正。在理论上阐述了由坐标选取混淆产生的高度测量误差的原因,并对其做了一级修正。在实验上采用红绿双色条纹技术,并结合Matlab软件对误差做了定量分析。     

基于立体匹配技术的数字全息三维形貌重构

针对数字全息对物体三维形貌的重构与测量,提出了一种将数字全息术与立体匹配术相结合的三维测量方法。首先利用离轴菲涅耳数字全息系统,采集三维物体的单幅离轴菲涅耳全息图;然后将获取的数字全息图分为两个部分,分别进行数值再现,可以得到两个再现像,两个再现像存在视差。最后利用立体匹配算法获取两幅视图再现像的视差,根据几何关系获取物体的深度信息,重构物体的三维形貌。实验中,分别对不连续物体和连续物体进行三维形貌的重构,得到了准确的三维物体深度信息。数值模拟和初步实验结果表明该方法有效可行。