基于硅基液晶的空分复用彩色全息显示研究

彩色全息显示是全息显示的一个重要研究目标。研究了使用RGB三色激光的彩色全息显示技术,提出基于空分复用的彩色全息显示方法。全息光电再现像的成像区域大小和成像区域中心位置依赖于RGB三色激光的波长,通过调节RGB三色分量原图大小以及加载数字闪耀光栅实现RGB三色再现图像分量区域大小和成像中心的重合。基于空分复用的方法建立了彩色全息显示系统,最终的彩色全息显示系统利用空间光调制器加载计算生成的24bit全息图再现彩色图像。实验结果验证了该方法的可行性。     

基于高速相位调制的菲涅耳场相位恢复

多强度相位恢复方法通过改变光学成像系统中的物理参数获得不同的编码衍射图案,实现相位的最佳收敛和高精度重建,无需额外的先验知识等优点;但现有多强度相位恢复方法在获取不同测量的过程中,往往需要不断改变成像系统的物理结构,从而导致成像结构较为复杂,需要精确移动或调整部分光学元件的空间位置,反复地对齐与校准,显著增加了相应的工作量。针对上述问题,本文提出基于高速相位调制的菲涅耳场相位恢复方法,该方法主要使用两种纯相位空间光调制器(电可调透镜/纯相位型硅基液晶)来进行相位的快速动态调制,然后通过自由空间传播到记录平面,被探测器所获取强度信息,不需要透镜装置或者改变成像系统的物理结构,使得成像结构更为紧凑和简单,避免了反复对齐与校准的过程;在重建阶段使用WF算法从获取的多幅编码衍射图案中同时重建光场的振幅和相位。仿真实验验证了本文方法的有效性和鲁棒性。本文方法的成像结构更为紧凑和简单,避免了反复对齐与校准的工作量,具有重要的应用潜力,尤其是电可调透镜调制方案,可适用于高分辨率场景的高速记录。     

基于非常稀疏随机投影的图像重建方法

将非常稀疏随机投影引入可压缩传感CS（Compressed Sensing）理论,提出一种新的CS测量矩阵：非常稀疏投影矩阵。利用非常稀疏投影分布的渐近正态性,证明了新的矩阵满足CS测量矩阵的必要条件。该矩阵由于其构成的非常稀疏性大大简化了图像重建过程中的投影计算,从而提高重建速度。实验结果表明非常稀疏投影矩阵在满足一定测量数目要求的条件下可以精确重建。最后给出了新的测量矩阵与一般采用的高斯和贝努里测量矩阵的重建结果比较和分析。     

分数傅里叶全息图的快速算法及数字重现

论文通过分析菲涅耳衍射积分的快速算法,提出了一种基于快速傅里叶变换的分数傅里叶变换的数值模拟算法,并研究了基于此快速算法的分数傅里叶变换全息图的计算机生成及数字重现。     

基于图割的图像匹配算法

用标号表示视差,建立能量函数,把匹配问题转化为能量函数最小化问题;通过构造网络,使能量与网络的割的容量相联系;利用图的网络流理论给出能量函数的最小化,从而获得图像匹配的视差数据.与目前已有基于图割的匹配算法相比,本算法将标号从1维向量推广到2维向量,适用于更一般情形下的视觉匹配,并且在全局上获得能量函数最小.实验结果表明,所提的匹配算法准确率较高.     

计算机视觉

本文首先扼要介绍了正统的计算机视觉理论及其方法.侧重于通用重构中的不适定问题.然后介绍了目前在计算机视觉中出现的一些新技术和新思想,包括三维深度图象技术及主动视觉等,最后提出了几点供同行们参考的意见.     

单透镜系统中与色散融合的混合相位恢复方法

相位恢复是利用能观测到的强度信息恢复原始相位信息。强度传输方程（TIE）作为一种传统的非干涉相位恢复技术,只需通过测量至少两个相近平面的强度信息即可计算出相位信息。这种方法通常需要通过移动被测物体或摄像机来获取强度图像,不可避免地会产生机械误差。提出了一种新的相位恢复方法:与色散融合的混合相位恢复算法（CD-HPR）。通过设置不同波长的光通过单透镜系统得到物体在同一位置成的像,这样不需要机械运动就能获得聚焦和散焦图像强度,然后结合散焦量与波长之间的关系计算出散焦量,再用强度传输方程计算初始相位信息。角谱迭代算法的使用较好地改进了初始相位值。在仿真实验中,该方法恢复的相位与原始相位之间的均方差为0.1076;同时,通过实验恢复了透镜阵列的相位,实验结果与实际参数的误差为3.4%,证明了该方法的正确性和有效性。该方法扩展了传统方法要求光源为单色的局限性,提高了计算精度。     

基于稀疏表示的多类融合样本中特定目标识别

针对WSN及轮廓检测系统的特点,给出了一种基于WSN的数据处理方法。该方法首先通过主分量分析提取样本特征,然后采用叠加方式对不同样本的特征进行融合,给出数学模型;并以此模型为基础,提出一种新的基于稀疏表示的多类融合样本中特定目标识别算法,该算法根据超完备字典下主要非零系数的分布情况识别出特定目标;数值仿真与实验结果验证了本文算法的有效性,综合性能优于传统方法。     

一种基于图像的全息图计算方法及其模拟重现

传统的计算机产生全息图方法由于在标量衍射的光场描述中没有统一的数值计算方法从而计算复杂度高,而且重构的3D图像的体积和视场都比较小,离市场化的要求较远.提出一种基于图像(而又不同于体视全息)频谱的计算全息图方法,实现了一种基于图像生成全息图的计算及其计算机显示,模拟实验结果验证了算法的正确性.     

体视显示中的一种新技术

体视显示是一种重要的3D显示技术,由于在技术实现上比较简单,因此在广告宣传、教育、娱乐、机械设计、建筑设计、医疗等领域具有广阔的应用前景。体视显示需要满足双眼特性的图像对,但是通常拍摄的图像一般不符合双眼特性,为此,研究了一种新的视图合成方法。该方法的核心思想是根据两幅源图像的张量和给定的摄像机位置来计算新的三焦点张量,再利用新张量和对应点得到满足双眼特性的图像对。实验证明该算法简单,容易实现。