复杂三维场景数字全息图消隐快速算法

提出了一种考虑人眼分辨率的快速消隐算法，它按照人眼观察场景时的不同位置将全息图划分成相应的区域，只对每个区域的中心点进行消隐，再用消隐后的数据作为整个区域的场景数据制作数字全息图.当区域尺寸小到一定程度时，对于人眼来说，中心消隐和逐点消隐的效果相当，而消隐速度大大提高.计算机模拟及实验表明，该方法在不降低全息图再现像质的前提下，将消隐速度提高了约105倍.     

基于Matlab的计算全息图的制作与数字再现的研究

 应用Matlab语言,结合博奇型计算全息的编码方法,利用计算机分别绘制了菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图,实现了计算全息图的快速制作,讨论了制作计算全息图的原理、方法和步骤。利用CGH技术和数字全息技术所生成的全息图再现出原始图像,完成了全息图的数字重现,实现了整个全息记录和再现过程的计算机模拟。与传统的编程语言和绘图方法相比较,该算法在实现上更加简单和快捷,并且带有一系列提高计算全息图质量的措施,有效地消除了零级像和孪生像的影响,获得了清晰的数字再现图像。     

计算机制彩虹全息图的新算法

提出利用查表方法进行数字彩虹全息的计算方法.根据彩虹全息的基元全息图为线全息图的特点，找出物点与其线全息图的一一对应关系，建立空间点阵物点的线全息物光分布数据表.在对实际物体进行计算时，根据物点的位置，在数据表中找到与之对应的物光分布，并将这些分布进行叠加，从而形成实际物体被狭缝限制的物光分布，最后引入参考光计算其彩虹全息图.本方法充分利用了线全息图的性质，使得计算量大大减小，同时提高了计算速度.     

动态数字彩虹全息显示的研究

提出一种动态数字彩虹全息显示术，该技术将计算机制全息术和动态双视彩虹全息合成术相结合，根据彩虹全息的基元全息图为“线全息图”以及双眼立体视觉的特点，计算物点的线全息图上两个片断，使得两个全息图片断分别对应左右眼视图，同时对彩虹全息图的狭缝像进行横向分割，使得不同区域成为物体不同姿态的视窗，从而达到动态显示的效果.给出了数字动态全息的计算方法，并得到了初步的实验结果.     

数字全息周期像的产生机理及在抑制零级衍射上的应用

在数字全息成像中, 利用CCD的RGB模式采样全息图时, 全息重构像会出现特定的周期性分布. 本文从理论和实验上详细研究了这种周期像产生的机理、分布特性和应用. 研究结果显示, 由于CCD的光谱滤镜会使全息图的RGB三个单色采样阵列出现部分像素信号的缺失, 因此, 需要通过特定的demosaicing数学算法对缺失的像素信号进行重建以形成完整的单色采样阵列, 这是数字全息再现像周期分布产生的根源. 而基于demosaicing算法的采样阵列重建会在全息图频谱中引入调制函数, 导致物体再现像和零级衍射斑的周期分布差异. 本文揭示了全息图的RGB采样、demosaicing算法与全息重构像周期性之间的内在关联. 最后, 讨论了结合空间移位和图像形态学技术, 利用重构像的周期性抑制零级衍射斑的应用. 所有理论与实验研究结果完全一致. 关键词： 数字全息 图像周期性 零级斑抑制     

数字合成彩虹全息图

提出了一种利用现代计算机技术制作全息图的新方法。数字彩虹全息图是计算机技术、数字图像处理技术应用到传统的合成全息图制作技术中的一种全息图。把用数码设备采集到的图像或利用计算机生成的图像作为全息拍摄的“物”,突破了传统全息只能拍摄实物的限制,实现了全息图制作的数字化。实验结果表明了该方法的可行性。同时也讨论了该方法的优越性及在实际应用中的重要意义。     

基于有限脉冲响应滤波器的数字全息零级像消除

针对数字全息中零级像的存在影响数字再现像的质量,分析数字全息图的记录、再现原理及频谱特性,提出了一种利用有限脉冲响应滤波器消除全息图数字再现中零级像的方法.该方法只需记录一幅数字全息图,不需要相移器材或其他辅助设备,直接利用数字图像处理对数字全息图在空域进行预处理,消除全息再现时的零级像干扰.对比了数字模拟和实验拍摄到的全息图在应用有限脉冲响应滤波器消除零级像前后的再现结果,表明该方法可消除零级衍射像,改善重建像质量,并且算法简单.     

数字全息中的一些基本问题分析

利用全息理论、傅里叶频谱分析和采样定理，在模拟和数字全息光栅实验基础上，分析了数字全息记录和再现中的一些基本问题。结果表明：在物体和CCD尺寸确定的情况下，记录光路结构参量只取决于对图像采样的要求及CCD的像素尺寸，只要物体到CCD的距离满足采样要求，数字全息图再现光场的三个部分就可以分离；用准直平行光作为记录参考光和模拟再现光，可以得到与物体大小和形状完全一致的再现像；采样条件对再现像的影响大于分离条件，减小参物光的夹角记录适当过采样的数字全息图，有利于提高再现像的质量；另外，在获得高质量再现像方面，根据物体的具体特征，尽可能记录高质量的数字全息图，与满足采样条件和分离条件具有同样重要的意义。     

单波长编码计算机制彩色彩虹全息图的研究

提出计算机制三维物体彩色全息图的新方法.通过理论分析表明，在满足一定的条件下，三个不同原色的点光源所产生的全息图光栅结构和距全息图不同距离的三个同色物点的光产生的全息图光栅结构是等价的.根据这一原理并参照彩虹全息技术，研究了物体三原色信息光分布的编码方法和全息图的算法，用单波长计算实现彩色全息图的制作，同时，较为完满地解决了全息图叠加和色串扰问题.实验结果证明了该方法的可行性及有效性.     

信息光学 全息术与器件

O438.1 2006043246真彩色体视全息图=True color holographic stereogram[刊,中]/王丁(重庆大学数理学院.重庆(400044)) ,袁霞…∥光子学报.—2006 ,35(2) .—248-251用三色光栅照相机拍摄景物的两张视差照片,然后用单色激光器经二次曝光全息记录制成一张真彩色体视全息图,在普通白炽灯照明下可再现真彩色体视全息像。该方法制作过程更简单,减少了散斑噪音,消除了彩色全息像的色差,得到的全息像清晰明亮,色彩真实,立体感强。图2参7(杨妹清)O438.1 2006043247复杂三维场景数字全息图隐藏面问题研究=Research onhidden surface of complex s…     

Incoherent holographic imaging through thin turbulent media

We introduce and experimentally demonstrate a new method of computing Fresnel holograms of a real-existing, three-dimensional (3-D) scene hidden behind a thin turbulent medium, and illuminated by incoherent white light. From each perspective point of view, we acquire multiple noisy speckled images through the medium vibrated mechanically. These images are fused together to yield a smoothed perspective projection of the hidden 3-D scene. All smoothed projections are processed to yield a Fresnel hologram of the hidden scene. The 3-D image reconstructed from the hologram is further improved by digital blind deconvolution of each of the 3-D image slices with its own estimated impulse response.     

Watermarking of three-dimensional objects by digital holography

We present an optical method for information watermarking of three-dimensional (3D) objects by digital holography. A hidden image is embedded by double phase encoding in a phase-shift digital hologram of the 3D object. We decode the watermarked hologram to reconstruct the hidden image and the 3D object. We use either the entire hologram or a part of it to decode the hidden image. Experiments are presented to illustrate the ability to recover both the 3D object and the decoded hidden image. Digital holograms of the 3D object are obtained by optical experiments. The watermarking process, 3D object reconstruction, and hidden image recovery are performed digitally. To the best of our knowledge, this is the first report of 3D object watermarking by use of a phase encoding technique and digital holography.     

Fresnel hologram reconstruction of complex three-dimensional object based on compressive sensing

Reconstruction the computer generated Fresnel hologram of complex 3D object based on compressive sensing （CS） is presented. The hologram is synthesized from a color image and the depth map of the 3D object. With the depth map, the intensity of the color image can be divided into multiple slices, which satisfy the condition of the sparsity of CS. Thus, the hologram can be reconstructed at different distances with corresponding scene focused using the CS method. The quality of the recovered images can be greatly improved compared with that from the back-propagation method. What＇s more, with the sub-sampled hologram, the image can be ideally reconstructed by the CS method, which can reduce the data-rate for transmission or storage.     

Three-dimensional object recognition from digital Fresnel hologram by wavelet matched filtering

We propose and demonstrate a digital holographic technique for 3D object recognition and classification. One Fresnel digital hologram of each of the 3D objects to be classified is recorded. The electronic holograms are processed digitally to retrieve 3D object information as 2D digital complex images. We use this method to classify four physical objects in a 3D scene into two classes. Results are presented from an experiment to demonstrate the proof of the concept.     

Securing information by use of digital holography

An information security method that uses a digital holographic technique is presented. An encrypted image is stored as a digital hologram. The decryption key is also stored as a digital hologram. The encrypted image can be electrically decrypted by use of the digital hologram of the key. This security technique provides secure storage and data transmission. Experimental results are presented to demonstrate the proposed method.     

复数滤波器在数字全息图处理中的应用

数字全息图在微电路检测、粒度分析、透明场测量等小孔径、小视场对象测量和细胞观测等显微测量方面有着广泛的应用前景。根据离轴数字全息图的频谱特点,提出采用复数滤波器,利用计算机及相关算法对离轴数字全息图进行滤波,消除其零级及共轭像,同时可以得到全息图的相位分布。讨论了复数滤波器的设计方法,给出了实验结果。为数字全息图的压缩、再现和相息图制作提供了方便。     

半色调编码计算全息图的数字水印方法

提出一种新的基于信息光学的数字水印方法。该方法将水印信息隐藏于半色调编码的计算全息图之中。通过相位复原技术将需隐藏的水印信息编码为相位函数嵌入在复波前中,其振幅定义为宿主图像,通过计算全息记录复波前并对全息图进行半色调编码完成水印信息的嵌入。水印的提取过程只需对含有水印信息的半色调图像进行光学或数字的傅里叶变换即可完成。并给出了算法有效性的理论分析和仿真实验结果。结果证明这种水印技术对于各种数字图像处理操作具有很高的稳健性,且半色调编码图的二值特性使嵌入水印具有很强的抗打印、抗复印、抗扫描的能力。     

大尺寸物光波面彩色数字全息高质量重建研究

为解决检测面尺寸较大时CCD难以得到高质量数字全息图的问题,本文利用负透镜设计光学系统让CCD接收来自物体的缩小虚像,以球面波为参考波,使用单色CCD近距离得到三种色光照射下的大尺寸彩色物体的数字全息图,然后采用可控放大率波面重建算法得到同一尺寸的数字全息重建像,合成彩色数字全息重建像.同时,使用两种消零级方法去除零级干扰,提高重建像质量,一种方法利用空间光调制器相移技术在参考光中加入一次任意相移,记录两幅数字全息图,消除重建零级像|另一种方法使用“无干扰全息图”消除重建零级像及共轭像.本文讨论结果可为大物体彩色数字全息及多波长数字全息检测应用提供有益的参考.     

Fluorescence multicolor hologram recorded by using a macrolens array

We present a new efficient method for obtaining multicolor digital Fresnel holograms of three-dimensional (3-D) objects emitting incoherent fluorescent light. For each emitted fluorescent light wavelength, a single monochromatic digital modified Fresnel hologram of the 3-D scene is generated. Using a macrolens array, only nine projections of the 3-D scene are captured in a single camera shot and are then digitally processed to yield the hologram. The 3-D reconstructed images from all the monochromatic holograms are composed into a single multicolor image of the 3-D scene. The proposed holographic technique is demonstrated by experiments.