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基于Matlab的计算全息图的制作与数字再现的研究 总被引:3,自引:0,他引:3
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。 相似文献
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全息图数字再现中零级衍射斑的消除 总被引:4,自引:0,他引:4
分析了无透镜傅里叶变换全息图数字再现时零级衍射斑对再现像的影响,提出了用全息数字相减及数字重现来消除零级斑实现无零级数字全息再现的方法,给出了计算机模拟实验结果,并对再现结果作了分析。 相似文献
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采用脉冲数字全息技术实现对飞秒级超快动态过程的数字显微全息记录.其中,全息记录系统将单脉冲分割成具有飞秒至皮秒量级时间延迟的角度相同的物光子脉冲序列和具有同样时间延迟的角度不同的参考光子脉冲序列,并以空间角分复用的方式在普通CCD的一帧图像上记录下包含多张子全息图的复合全息图,然后通过数字傅里叶变换和数字滤波的方法,分别再现出每张子全息图所记录的图像.通过对飞秒激光激发空气电离过程的全息记录,获得了具有飞秒时间分辨的等离子体形成和传播过程的动态图像.
关键词:
超短脉冲激光
飞秒全息
脉冲数字全息
空间角分复用 相似文献
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电子学全息干涉术用于温度场测量 总被引:11,自引:4,他引:7
探讨了用电子学全息干涉术(双称数字全息干涉术)测量温度场分布及其变化的可行性,利用所设计的全息干涉实验光路,对一电烙铁头部周围温度场分布进行了实时全息记录,进而利用一维快速傅里叶变换及数字滤波处理再现出了反映温度场分布的全息干涉条纹图样,实验结果表明,与传统的光学全息干涉术相比,电子学全息干涉术借助于高分辨率CCD记录及高速计算机数字处理技术,从而可实现光学全息图的数字化记录、存储和重现。同时,利用再现物场相位倍增原理还可实现对干涉条纹数目的倍增,或利用物场相位分布的直接计算精确获取任意两点间的相位差,从而提高测量精度。此外,由于能够在不改变光路的前提下以较高的重复频率完成光学全息图的记录,电子学全息干涉术可以用于记录三维物场的变化并接近实时地再现和测量三维物场的变化规律,因此是一种极有发展前途的新型实时全息干涉计量技术。 相似文献
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粒子场数字全息诊断中的再现算法研究 总被引:1,自引:0,他引:1
粒子场的数字全息诊断中,良好的再现算法能够在较短的时间内给出高质量的再现像。利用标准粒子板模拟单层面的粒子场,使用大面阵CCD实现同轴数字全息记录,得到了大尺寸的数字全息图。针对4种数字全息再现算法,本文从再现图像的质量、再现全息图的大小和计算速度3个主要方面进行了比较研究,结果表明角谱算法(FFT-AS)具有再现图像背景均匀,再现结果中无物理图像压缩,可以再现大尺寸的全息图且具有较快计算速度的优点,适合于粒子场同轴数字全息图的再现计算。 相似文献
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为提高数字全息显微系统的重建效果,将凸集投影算法应用于数字全息中,以实现数字全息的超分辨重建.首先,在数字全息和凸集投影法的理论基础上,搭建透射式离轴数字全息显微实验光路.然后,利用分辨率板验证凸集投影法在全息图超分辨率复原中的有效性.最后,通过微透镜阵列验证该方法在三维重建中的可行性.将参考全息图的三维重建结果,分别与低分辨率全息图和超分辨率复原全息图的重建结果进行残差估计.结果表明,后者残差的峰谷值和均方根值相比前者分别降低了36.88%和70.66%,证明该方法能够实现数字全息的超分辨重建. 相似文献
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为了提高数字全息图的重建速度和精度,本文提出了一种基于同态信号处理的数字全息广义线性重建算法. 首先利用预放大数字全息显微系统并结合同态信号处理原理进行了理论分析,得到了广义线性重建算法的实现条件及重建步骤,并对该算法的优点进行了分析;然后利用计算机模拟和实验相结合的方法对理论分析进行了验证. 结果表明:数字全息广义线性重建算法不仅可以有效的消除全息图频谱中零级项的干扰,实现高精度再现,而且由于采用一个完整象限的固定区域滤波,避免了常规线性算法的手动滤波操作,极大地提高了重建速度,同时最大限度地保留了原始像中的高频成分,实现全息图的高分辨重建.
关键词:
数字全息显微术
同态信号处理
傅里叶变换
分辨率 相似文献
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Xiao-ou Cai 《Optik》2014
As one of the most important 3-D display technique, reduction of speckle noise in the reconstructed image of digital holography should be grounded on the digital hologram itself. Based on the whole process of the recording and reconstruction of digital holography, the optical distributions of recorded object and reconstructed image of digital holography have been studied. It has been proposed that the root formation cause of speckle noise in its reconstructed image is the speckle noise formed on the recorded object surface when illuminated by coherent light because of its optical roughness. A novel approach has been presented to reduce speckle noise in digital holography by changing the interference structure of hologram itself. First, by reducing the speckle noise in the reconstructed image, the distribution of ideal reconstruction light with reduced speckle noise is acquired. Then in turn, taking the ideal reconstruction light with reduced speckle noise as ideal object light, a new hologram can be rebuilt, which can reconstruct the ideal object light. The experimental results are given to confirm the proposed method. Therefore, it offers a brand-new thought and practical way to reduce the speckle noise in the reconstructed image of digital holography. 相似文献
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Based on the whole process of the recording and reconstruction of digital holography, we study the formation cause of speckle noise in its reconstructed image and acquire the conclusion that the small size of hologram aperture diffraction aggravates the speckle noise of reconstructed image and the speckle noise has been one of primary noise sources in the reconstruction process. In order to reduce the speckle noise resulting from little hologram aperture diffraction, we set an appropriate aperture function matching the recording parameter and aperture size of hologram and deconvolve the reconstructed image with it. The validity has been proved in theory and experiment. Therefore, it offers a brand-new thought and practical way to reduce the speckle noise in the reconstructed image of digital holography. 相似文献
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对不同时期和采用各种技术制作的彩色全息图以及所使用的记录材料进行了较全面的介绍。这些技术包括光全息术、计算全息术和数字全息术。并对彩色全息术的未来发展进行了展望。 相似文献
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基于有限脉冲响应滤波器的数字全息零级像消除 总被引:9,自引:3,他引:6
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. 相似文献
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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. 相似文献
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为了提高预放大数字全息显微系统的成像质量,采用理论分析与实验验证相结合的方法,分别对采用平面及球面参考光记录的预放大数字全息显微系统进行了研究和比较。结果表明:在通常的实验条件下,系统的横向分辨力主要取决于显微物镜的成像分辨力;记录距离较小时,两种系统的横向分辨力均随着记录距离的增大略有降低;但当记录距离较大时,球面参考光预放大数字全息系统的横向分辨力降低得更为明显,即平面参考光预放大数字全息显微系统较为优越;在记录距离为0的情况下,即像面数字全息成像情况下,两种系统的再现像均具有最高的分辨力,在利用普通工业用传感器条件下,横向分辨力远超过了2.19 m,且像质较好。因此,尽可能减小全息图的记录距离,或者采用像面数字全息系统,可以有效提高数字全息系统的成像分辨力。 相似文献
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Potential of digital holography in particle measurement 总被引:14,自引:0,他引:14
This paper describes the potential power of digital holography in particle measurement and its expected development in the near future. In digital holography, image reconstruction is carried out numerically on a computer using observed hologram patterns and some quantitative information can be derived from the reconstructed images. In this paper, the basic concept and procedure of digital in-line holography are shown mainly for particle depth measurement and the performance test results obtained in numerical simulations and experiments are demonstrated to examine the potential of the present method. 相似文献
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数字无透镜傅里叶变换全息术中非傍轴及离焦像差的校正 总被引:2,自引:0,他引:2
对数字无透镜傅里叶变换全息图直接采用逆傅里叶变换进行物场的数值重建时.需要满足两个条件:第一,全息图的记录过程必须满足傍轴近似条件,否则再现过程中会产生非傍轴像差;第二,记录全息图时物平面与参考点光源到全息图记录平面的距离必须相等,否则再现过程中会产生离焦像差.理论分析了非傍轴及离焦记录条件下数字无透镜傅里叶变换全息图的灰度分布特点,并提出了相应的非傍轴及离焦像差的数值校正方法.根据实际的非傍轴或离焦记录情况.分别给所记录的数字全息图灰度分布矩阵乘以适当的非傍轴或离焦校正因子,以消除灰度矩阵中非傍轴或离焦因素的影响.然后再对校正后的伞息图灰度矩阵做逆傅里叶变换处理.即可得到准确的数字再现像.实验结果表明.该数值重建方法能够有效地消除无透镜傅里叶变换全息术中数字再现像的非傍轴像差及离焦像差,提高再现像的质量. 相似文献