用空间滤波方法制作θ调制全息物片

给出了一种制作θ调制全息物片的新方法.在空间滤波光学系统的频谱面上放置只允许±1级频谱通过的滤波器,当单色平行光垂直照射物平面上的一维光栅时,将在像平面上得到两个重叠的一维光栅像,同时在成像区域形成光强按余弦规律变化的干涉条纹.用装有镂空模板和全息干版的可旋转组合干版夹对干涉条纹进行3次等时曝光,记录下3种不同干涉条纹方向的图案,即可制作出θ调制全息物片.     

利用不同空间频率的组合光栅实现任意进制的光逻辑计算和光学加密

利用阿贝成像和θ调制原理实现了任意进制光逻辑计算以及彩色与灰度图像加密.在8f系统中,前后2次输入采用空间频率和取向不同的光栅组合时,滤波面上的图像将呈现高度的几何对称性,即所谓"大圆套小圆"的模型,进行2次空间滤波后,可以调控像屏上的图像输出,实现任意进制的逻辑计算,并可进一步应用于彩色或灰度图像的加密.利用电寻址液晶光阀系统进行实验,结合Mathematica软件的计算机模拟,证明了该方案的可行性.     

基于MEMS光栅平动式光调制器信号处理分析

依据傅里叶光学理论,采用在频谱面上放置两种空间滤波器的方法进行信号处理,分析了光栅平动式光调制器在成像面上的强度分布情况,实现了对光能量的调制.分析表明：当滤出±1级谱时,像面上可以得到完全均匀的暗场；但是由于边框和悬臂梁的影响,得不到完全均匀的亮场；当滤出零频谱时,由于边框和悬臂梁的影响,得不到完全均匀的暗场和亮场.设计时,为了要在像面上得到更高的亮度均匀性,需要满足可动光栅栅条宽度为光栅周期的一半,同时应尽量减少悬臂梁和边框的宽度.     

利用假彩色编码加强平面痕迹辨别力的研究

在刑事照相中,有必要对一些由于曝光过度或曝光不足以及其他原因造成低质量的黑白图像进行图像处理。以满足检验鉴定的要求。假彩色编码是图像处理的一种方法。将要处理的图像底片经过郎奇光栅的调制、显影、定影后得到二维的编码片。再经过白光处理系统,在零级频谱和±１ 级频谱上分别加绿色和红色的滤波器。在输出面上得到按不同灰度赋予不同颜色的图片,使原来图像暗的地方带红色,原来图像亮的地方带绿色,介于二者之间就按红绿色比例组合。通过实验证明利用假彩色编码提高平面痕迹的辨别力是可行的。     

光栅光调制器的表面弯曲度分析及实验

讨论了二维光栅光调制器阵列的表面弯曲度对衍射光学特性的影响.利用实测的表面结构数据建立了阵列模型,利用Matlab软件计算了不同弯曲度对频谱面上衍射光强的分布影响.得到了弯曲度与对比度之间的关系.结果表明暗态时光栅面的弯曲度对成像对比度的影响很大,如果将光栅面的中心弯曲度控制在0.1λ以内,在像面上将获得1000以上的对比度.并通过实验动态显示器件的明暗态调制,得出减少光栅面弯曲度的优化方案.     

采用空间滤波产生等高线

本文提出一种采用光栅对立体像对进行空间滤波产生等高线的相干光学方法。从理论上分析了视差与谱面上光振幅分布的关系、空间滤波的作用以及滤波后像面上的光振幅分布。把立体像对的振幅透过率在4f系统物面上叠加,并用相干光照明,在频谱面上会得到多组不同频率的干涉直条纹。每一组条纹都对应一群视差相同的点,即一条等高线。用一块光栅进行空间滤波,让某一组干涉条纹透过光栅,而挡住其它条纹,在像面上就会出现一条等高线。不同的光栅间隔对应着不同位置的等高线。改变光栅位置,等高线会发生明暗变化。实验采用了斜面和圆锥两种模型,分别得到了直线和圆环状等高线。文中给出了不同位置和不同明暗的等高线的实验结果。这种方法不需要逐点测量视差,因而具有快速的优点。实验中用非相干方法把立体像对重叠在一张照相干板上,达到振幅相加,以降低对系统的要求。     

光的三进制逻辑运算与光学加密

运用θ调制和空间滤波原理,在8f系统中以光的二进制逻辑运算为基础,设计并实现了光的三进制逻辑运算. 用不同取向的光栅对2个输入进行编码,通过2次空间滤波,分别筛选出2个输入的部分信息,这样在输出面上就可得到2个输入不同取向组合所对应的不同输出结果,从而实现光的逻辑运算和光学加密. 利用Matlab对设计思路进行了计算机模拟,不仅能与实验相互验证,还能对实验上实现起来困难的部分加以模拟,得到了较理想的结果.     

基于双随机相位编码的彩色图像加密技术

为了实现仅用两个密钥对彩色图像进行加密,提出了一种基于光栅调制的彩色图像加密方法.该方法首先把彩色图像分成三基色分量:红,绿,兰.然后,把这三帧灰度图像分别用空间频率不同正弦振幅光栅调制,之后,再把调制结果进行叠加而形成一个实值目标图像,该目标图像包含了原始彩色图像的全部信息.对此目标图像进行双随机相位加密系统的加密,即实现了彩色图像的加密隐藏.由于正弦光栅的调制作用,R、G、B灰度图像的频谱在实值目标图像的频谱中分离开来,通过选取合适的滤波窗口,就可以对他们的频谱分别提取并予以重建,并最终实现重构原始彩色图像.本文给出了理论分析和计算机模拟,实验结果证实了该方法的可行性.     

基于不同颜色方向和空间频率的彩色对比灵敏度特性研究

为了研究不同空间频率和颜色方向的彩色对比灵敏度特性,在O.5～11.7 cycle/(°)的空间频率范围内分别在6°和10°视场下以灰色或红色为颜色中心,在CIELAB颜色空间的等亮度面上选取6个颜色方向,采用交叉阶梯法通过心理物理视觉实验测得以色差阈值倒数定义的彩色对比灵敏度.基于实验数据比较了不同颜色方向上低通形式...     

利用阿贝成像原理制作低频全息光栅

依据阿贝成像原理,相干光照明下的物通过透镜成像,当频谱有所丢失时,像就不完全与物相似,由此使黑白光栅在相干光照明下通过透镜成像,在频谱面上设置光阑,仅让±1级衍射光通过,这样在像平面就得到全息光栅,通过改变成像横向放大率能够达到改变全息光栅的空间频率的目的.     

一种改进型视角投影图像彩色计算全息术的三维重构算法

本文提出了一种利用三维景物的二维视角投影图像合成计算全息图,并重构出彩色再现三维影像的方法.该方法基于利用视角投影图像获取景物的三维傅里叶频谱的理论,采用电荷耦合器件记录三维景物在白光照明条件下横、纵两正交方向的一系列视角投影图像,并利用这些视角投影图像合成计算全息图,从而重构出三维再现像.通过采用在频谱面上的容余采样方法,提高了图像频谱信息的利用率,通过实验论证,证明了该方法的可行性.利用该方法使得视角投影图像的记录过程更加简单,节省了采样时间,提高了程序运行速度|能够在利用同等数量的视角投影图像的条件下,提高合成全息图的质量,使得重构的彩色再现三维影像更加清晰.     

一种改进型视角投影图像彩色计算全息术的三维重构算法

本文提出了一种利用三维景物的二维视角投影图像合成计算全息图,并重构出彩色再现三维影像的方法.该方法基于利用视角投影图像获取景物的三维傅里叶频谱的理论,采用电荷耦合器件记录三维景物在白光照明条件下横、纵两正交方向的一系列视角投影图像,并利用这些视角投影图像合成计算全息图,从而重构出三维再现像,通过采用在频谱面上的容余采样...     

基于正弦光栅调制的相位恢复

提出一种基于正弦光栅调制的相位恢复方法.首先,在空间光调制器上加载两个不同方向的正弦光栅对光场复振幅进行调制;然后,推导强度信息和相位偏导数之间的关系式;最后由强度信息计算相位偏导数,进而恢复相位.实验分别测试了该方法对简单图像、复杂图像以及含噪声图像的恢复能力.实验结果表明,该方法可以通过方便地控制图像移动量来有效恢复相位信息,适用于不同尺度的相位物体的计算.     

基于计算全息和θ调制的彩色图像加密方法

提出了一种基于计算全息和θ调制的彩色图像光学加密新方法.该方法利用彩色三基色原理和计算全息编码技术,首先将彩色图像的红、绿、蓝三基色分量进行随机相位调制和菲涅耳衍射变换,然后经过θ调制后进行图像叠加并编码为计算全息图,即加密过程是将一幅彩色图像加密为一幅实值的二元计算全息图,得到单幅密文.解密为加密的逆过程,首先将加密的计算全息图置于空间滤波和菲涅耳衍射系统中,经过相位密钥解调和基于滤光片的滤波器滤波,最后通过正确距离的菲涅耳衍射完成解密,得到彩色明文图像.计算机模拟结果证明了该方法的有效性和可行性.     

基于调制度分析的快速三维物体识别方法

提出了一种基于调制度分析的快速三维物体识别方法。将两个有一定间距且正交的光栅同时投影到被识别物体表面上,使被识别物体位于两个光栅正焦像面之间,从同一方向获取被物体高度信息调制的正交光栅像,而物体的高度信息就被编码在这个图像中。采用傅里叶变换和空间频域分析,可分别得到两个方向上的基频。然后计算识别参数(每个基频强度的和)的值,识别参数值可以被看作是二维识别空间的一个点,对于不同形状的物体,识别参数值是不同的,所以不同物体的识别参数将对应识别空间不同的位置。计算机模拟实验和实际物体的识别实验证明了此方法的有效性。     

信息光学 光学信息处理、图像识别

O438 2006032131使用空间光调制器和频谱面滤波实现光学图像幅相转换=Optical amplitude-phase conversion using spatial lightmodulator and spatial filter at the Fourier spectrum plane[刊,中]/徐鹏(山东大学信息科学与工程学院光电系.山东,济南(250100)) ,王玉荣∥光电子技术与信息.—2006 ,19(2) .—53-58提出了一种新的振幅—相位转换方法。以原振幅图像为基础,由计算机构造一幅余弦光栅并显示到空间光调制器上,利用余弦光栅的分谱特性和4f系统谱面滤波得到需要的频谱项,再对这一频谱项进行一次逆傅里叶变换,就可在输出面上得到…     

液晶光阀的像素结构在光学4f系统成像中作用的讨论

在阿贝-波特实验中,用液晶光阀显示的图像作为光学4f系统的输入,发现在频谱面上有多重衍射光点,这说明液晶光阀的光栅结构参与成像.但在频谱面上不加滤波器的情况下,在输出面上光栅结构却消失了.该现象可利用液晶光阀的像素尺寸与人眼的可分辨本领来解释.     

基于调频的相位调制潜像防伪方法

针对线状光栅仅适用于调幅图像的属性,研究了基于调频图像为载体的相位调制潜像防伪技术。采用相位调制法将潜像隐藏在误差扩散加网图像上,将图像互信息值作为隐藏效果的评价指标;基于光栅提取原理,设计一种不规则光栅;基于不规则光栅的设计理念,探究其在调幅图像上的适用范围。实验结果表明:不规则光栅能清晰地提取调频图像中的潜像,还可用于调幅图像的不同阶调。该研究实现了相位调制光栅防伪技术对调频加网方式和调幅全阶调潜像的提取,依赖原稿生成的不规则光栅具有抗复制性,使该防伪方法具有天然的防伪性能。     

基于LabVIEW的阿贝4F系统成像实验的仿真设计

利用LabVIEW软件设计了在阿贝4F系统成像过程中的各个环节,利用生成的二维光栅作为物面图像,之后利用傅里叶变换得到频谱,再通过滤波器对频谱信息进行处理,最后通过傅里叶逆变换得到像面图像。在生成的二维光栅与二维滤波器的设计与仿真中,可方便操作和控制光栅与滤波器的类型和大小,对理解频域与空域图像的对应关系起到了积极作用。     

利用数值再现实现彩虹全息色差评价

为了在计算机制彩色彩虹全息图输出之前定量得到再现像的色彩保真度,提出了一种采用数值再现进行色差评价的方法.首先对彩虹全息图进行了频谱分析,得到再现参量与频谱分布之间的关系;然后采用频域滤波算法实现彩色彩虹全息图数值再现,得到再现像的相对功率谱分布;最后采用CIE1976UCS均匀颜色空间对再现像色差情况进行了计算.设计了7个色块并制作了计算机制真彩色彩虹全息图,以金卤射灯作为照明光源进行了光学再现实验,给出实验结果及分析.研究证明了采用数值再现方法实现对计算彩虹全息再现像光谱分布和色差进行计算分析是一种快速经济的方法.