红外光透水雾全息成像研究

本文提出一种在水雾环境下进行全息成像的方法。该方法采用波长处于“大气窗口”的红外激光器,通过实验模拟出雾气环境,以探究不同雾气浓度对红外光的全息成像效果影响,并设置可见光数字全息实验作为对比。通过对比红外光与可见光重建图像的不同图像质量评估参数,结果表明该系统红外光可清晰成像,而可见光数字全息系统则成像效果不佳。此外,由于红外光透水雾全息重建像受零级与散斑影响严重,本文对得到的全息图重建像进行消零级与增强Lee滤波去噪声处理,以达到改善图像质量的目的。

两种用白光再现全息术的比较

目前,用激光记录白光再现的全息显示技术得到了广泛的应用,虽然他们都是在白光照射下显示出彩色图像,但他们的制作方法和再现原理是不相同的,本文以像全息和彩虹全息为例进行了比较分析。

基于DMD的数字全息显示及其再现像质增强

采用DMD作为空间光调制器构建了一套数字全息显示系统.分析了数字全息图光学再现中影响再现图像质量的因素,提出了一种采用频域滤波重建高条纹对比度滤波全息图来改善其光学再现图像质量的新方法·采用信噪比及图像亮度作为评价参量,对原始全息图和滤波全息图的数值再现像进行定量分析表明,滤波后全息图的再现像质量明显优于原始全息图的再现像·基于DMD数字全息显示系统的光学再现实验也验证了理论分析结果·

离轴数字全息记录条件的研究

用振幅全息和菲涅耳衍射理论 ,分析离轴数字全息记录系统结构参数对数字全息再现的影响 ,并进行相应的实验验证。理论分析和实验研究结果都表明 ,如果记录物体和CCD的尺寸固定 ,记录物体和CCD之间的记录距离将直接影响数字全息再现像的分离状况和系统的分辨率 ,在保证再现像分离的前提下 ,缩短物体和CCD之间的距离将有利于数字全息再现像分辨率的提高。

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·

同轴相移数字全息中相移角的选取及相移误差的消除

基于两步同轴相移数字全息 ,首先从理论上分析了记录时不同相移角的选取及相移误差对再现像的影响 ,并给出了一种利用再现像所有抽样点的强度偏差之和作为评价标准 ,通过逐步改变理论设定相移角值来寻找实际相移角的相移误差消除新方法 ;其次对二步相移数字全息中记录时参考光波最佳相移角的选取作了计算机模拟 ,发现只有将参考光波的相移角选择在一定范围内 ,再现像的噪声较小 ;最后利用计算机模拟了相移误差消除 。

用实时全息干涉法分析岩石的侧向受力问题

本文简述了实时全息干涉法测形变位移的基本原理 ,分析了条纹变化与形变位移变化的关系 。

高质量全息光栅的制作

全息光栅由感光版记录高斯光束干涉条纹制得 ,干涉条纹的不等宽性降低了光栅品质。制取高质量全息光栅的关键是要用均匀平面波作光源。在分析干涉区内光强分布的基础上 ,给出了制作等周期正弦全息光栅的两种方法 :限制曝光区大小的方法和高斯光束强度均匀化的方法。

合成孔径数字全息的分析模拟及多参考光合成孔径数字全息

分析了合成孔径数字全息的理论和实现方法,提出了多参考光合成孔径数字全息方法及其应用前景,以双狭缝为例,模拟了单幅及单参考光、多参考光两种合成孔径数字全息术的记录和再现方法。

三种基于路径跟踪的位相解包裹算法比较

为了快速准确的对含有噪声和欠采样问题包裹位相图进行位相展开,本文采用理论分析与计算机模拟及实验验证相结合的方法,对基于路径跟踪算法的枝切法(BC)、质量导向的路径跟踪算法(QG)和菱形算法(RA)三种位相解包裹算法作了对比研究。结果表明:RA算法运行速度最快,BC算法次之,QG算法速度最慢;其中BC和RA算法对含有强噪声和欠采样的包裹位相图处理效果较差,QG算法效果相对较好,但这种算法运行的时间较长,不太适合处理实时性要求较高的问题。所以要根据具体实际问题对噪声、欠采样和实时性的不同要求来选取合适的算法。

3D测量系统中的高精度摄像机标定算法

本文在分析完整的摄像机镜头畸变模型的基础上,提出了一种新的标定算法。该算法包括三个步骤,首先在不考虑镜头畸变的情况下利用标定块上的中间若干个点,采用线性优化方法求出除畸变系数以外的其他外部参数和主要的内部参数;然后固定上述已求得的参数,利用线性优化方法求解畸变系数;最后对所有内部参数和外部参数进行全局非线性优化。最后对本文的标定算法进行了标定实验,实验结果表明,本文算法的标定精度可以达到0.0367mm,可以满足高精度三维测量及其他应用的要求。

数字全息再现像中零级干扰噪声消除及图像增强研究

利用基于图像处理的微分梯度方法预先对数字全息图进行空间域的图像增强操作 ,可以达到消除全息再现时的零级衍射干扰的目的 它无需其它辅助设备或多次全息记录 ,是一种方便简洁的处理方法 在理论分析和数字再现结果中都表明 ,该方法不仅能够有效地消除零级衍射像 。

模压全息图片的噪声

本文把全息看作信息传递过程，从把信息（图象）加载到作为载波的物光上开始，通过参考光相干接收，并存储在干板上，经电铸，模压转移信息。最后用再现光把信息解调出来。这当中的任何一过程都会受到遇外干扰，它们就形成噪声。本文指出每一过程可能产生的噪声和抑制办法，并重点分析了散斑噪声。干版，模板和ＰＥＴ材料自身的粒散噪声。指出提高全息质量的关键，乃是在保持恰当衍射效率的情况下，提高信噪比的问题。

外部环境对拍摄全息照片的影响与干涉条纹锁定

本文指出；对激光器性能影响最大的是温度变化，故用于全息照像的激光器，必需作专门的技术处理，对全息拍摄光路影响最大的是外界振动，我们经理论计算指出，振幅最少应控制在八分之一波长以内，才能保证全息图片再现时，有较高的衍射效率，论述了防震平台的原理和结构。指出在拍摄时间长时，采用光学双稳态和其它条纹锁定装置对干涉条纹进行锁定，可以提高全息图片的质量，降低拍摄环境的要求和提高拍摄的成功率。

数字全息变焦系统的研究及应用

从4f系统及照像机变焦镜头的设计思想出发,提出并设计了一个由三面透镜组成的数字全息变焦系统.该系统具有4f系统的性能,且可以方便地改变横向放大率,适应实际检测物体尺寸及形状的变化.用几何光学表述了变焦系统的工作原理,基于矩阵光学理论介绍了变焦系统的设计方法,利用衍射的角谱理论对像空间波面重构计算方法进行了介绍.并且,给出了实验证明及应用实例.

彩色全息图的计算机产生和数字再现

提出了一种基于色彩合成以及菲涅尔衍射原理,用计算机产生全息图并用数字方法再现彩色全息图的方法。该方法的第一步是将物体的彩色RGB图像分离为三基色强度图,再利用博奇编码的方法制成修正离轴参考光分色计算机全息图;第二步是分别对分色全息图在频域进行调制以实现用原参考光真实再现原始物光波。通过滤波消除零级衍射及共轭像的影响,获得了所需要的实像并提高了像质。提供的实验是选用一幅RGB图像作为原始物体,给出了用博奇编码法制成的全息图以及最后经色彩合成获得的再现像。结果表明,该方法能使各分色全息图的再现像准确重合,解决了在色彩合成时容易出现的色串扰问题。

全息照片观察视角的讨论

显示全息照片的观察视角是一个重要的质量指标。我们给它一个确切的定义，并指出它所依赖的主要参量。本文给出各类全息照象的观察视角的计算方法。还对拍摄中的一些实际问题。进行了一定程度的探讨。

小波变换在数字全息中的应用

数字全息是通过数字重构来同时获取被测物强度与相位,但记录时的激光散斑效应和重构时的零级衍射斑成为了这种方法的瓶颈。将小波变换引入数字全息,可直接消除零级衍射像,无需相移,也不需要采集多幅图像;小波非线性滤波器还可消除散斑噪声。模拟和实验结果表明,小波分析的引入,可以消除零级衍射影响,改善图像质量,提高测试分辨率。

复杂三维场景数字全息图隐藏面问题研究

从数字全息图制作原理出发,分析了隐藏面对数字全息图再现像的影响,得出在制作复杂场景数字全息图时必须进行消隐·在此基础上提出了一种消隐方法,通过寻找连接全息面上每一采样点与场景中每一采样点之间的虚拟光线与场景的交点中到全息面距离最短的交点集来消隐·最后给出了这种方法的原理和计算机模拟结果·

数字全息图变频采样研究

根据Whittaker Shannon抽样定理 ,对菲涅耳全息图进行变频率采样 ,保证整个全息图各部分采样频率为该处相应空间频率的两倍 ,从而完全消除数字全息图由于采样冗余而带来全息图的信息冗余 并且 ,对变频采样后的全息图进行线性插值恢复即可获得良好的再现像质 实验和理论均证明了该方法的有效性和可行性 。