无透镜傅里叶变换数字全息术的特点分析和讨论

利用传统全息的理论 ,分析了无透镜傅里叶变换数字全息记录和再现的方法及其相应的物像关系、记录系统结构参数对再现像分辨率的影响 ,并进行相应的实验验证。理论分析和实验结果都表明 :无透镜傅里叶变换全息术 ,不仅降低了数字全息对记录采样的要求 ,而且使再现像分辨率得到较大的提高。同时 ,在保证再现像分离的前提下 ,通过增大记录系统的数值孔径 (缩短记录物体到CCD和参考点源的距离 ) 。

预放大相移无透镜傅里叶变换显微数字全息术的研究

利用菲涅耳衍射和全息理论 ,对预放大相移无透镜傅里叶变换显微数字全息术的记录和再现进行详细的理论分析和实验研究。其结果表明 :相移技术可以有效地解决数字全息再现像分离问题 ;预放大方法用透镜可以方便进行显微物体的放大 ;无透镜傅里叶变换全息术不仅可以降低数字全息采样条件的要求 ,而且在相同条件下可以记录物体更多的高频信息 ,上述三种技术的结合将是在目前CCD性能限制的条件下 ,提高显微数字全息再现像分辨率的有效途径。同时 。

傅里叶变换红外光谱自适应数字滤波算法研究

针对傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪在不同类型环境噪声下导致的仪器性能下降的问题,提出了一种根据不同环境噪声实时更新滤波参数的自适应滤波算法。对该算法的基本原理和实现过程进行了理论推导,分析了不同滤波参数设置下的滤波效果,进而利用设计的滤波算法对实测光谱数据进行了滤波处理,对比分析了不同滤波方法下的光谱信噪比(SNR)。研究结果表明:基于巴特沃斯滤波的自适应FTIR光谱滤波方法在2100~2200 cm^(-1)和2500~2600 cm^(-1)波段的SNR较传统硬件滤波分别提高了1.29倍和1.13倍,表明该算法可以有效提升FTIR光谱信噪比,改善FTIR仪器的性能指标。

无透镜傅里叶变换数字全息术中非共面误差的自动补偿算法

无透镜傅里叶变换数字全息术对活细胞进行显微相衬成像测量时,由于细胞处于运动状态导致记录物体与参考点源难以共面,从而引入成像误差.本文提出了一种有效可靠的基于位相分布的自动对焦再现算法,只需通过一幅全息图,即可确定出记录距离的优化数值解,并结合一次位相线性拟合,成功补偿掉非共面误差.将这种算法应用到活体宫颈癌细胞的相衬成像实验中获得了较为理想的实验结果,表明了这种自动补偿非共面误差算法的可行性.

数字离轴无透镜傅里叶变换全息重建方法研究

为了提高再现像质量,对数字全息常见算法进行了比较研究。根据全息理论和线性系统理论,研究了利用菲涅耳近似法和基于瑞利-索末菲衍射积分的卷积法数值重建离轴无透镜傅里叶变换全息的方法,并做了计算机模拟。结果表明,在记录距离很短的情况下,尽管记录距离不满足通常的菲涅耳近似条件,菲涅耳近似公式仍然成立;自由空间脉冲响应的快速傅里叶变换在不同的记录距离性质不同,由瑞利-索末菲衍射积分利用卷积方法得到的再现像质不理想;对于离轴无透镜傅里叶变换全息显微来说,菲涅耳近似重建方法优于卷积方法。

离轴无透镜傅里叶变换数字全息的分辨率分析

基于离轴无透镜傅里叶变换数字全息的原理,分析了影响离轴无透镜傅里叶变换数字全息分辨率的两个重要因素,一是物的大小和记录距离,二是参考点光源的大小.指出在满足三像分离与采样定理的条件下,恰当选择成像区域、记录距离和参考点光源尺度,可提高成像分辨率.在此基础上分别使用线度为2μm、6.5μm和15μm的参考点光源,对USAF1951分辨率板中心的1.0×1.0mm2和1.5×1.5mm2的成像区域,在不同记录距离进行了相应的实验,获得了与理论分析相符的结果,证明了理论分析的正确性.

无透镜傅里叶变换数字全息的频谱和记录能力分析

从空间频率的定义出发,对无透镜傅里叶变换数字全息图相干场表达式中的4个部分进行详细分析,结合采样和再现分离条件,推导出了同时满足这2个条件时,记录物体及参考点源与CCD之间的最小记录距离,指出该最小距离与物体尺寸及CCD像素尺寸有关,并进行了计算机模拟验证.研究结果表明:本文推导出的最小记录距离与以往文献中的最小记录距离相比,更为精确.

无透镜傅里叶变换数字全息图记录和再现研究

利用传统无透镜傅里叶变换全息理论 ,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的记录、再现和物像关系 ,推导了满足记录采样和再现像分离的记录条件 ,进行相应的计算机模拟分析和实验研究 .结果表明 :无透镜傅里叶变换数字全息术可以方便地提高数字全息的分辨率和扩大记录物体的尺寸 。

无透镜傅里叶变换数字全息记录与再现

为了有效的记录和再现物体的数字全息图,搭建了无透镜傅里叶变换数字全息装置.根据传统全息理论,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的记录、再现原理和实验要点,并进行相应的数字图像处理.结果表明:采用无透镜傅里叶变换数字全息术可以很方便的显示物体的再现像,同时记录物体的振幅和相位信息.此法操作简单,尤其在微小物体的三维形貌测量上将有着非常重要的作用.

反射式离轴无透镜傅里叶变换数字全息实验初探

实验研究中,设计了反射式离轴无透镜傅里叶变换实验光路图,并成功进行了记录和再现,记录并分析了实验要点。

无透镜傅里叶变换数字全息图再现像质的影响因素分析

依据相干成像理论,从分析数字全息系统点扩散函数入手,研究无透镜傅里叶变换数字全息系统中影响再现像像质的因素。主要分析了对一给定的 CCD 和记录波长,记录距离对系统点扩散函数的影响,进而分析了对再现像像质的影响,得出了在满足抽样定理的条件下,应尽量使记录物体靠近 CCD,并给出了最小允许的记录距离数学表达式。计算机模拟结果证明了理论分析的正确性.

基于光纤和偏振图像融合的无透镜傅里叶变换数字全息

设计并搭建基于光纤和偏振图像融合的无透镜傅里叶变换数字全息实验装置,利用电荷耦合元件(CCD)记录物光波振幅、相位及偏振信息,完成偏振图像融合和数字全息再现.实验结果表明:结合偏振图像融合技术的无透镜傅里叶变换数字全息能得到更为准确的数字全息图和再现像;基于光纤的无透镜傅里叶变换数字全息不仅能产生近似球面波,而且使物体到CCD的位置更自由.此外,偏振图像融合的方法和中值滤波器的使用,能有效地提高再现像的分辨率.

基于傅里叶成像网络的全息粒子成像技术研究

数字全息图重建可以获得物体的三维信息,在医疗、环保、化工等需要测量颗粒大小和三维信息的相关研究有着重要的科学意义和使用价值。粒子全息定位通常有计算复杂和重建精度不足等问题,为了解决相关问题,我们采用一种基于傅里叶成像网络的方法,利用傅里叶变换的特性,能够有效提取全息图的频率特征,结合深度学习技术,通过可学习的滤波器和全局感受野处理输入数据的空间频率,实现对全息图快速和准确的处理,不仅提高了数据处理效率,还具备了更强大的特征提取能力,从而实现对粒子的精确定位。本文通过实验和仿真两方面验证,并与Dense_U_net网络对比。结果显示,基于傅里叶成像网络的方法在定位精度和速度上都有显著的提升。并通过实验验证了该方法可行性。

用全息透镜实现分数傅里叶变换

提出了用全息透镜实现分数傅里叶变换，讨论了用全息透镜作为分数傅里叶变换元件的条件．用全息透镜来实现分数傅立叶变换，能更好地满足分数傅立叶变换对透镜的焦距变化要求．

用多焦点全息透镜实现多重谱分数傅里叶变换

提出用多焦点全息透镜实现多重谱分数傅里叶变换 利用全息方法通过一次曝光制作出多焦点的全息透镜 ,分析了用此全息元件实现这种变换的条件 ,并在实验上实现了多重谱分数傅里叶变换 .实验结果表明这种变换方法简便可行 。

光全息中傅里叶变换透镜设计

针对光学全息再现像质较差,本文提出四片式近似全对称傅里叶变换透镜的设计。该设计根据电寻址液晶和CCD对傅里叶变换透镜的匹配要求确定设计参数。为了缩短总长,系统采用双远距结构,并利用ZEMAX自动设计软件进行优化设计。将设计结果应用于实验,获得了清晰的光学全息再现像。实验结果表明,该设计的各项指标与实验系统相匹配,具有结构简单,像质好,满足较大孔径和视场要求等优点。

基于四元数离散傅里叶变换的全息数字水印算法

目的结合四元数和全息技术的优势,将数字水印技术应用在彩色图像中,以提高水印算法的抗攻击能力。方法将四元数离散傅里叶变换和加密傅里叶全息技术应用到数字水印算法。首先对一幅彩色图像进行数据类型的转换,表示成四元数矩阵,然后对其进行四元数离散傅里叶变换,最后基于人眼视觉特性将水印信息加密后利用重复计算选取合适的嵌入强度后嵌入变换得到的频域矩阵中,实现信息隐藏。结果算法能够将彩色图像作为一个整体进行处理,有较好的不可见性。与此同时,提高了四元数域水印对于裁切攻击的抵抗能力。结论该算法在保证水印不可见性的同时能够抵抗一定程度的攻击,满足数字防伪以及版权保护的需要。

无透镜傅里叶变换全息图在欠采样条件下的数值再现分析

在理论分析无透镜傅里叶变换全息图记录的基础上,结合CCD的结构特点,用傅里叶频谱方法具体研究了无透镜傅里叶变换全息图在欠采样条件下的再现问题.指出在无透镜傅里叶变换全息术中,对有限尺寸物体而言,在记录过程不满足申农(Shannon)采样定理的条件下,仍能完整再现出物体的像.同时对再现像的变化特点进行了理论说明.所得的实验结果与理论分析一致.

全息透镜傅里叶变换特性分析

利用一点光源和一束倾斜平行光拍摄了一种离轴全息透镜,并对其傅里叶变换特性进行了分析。将输入图像置于这种全息透镜的前面或后面,均能得到物体的傅里叶变换功率谱。图像尺寸越小,全息透镜的焦距越长,产生的误差越小。当物体位于偏离主轴的前焦面时,能够得到物体准确的傅里叶变换。

利用全息透镜阵列实现多通道分数傅里叶变换

提出利用全息透镜阵列来实现多通道分数傅里叶变换技术。分析了全息透镜阵列的制作原理,对多个物体实现了分数阶次各不相同的多通道分数傅里叶变换,并与光学透镜实现的实验结果进行了比较,两者的分数频谱互相一致。这种技术在多通道光学信息处理系统及多目标图像识别系统等方面有非常重要的应用。