液晶相息图用于光学检测

根据液晶的动态响应和位相调制特性,研究了一种利用液晶显示器进行光学检测的检测方法.实验中,把液晶显示器改造为纯位相的空间光调制器,并测定了它的位相调制特性.实验测得:改造后的液晶显示器可实现1λ(λ=632.8nm)的调制量.通过引入相息图的方法,实现了液晶空间光调制器的大位相调制量.并产生了调制量为3.4λ的球面波.最后,利用液晶显示器检测了凸透镜的前表面.检测结果发现,干涉条纹为平行直条纹且PV值为0.32λ.

三维场景相息图的白光再现研究

讨论了相息图白光再现的可行性,得到采用在相息图和观察者之间加入狭缝的方法可实现相息图的白光再现的结论.提出了一种通过对彩虹全息图进行复数滤波来制作相息图的方法.根据彩虹全息图中物光的频谱宽度设计有限脉冲响应数字滤波器.对该滤波器进行移频,得到与通带位置物光的频谱位置一致的复系数带通滤波器.对全息图进行空域滤波,去除共轭像和零级,求出调制后物光的位相分布,制作场景相息图.实验观察到了经过此方法制作的相息图在白光下的再现像,表明本文的理论分析正确,所提出的方法可行.

利用差分方法实现相息图快速计算

在相息图的理论基础上 ,采用差分方法计算物点和相息图样点之间的距离 r。重点讨论了差分计算方法 ,在保留重构图像细节的基础上 ,该方法的运算速度比平方根准确计算的方法提高1 0倍以上。对平方根准确计算 r及差分方法计算 r得到相同大小的相息图所需时间及实验结果进行了比较。

一种由全息图制作相息图的方法

将全息图通过高分辨率扫描仪扫入计算机,根据全息图的频域特性,对它进行一维傅立叶变换,频域滤波去载频,再逆傅立叶变换,求出全息面上的物光信息,从而实现三维场景相息图的制作。由于采用了一维快速傅立叶变换(1DFFT),大大提高了相息图的制作速度。

基于液晶空间光调制器的相息图扫描三维成像

本文提出了一种利用纯相位型液晶空间光调制器(LC-SLM)实现相息图三维显示的方法。该方法以LC-SLM为显示器件,通过相息图的衍射进行三维像的重构。详细研究了相息图的计算及其与LC-SLM参数间的关系,并对再现像像质进行了讨论。为提高显示的空间分辨率,采用分时复用技术,对三维物体进行分组取样,并计算每一分组的相息图,形成分组相息图序列,再现时依次将相息图输入到LC-SLM,利用人眼的视觉残留效应以达到连续扫描三维成像的目的。实验结果表明,该方法实现了三维物体的再现,为三维显示提供了一种有效的方法。

一种三维物体相息图的迭代计算方法

在传统迭代傅里叶变换算法的基础上,提出了一种计算三维物体相息图的新方法.基于层析法将三维物体的多个分层物面作为衍射再现图像,在一个输入面(相息图)和多个输出面(再现像)之间进行迭代.通过在傅里叶迭代运算中引入距离相位因子,表示物体不同物面的深度,体现了物体的三维特征.实验结果证明了本文算法良好的收敛特性和再现性能.最后,分析了物面数量和间距对全息再现质量的影响,利用液晶空间光调制器采用时分复用的方法还原了三维物体的多个物面.

相息图的变频采样研究

根据相息图的成像原理及其局部空间频率不同的特点 ,对相息图进行变频率采样 ,保证相息图上位相在 (0 ,2π)或是 (-π ,π)取值时量化为相同的等级数 ,从而消除了相息图采样点的计算、存贮及传输的冗余 并且采用邻近数值等值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 ,为相息图的快速计算。

用平行向列液晶空间光调制器制作相息图的研究

利用液晶空间光调制器制作相息图是目前惟一的一种能实现动态实时计算全息的方法,它在光信息处理和光学测量方面具有重要的应用价值。文章首先介绍了由低成本的商业液晶电视改造而成的平行向列液晶空间光调制器,在液晶空间光调制器上制作相息图,用液晶电视制作的相息图再现物体。通过再现像的误差分析,我们认为位相失配和液晶屏的黑栅效应是导致再现像不清晰的主要原因。最后探讨了它在位相滤波器方面的应用。

柱面透镜和圆锥透镜的相息图

本文基于新近提出的计算全息透镜制备原理，对柱面透镜和圆锥透镜的相息图作了计算。该方法的优点是当这类全息光学元件的有关参数发生变化时能进行灵活调整，无须进行重新设计。

三维场景相息图快速生成研究

相息图以其衍射效率高,无共轭像等优点而被广泛应用于全息三维动态显示中,然而相息图计算量大,生成速度慢而影响了它的实时动态显示;鉴于此,提出了一种三维场景相息图快速生成方法;采用OpenGL进行物点离散采样,逐点计算的优化查表算法进行相息图计算,将相位因子拆成水平方向和竖直方向因子的乘积,离线制作的查找表只需存储水平方向和竖直方向因子,从而使存入GPU纹理内存的查找表空间大大减少,并利用CUDA架构合理设计并行计算方案,使相息图的运算速度进一步加速;实验表明:采用此方法能正确生成所需的相息图,且计算速度比基于CPU的计算方法提高了40倍左右。

基于CUDA的相息图快速生成算法研究

提出利用CUDA并行计算方法生成相息图的快速算法,并通过空间光调制器完成相息图的全息再现实验验证。该算法对100个物点生成分辨率为1280×768的相息图耗时约50ms,接近实时帧率。相比传统的CPU程序,计算效率提升近200倍。

基于相息图迭代的随机相位加密

提出了一种将随机相位加密和相位恢复算法中的求解附加相位分布分二步实施的加密方法 .由于该方法的实质是通过在随机谱和相息图之间进行相位恢复迭代以确定相息图和密钥的相位分布 ,因而能够减小图像的解密误差 .在相息图相位离散化的迭代过程中 ,采用增大设计冗余度的方法 ,降低了由相位离散化所带来的解密误差 .最后 。

一种应用相息图对灰度图像信息进行隐藏的方法

一幅灰度图像的相息图被隐藏于一幅宿主图像中,该相息图是采用基于相息图迭代的双随机相位加密技术得到的.由于采用仅含有位相信息的相息图作为待加密灰度图像信息的载体,因而与隐藏图像同时具有振幅和相位信息的情况相比较,需要隐藏的信息量大大降低,从而可在对宿主图像影响较小的情况下,提高提取信息的质量;并可有效地提高信息提取时的光学效率,并且对二元图像信息的隐藏也同样适用.水印图像的剪切对隐藏信息提取质量的影响也被分析,模拟实验结果证明了所采用方法的有效性.

随机相位加密中相息图的优化

采用有记忆的模拟退火法对双随机相位加密中的相息图进行优化设计,并应用本方法对指纹像进行了模拟实验。实验结果表明,运用该方法,在不增大设计冗余度的情况下,可进一步降低相息图的量化带来的误差,使解密图像的质量得到进一步提高。

用二元光学技术制作反射式相息图

采用Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ－Ｓａｘｔｏｎ（Ｇ－Ｓ）的迭代算法，在物域和频域之间进行多次迭代，使频谱的振幅大致为常数，并对频谱的位相进行量化，用二元光学技术制成了８台阶反射式相息图（ｋｉｎｏ－ｆｏｒｍ），再现时获得了清晰的像，衍射效率较高。

三维物体相息图的研制

通过扫描将全息图输入计算机 ,用计算机分析出物光波的信息 ,并以此制作相息图 ,从而实现实际物体相息图的制作。

应用相息图再现二元图像的振幅配置法

针对应用相息图再现二元图像的图像质量劣化问题 ,提出一种基于对二元图像进行振幅补偿的改进方法 ,对二元图像的零振幅区进行一个微小量的振幅配置 ,实现该区域相位对迭代的参与 ,从而增加了相息图设计的自由度 ,改善了二元图像的质量。通过对模拟实验结果的比较分析 ,讨论了振幅补偿对二元图像质量的改善效果。

双随机相位加密中相息图的优化设计

采用基于记忆的模拟退火法对双随机相位加密中的相息图进行优化设计 ,并用该法分别对一个二元图像和一个灰度图像进行了模拟实验 .实验结果表明 ,在不增大设计冗余度的情况下 ,运用该方法可降低相息图和密钥的相位量化带来的误差 ,得到与原加密图像质量几乎相同的解密图像 .

实现相息图快速计算的一种方法

建立一张物点位置和它在相息图上单位振幅波前分布关系的表格,采用查表的方法求物点在相息图样点上的波前分布,加快了计算输出相息图的速度。在保留重构图象细节的前提下,该方法的运算速度比平方根准确计算的方法提高5倍以上。

复振幅调制相息图编码及滤波系统的优化设计

提出了一种全息三维(3D)显示光学系统滤波窗的优化设计方法。首先,基于标量衍射理论,用复振幅编码方法获得相息图,研究了相息图再现光场在光学系统焦平面上的频谱分布。然后,导出了重建物光场在光学系统焦平面上的频谱中心位置和频率分布公式,并进行了实验验证。最后,提出了一种基于纯相位型空间光调制器全息显示系统滤波窗的优化设计方法。理论仿真及光学实验结果表明,该优化方法可获得优化编码的相息图,且能设计高质量的全息3D显示系统,从而获得高质量的全息再现像。