海洋原位数字全息浮游生物探测系统的小型化研究与试验

海洋浮游生物是一个复杂而庞大的生物群落,种类繁多、数量庞大,对海洋环境、生态、渔业及海洋基础科学研究具有重要的科研价值与现实意义。为实现对海洋浮游生物和颗粒物的实时原位,高分辨率,非侵入式成像,研发了OUC-HoloCam200水下原位同轴数字全息浮游生物探测系统。OUC-HoloCam200基于同轴数字全息技术,具有高精度、大景深的优点,仪器结构紧凑、集成度高,易于安装在各种水下观测平台上。该仪器可在海洋生物学、海洋光学、海洋环境监测等领域发挥一定的作用。OUC-HoloCam200已在南海近岸地区进行了浅海测试,并已连续工作超过48 h,在海试期间,已记录超过5.4万张高质量的原位全息图。

基于海洋浮游生物数字全息图的自适应性多焦点复原的研究

针对如何快速自动地从全息图中自动扫描提取浮游生物有效目标的清晰图像的问题,本文提出了一种基于浮游生物数字全息图像的自适应性多焦点复原方法。首先,对水下浮游生物进行数字全息原位拍摄,得到原位图像,利用卷积再现算法,对全息图进行再现重建;然后对得到的多张再现像进行预处理操作,得到每张所述再现像中浮游生物的有效目标区域ROI,并依照有效目标区域ROI在对应的再现像上进行剪切得到浮游生物有效目标切片;最后利用清晰度指标对多张浮游生物有效目标切片进行测评,得到最清晰的有效目标切片以及其所对应的衍射深度,并进行数字全息图像的自适应性多焦点复原。研究表明,此方法可快速自动地从海洋浮游生物数字全息图中自动扫描提取浮游生物有效目标的清晰图像并返回其衍射深度。