數(shù)字全息再現(xiàn)像質(zhì)量及應(yīng)用的研究.pdf

1、數(shù)字全息用光電傳感器件(如CCD、CMOS)代替?zhèn)鹘y(tǒng)全息材料記錄全息圖，用計算機模擬光學(xué)衍射過程來實現(xiàn)所記錄全息圖的數(shù)字再現(xiàn)，實現(xiàn)了全息的記錄、存儲和再現(xiàn)全過程的數(shù)字化。近年來，隨著計算機技術(shù)特別是高分辨率圖像傳感器的發(fā)展，數(shù)字全息技術(shù)及其應(yīng)用研究備受國內(nèi)外研究者的關(guān)注。在形貌和變形測量、粒子場測量與分析、數(shù)字全息顯微、圖像加密等方面，數(shù)字全息能夠充分發(fā)揮其特點和優(yōu)勢。本文的研究目的是探討數(shù)字全息的記錄和再現(xiàn)原理，研究提高再現(xiàn)像質(zhì)的方法

2、，分析了數(shù)字全息在數(shù)字水印和三維形貌測量方面的應(yīng)用及其不足，提出了自己的方案并進行實驗驗證。
　　 通過理論分析、計算機模擬和光學(xué)實驗等有效手段，本文著重研究了以下幾個方面的內(nèi)容：
　　 (1)詳細(xì)分析了空域微分算子處理、頻域濾波、減均值及減參考光和物光值等四種針對數(shù)字全息圖所進行的圖像處理技術(shù)，并通過具體實驗證明它們在消除直透光和共軛像等方面的作用并比較了幾種方法的優(yōu)缺點。通過研究發(fā)現(xiàn)數(shù)字全息的再現(xiàn)像除了直透光和共軛像

3、的影響之外，再現(xiàn)像還受到散斑噪聲的影響，并提出了使用多幅圖像疊加的方法減小噪聲的影響。另外發(fā)現(xiàn)當(dāng)CCD水平和豎直方向像素數(shù)不等時，再現(xiàn)象會發(fā)生畸變，對其進行了修正。
　　 (2)分析比較了灰度方差法、灰度熵值法和傅里葉頻譜法這三種數(shù)字成像過程中的自動聚焦算法，結(jié)果表明傅里葉頻譜法單峰性和銳度更好。
　　 (3)通過對數(shù)字全息記錄條件的詳細(xì)分析，確定了影響數(shù)字全息再現(xiàn)像分辨率的主要因素。從這些因素入手，提出了利用相移數(shù)字全

4、息和合成孔徑數(shù)字全息來提高數(shù)字全息的分辨率。通過實驗驗證了上述理論的正確性和可行性。
　　 (4)研究了數(shù)字全息在數(shù)字水印和三維形貌測量方面的應(yīng)用。提出將菲涅耳數(shù)字全息和離散余弦變換結(jié)合起來應(yīng)用于數(shù)字水印，具有比傅里葉變換法數(shù)字水印具有更好的安全性和實用性；提出了在散斑等噪聲較大的情況下，利用層析三維物體重構(gòu)的方法，只利用物體的強度信息對物體進行三維重構(gòu)。
　　 (5)用matlab編寫一套數(shù)字全息程序，這個軟件可以用來