應(yīng)用螺旋相位空間頻域?yàn)V波器的圖像邊緣增強(qiáng)技術(shù)的研究.pdf

1、圖像邊緣增強(qiáng)是光學(xué)信息處理的一個重要的應(yīng)用方向。實(shí)現(xiàn)圖像邊緣增強(qiáng)的多種方法中，一種常見手段是對其空間頻域分布進(jìn)行操作，比如暗場法。螺旋相位片是一種沿角向產(chǎn)生順次相位延遲的光學(xué)元件，常用于產(chǎn)生和檢測螺旋光。將螺旋相位片應(yīng)用于圖像的空間頻域，將在不損失能量的情況下實(shí)現(xiàn)能量的重新分布，使空間頻率較高的圖像邊緣得到加強(qiáng)。這就是所謂的螺旋相位空間頻域?yàn)V波技術(shù)。將螺旋相位空間頻域?yàn)V波技術(shù)應(yīng)用于顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)振幅型和相位型物體的圖像邊緣增

2、強(qiáng)，突破了普通顯微鏡在觀察純相位物體上的限制。螺旋相位空間頻域?yàn)V波法在生物醫(yī)學(xué)、司法檢驗(yàn)、微電子行業(yè)等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。雖然該方法相對于其它方法具有一定的優(yōu)勢，但是具體細(xì)節(jié)還有待進(jìn)一步研究。本文主要研究螺旋相位空間頻域?yàn)V波器實(shí)現(xiàn)圖像邊緣增強(qiáng)的理論分析、數(shù)值仿真以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文的主要工作如下：
　　1、介紹了幾種制作螺旋相位濾波器的方法，并對比他們的優(yōu)缺點(diǎn)。本文選用計(jì)算全息光柵法制作的振幅叉狀光柵作為螺旋相位濾波

3、器，該光柵能夠?qū)斎雸D像的空間頻譜嵌入螺旋相位。另外，詳細(xì)講解了振幅叉狀光柵產(chǎn)生螺旋光束的原理，并對其進(jìn)行仿真。
　　2、理論分析了螺旋相位濾波器在4f光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)徑向希爾伯特變換的原理，解釋了實(shí)現(xiàn)圖像等向邊緣增強(qiáng)的原理。討論了螺旋相位濾波器的尺寸以及4f系統(tǒng)中的透鏡焦距對圖像成像的影響。進(jìn)一步，詳細(xì)分析了振幅叉狀光柵實(shí)現(xiàn)圖像等向邊緣增強(qiáng)的理論，結(jié)果表明只有其±1級衍射級對圖像增強(qiáng)有效。還通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了振幅叉狀光柵在顯微中能夠?qū)?/p>