數(shù)字全息成像中數(shù)值再現(xiàn)與自動(dòng)對(duì)焦的研究.pdf

1、數(shù)字全息是一種能定量獲取待測(cè)物體強(qiáng)度與相位信息的新型成像技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)和圖像傳感器技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)字全息正在引起人們的廣泛關(guān)注。數(shù)字全息已被應(yīng)用到許多領(lǐng)域,包括三維顯微成像術(shù),表面形貌測(cè)量,形變測(cè)量,粒子場(chǎng)分析,圖像加密,溫度測(cè)量等。在數(shù)字全息中,全息圖被圖像傳感器采集到并傳送到計(jì)算機(jī)。從這張數(shù)字化的全息圖,待測(cè)物體的復(fù)振幅分布可以通過(guò)數(shù)值再現(xiàn)算法再現(xiàn)出來(lái)。本文的主要目的就是詳細(xì)地討論各種再現(xiàn)算法,以揭示出它們的混疊特性,抽樣要求,

2、像素分辨率,計(jì)算窗口,計(jì)算速度等性質(zhì)。本文的另一個(gè)目的是尋找適合數(shù)字全息成像的自動(dòng)對(duì)焦判據(jù),以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)地觀測(cè)動(dòng)態(tài)物體。
　　 本文首先將計(jì)算方法分解為連續(xù)的兩步:1,輸入變量離散化,而輸出變量保持不變,可以得到一個(gè)連續(xù)的再現(xiàn)像光場(chǎng)表達(dá)式。2,對(duì)這個(gè)連續(xù)表達(dá)式進(jìn)行離散和截?cái)?得到最終的輸出結(jié)果。本文利用數(shù)字信號(hào)相關(guān)理論推導(dǎo)出了不同衍射積分形式作用到物光衍射場(chǎng)的樣本得到的再現(xiàn)像光場(chǎng)的解析表達(dá)式。然后對(duì)這些再現(xiàn)像光場(chǎng)表達(dá)式進(jìn)行

3、離散和截?cái)?得出具體再現(xiàn)算法形式。接著,本文對(duì)各種數(shù)值再現(xiàn)方法的混疊特性,抽樣要求,像素分辨率,計(jì)算窗口,計(jì)算速度等性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的討論和比較,得出了一些重要的結(jié)論。這包括菲涅耳直接積分算法與瑞利-索末菲直接積分算法有著相似的混疊特性和抽樣要求,二者都能比較靈活地控制再現(xiàn)像像素分辨率,衍射角譜算法在計(jì)算速度,計(jì)算精度等方面比卷積算法優(yōu)越。最后,用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)論證了本文通過(guò)理論分析得出的結(jié)論。
　　 本文在數(shù)字全息成像自動(dòng)對(duì)焦算法實(shí)現(xiàn)