1 上海理工大学 光学与电子信息工程学院
2 上海电力学院 电力与自动化工程学院,上海 200090
3 上海理工大学 动力工程学院,上海 200093
采用同轴数字全息技术测量研究粒子场,其高分辨力的再现像和粒径高精度测量受到诸多因素的影响。本文简要介绍了同轴数字全息的基本概念、原理、方法及其在粒子直径测量中的应用,主要通过计算机仿真研究了记录距离和粒子浓度这两个因素对粒径测量精度的影响,给出了记录距离的范围,同时提出了基于灰度梯度提取粒子边缘进行粒径测量的方法,并通过实验进行了验证。
数字全息 粒径测量 数值重构 数字图像处理 digital holography particle diameter measurement numerical reconstruction digital image processing
浙江师范大学 信息光学研究所,浙江 金华 321004
针对目前实现大视角数字全息图实时动态再现的难点,提出了一种基于液晶空间光调制器用分时再现原理实现大视角数字全息图实时动态显示的新方法。分析了大视角全息图的计算原理和利用空间光调制器进行分时再现的技术原理,并提出了空间多屏拼接的方法。利用经改造的液晶背投影光学引擎系统设计了实验系统,对计算得到的全息图阵列进行了相应的处理以符合原投影系统RGB信号的传输,处理后的全息图阵列由计算机控制以60Hz的频率输出到光学引擎。实验结果表明,可以观察到大视角全息图的动态再现像。
计算全息 视角 空间光调制器 光电再现 光学引擎 computer-generated hologram (CGH) viewing angle spatial light modulator(SLM) optoelectronic reconstruction optic engine
浙江大学 光电系现代光学仪器国家重点实验室,杭州 310027
提出了一种基于数字菲涅耳全息和离散余弦变换的数字水印技术。利用全息技术得到原始水印图像的菲涅耳全息图,之后将其嵌入宿主图像离散余弦变换域的中频系数,将水印添加位置和光学系统的几何结构参数作为恢复水印信息的密钥,并且算法属“盲数字水印技术”,从而该算法具有较好的安全性和实用性。对算法的测试结果也表明,该算法对噪声、滤波、剪切、旋转、有损压缩等常见的图像处理操作具有较高的稳健性。因此,该算法具有一定的实用价值。
信息光学 菲涅耳全息 数字水印 离散余弦变换 information optics Fresnel holography digital watermark discrete cosine transform
1 上海理工大学 光学与电子信息工程学院,上海 200093
2 上海电力学院 电力与自动化工程学院,上海 200090
3 上海理工大学 动力工程学院,上海 200093
为了减小由于同轴数字全息系统的较大焦深而导致粒子的轴向深度定位具有的不确定性,本文提出了一种用于粒子轴向精确定位的基于最大梯度的自动聚焦算法。自动聚焦算法对包含粒子的对焦窗口中求出任意可能方向的梯度,比较后得到最大的梯度,利用最大的梯度作为最后的结果,其它的则丢弃。同时,考虑到自动聚焦算法的精确度和算法的稳定性,再引入阈值参数,利用这个阈值可以很好地滤除粒子再现像中的背景信息和噪声带来的干扰。经实验表明,该算法具有较好的单峰性和稳定性。
数字全息 粒子轴向定位 自动聚焦 焦深 digital holography axial location of particle auto-focusing focus depth
为了消除相移误差对数字全息中再现像的像质的影响，本文对单次相移数字全息进行了研究。基于相位统计特性，提出了一种有效消除相移误差的新方法，该方法能够对任意未知相移量进行提取，并利用数字全息图所有抽样点的强度偏差之和作为评价标准，通过逐步改变计算得到的初始相移值来寻找正确的实际相移角。计算机模拟得到了很好的再现结果，证明了该方法的可行性和有效性。
数字全息 单次相移 相移误差 菲涅耳衍射 数字再现 digital holography single phase-shifting phase-shifting error Fresnel diffraction numerical reconstruction
赣南师范学院 物理与电子信息学院，江西 赣州 341000
实时全息干涉法可以观察记录整个测试过程中条纹图的动态变化，传统相位提取算法只适合于静态干涉条纹图相位的提取。根据实时全息干涉条纹和希尔伯特变换的特点，提出了利用希尔伯特变换提取实时全息干涉条纹相位值的方法，采用了高通滤波的方法减少背景光强的影响，对铝片受力变形实验中实时全息干涉条纹的相位变化分布进行了提取。实验表明：希尔伯特变换法适合于动态条纹的相位提取，可以自动提取实时全息干涉测量过程中全场各点在任意两个时刻间的相位变化值，且测量结果与实时全息干涉条纹人工分析结果一致。
希尔伯特变换 实时全息干涉 相位提取 Hilbert transform real-time holographic interferometry phase extracting
1 上海理工大学 光学与电子信息工程学院，上海 200093；上海电力学院 电力与自动化工程学院，上海 200090
2 上海理工大学 光学与电子信息工程学院，上海 200093
3 上海理工大学 动力工程学院，上海 200093
4 上海电力学院 电力与自动化工程学院，上海 200090
记录着不同深度位置的粒子全息图在数值重构过程中由于直透光、孪生像的影响以及离焦粒子像的存在，导致了聚焦粒子再现像质量的下降。针对这一问题，本文提出一种数值处理方法来减小上述三因素对聚焦粒子再现像的影响。该方法通过对数值重构出的两个聚焦与非聚焦面上粒子复振幅相减，将直透光、孪生像和离焦粒子像对聚焦粒子的影响同时减小，因此提高和改善了聚焦粒子再现像的对比度。在同轴数字全息层析再现粒子场过程中，该方法适用于在某一聚焦面仅显示聚焦粒子。此外，该过程仅需要一张全息图，而且不需要对全息图做预前和后期处理。给出了简要理论以及仿真、实验结果。
数字全息 粒子分析 焦深 离焦像 digital holography particles analysis focal depth defocused image
浙江师范大学 信息光学研究所, 浙江 金华 321004
本文从信息论的角度研究了数字全息信息量与记录光路的关系，证明了同轴傅里叶变换全息是实现全息信息量最大记录的光路。同时提出了一种新的简化相移数字全息显微技术，本技术采用四分之一波片作为相移器，结合计算机模拟原参考光，只需进行一次相移，拍摄两次全息图和一次物光强度分布图就可以有效的消除数字全息再现像中的零级像和共轭像。将新的相移技术与同轴无透镜傅里叶变换全息相结合，简化了相移步骤，实现了数字全息再现实像最高像素输出，从而提高了数字全息再现像分辨力。
全息 信息量 数字全息显微 相移技术 holography information content digital holographic microscopy phase-shifting technique
浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027
在基于LCD再现的计算全息中,由于TFT-LCD固有的像素结构形成一个二维黑栅矩阵,其衍射作用会引入阵列分布的多个像,即黑栅效应,影响再现像的像质.通过理论推导,具体分析了LCD黑栅效应对全息再现像的影响;提出像素分解法,分别模拟理想再现和基于LCD再现的过程,得到相应的数字再现像.并对其进行了比较和分析,给出了分析结果,证实了LCD黑栅效应对再现像的影响.
计算机全息图 液晶显示器 黑栅效应 模拟 差分比较
浙江师范大学,信息光学研究所,浙江,金华,321004
提出用计算机制全息术实现CT图像的三维重建.首先研究了CT图像的三维信息融合,用计算机模拟CT图像的物光波,用菲涅耳计算全息图的方法,把CT图像的二维信息融合成三维信息,获得菲涅耳全息图.然后将计算机制全息与光学全息相结合,记录彩虹全息图.最后用扩展的白光再现,获得逼真无畸变的真正的三维立体图像,充分发挥了计算机制全息与光学全息的优势.在全息图的计算中利用了快速傅里叶算法,大大缩短计算时间.根据不同的观察需要制作了两种不同效果的全息图,并给出了理论分析和实验结果.
三维重建 计算全息术 彩虹全息图 CT
