文档介绍：工觯位:确住忽乡咎纹司导师签名:辫笔邮编::自每通讯地址::癋签字日期:纠一瓿学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已阅。本人授权安徽大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得安徽大学或其他教育机构的在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解安徽大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ日
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摘要本论文主要研究基于数字全息的三维物体重构算法。采用理论分析和实验研究相结合的办法,对基于数字全息技术的三维重构中的基本问题和多种方法进行了比较系统深入的研究,包括再现光场零级像和共轭像的消除、数字全息重构相位展开的算法。由于袢〉氖秩⑼即蠖嗍欠颇胫崛⑼迹捎谑芪锢砉痰闹圃迹诨菲涅耳变换的衍射重构中将包含零级像和一对共轭像,即使采取一些措施抑制零级像和共轭像,也会限制视场的大小。在传统的基于傅立叶变换的重构过程中,由于采用滤波和移频方法获取复波信号,特别是当频谱存在混叠时,则必然造成信号的损失,尤其是相位信息的损失将无法再现原物体的三维模型。因此,本论文重点在以下方面开展研究:一、在全息获取和重构方面提出基于随机信号处理理论的盲信号分离的复波恢复方法。研究发现由袢〉母缮嫒⑼际且恢炙婊蹋庋秩⒅毓咕涂山立在随机信号处理的理论框架之下,研究基于随机信号处理的数字全息重构的新方法。对数字全息重构中的复波进行准确恢复,对零级项和共轭项的处理不再是“抑制”和“避开”,而是“分离”和“消除”,并良好地保持了复波的振幅和相位信息,并且对一直困扰全息术的“曝光强度”和全息图的“清晰度”“光波波长”已不再敏感。为了得到数字全息图的真实相位,整个处理过程是在空域中进行。该方法是对目前数字全息重构方法的改革,其在数字全息重构中的成功实现,将在光信息处理领域中的其他方面存在一定的应用价值。二、在对解缠绕相位算法研究中提出了一种改进算法。数字全息技术是利用电荷耦合器件取代传统光学全息中的记录介质来记录全息图,重建的过程在计算机中完成。由于系统的原因,三维获取的全息图的相位被限制在皇洹如何恢复模糊的相位周期,得到真实解缠相位,即相位展开虺葡辔唤獠处理晌J秩⒃傧值淖罟丶侍庵弧J导适秩⑼枷裣辔中存在的噪声、图像遮挡和重叠纫鸬南辔徊灰恢孪窒螅床胁现象,使得对测量相位梯度进行简单的积分会得到与路径相关的相位展开结果,导致安徽人学顾畚
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误差的传递与积累。为了得到数字全息图的真实相位,本论文分别比较解析了传统的相位展丌算法,即η蟹ê妥钚《朔ǎ⒂酶慕哪D馔嘶鹚惴ɡ炊愿床进行相位的解缠绕,以获得最优化的算法,能有效解决物体的数字全息重构问题。关键词:数字全息三维重构独立分量分析相位展开模拟退火安徽人学硕畚基十数‘⒌娜毓顾惴ㄑ芯
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第一章引言研究的背景与目的全息术“畛跏怯捎⒐蒲Ъ褼晏岢隼吹模哪康氖窍肜用全息术提高电子显微镜的分辨率,在蚙的研究基础上,业搅一种避免相位信息丢失的技巧;但是由于这种技术要求高度相干性及高强度的光源而一度发展缓慢,直至世纪年代第一台激光器问世,解决了相干光源问题,继而在年美国科学家蚒”岢隽死胫崛⑼家院螅⒓际醯难芯坎获得了空前的发展。全息技术的主要特点是它不仅记录了物体的振幅信息,而且记录了物体的位相信息,从而更加真实地反映了原物体。当两束光波相干时,其干涉光场的分布ǜ缮嫣跷频男巫础⑹杳芗懊靼捣植与两柬光波的波面特性穹相位芮邢喙亍H⒓际趵霉獾母缮嬖恚锾宸⑸涞奶囟ü獠úㄇ耙愿缮嫣纹的形式记录下来,达到冻结物光波相位信息的目的,这叫做波前记录;利用光的衍射原理再现所记录物光波的波前,就能够得到物体的振幅慷和位相ㄎ恢谩形状和色彩畔ⅲ饨凶霾ㄇ霸傧帧根据全息图的记录手段和再现方式的不同⋯,一般可将全息技术分为三类:学全息:如图所示,全息图的记录过程是光学过程,再现过程也是利用光学照明来实现的,这种全息过程就是传统的光学全息:扑闳ⅲ喝缤糽荆眉算机模拟光的传播,通过计算机形成全息图,打印全息图后微缩形成母板,也可用激光直写系