动态样品及活细胞的数字全息成像分辨率特性优化研究

发布时间：2021-04-25 04:31

　　数字全息作为一种新型的成像手段,具有实时,非接触,无损伤定量相衬成像等优点,在全息干涉计量、无损检测、表面微位移测量、物体形变分析等各个领域中有着广泛应用。无论在高精度无损测量方面,还是与微流控芯片技术相结合获取芯片内样品信息等应用方面,数字全息重建成像的分辨率和成像质量是主要关注的性能指标。不断提高数字全息成像分辨率和成像质量,才有可能进一步扩展数字全息的应用范围。本论文针对动态样品和活细胞,研究提高数字全息成像分辨率和成像质量的方法,并对洋葱上表皮细胞进行了成像实验。研究了数字全息分辨率优化的方法。首先研究了亚像素微位移识别匹配叠加方法提高数字全息成像的分辨率。将分辨率板作为样品,通过一定速度下分辨率板的扫描运动,记录得到一系列相互之间有亚像素微位移的多幅全息图;再通过亚像素微位移识别匹配算法,将这些全息图识别叠加后进行数字再现;并且,将亚像素微位移方法再现成像的结果与普通数字全息方法的结果进行了比较。其次,研究了时空扫描方法提高数字全息成像分辨率的效果。利用时空扫描数字全息方法并采用面阵CCD记录数字全息图组,通过以一定的匹配速度沿着水平x方向平移物体,记录一组全息图视频;再利用... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 分辨率优化特性研究现状
    1.3 本论文研究内容
第2章 数字全息成像及分辨率优化原理
    2.1 数字全息成像基本原理
        2.1.1 数字全息的记录与再现
        2.1.2 数字全息的三种再现算法
        2.1.3 数字全息的分辨率
    2.2 时空扫描方法提高分辨率原理
        2.2.1 时空扫描记录过程
        2.2.2 时空扫描四步相移原理
    2.3 亚像素微位移提高分辨率原理
        2.3.1 系列低分辨率全息图记录过程
        2.3.2 迭代优化全息图提高分辨率原理
    2.4 本章小结
第3章 时空扫描结合亚像素微位移识别匹配提高分辨率
    3.1 对多幅亚像素微位移全息图直接匹配叠加
        3.1.1 离轴数字全息光路系统及重构成像
        3.1.2 亚像素微位移的数字全息图记录与重构
        3.1.3 实验结果
    3.2 时空扫描数字全息成像
        3.2.1 时空扫描数字全息图的记录
        3.2.2 基本时空扫描全息图再现结果
        3.2.3 四步相移去噪处理
    3.3 时空扫描结合亚像素微位移识别匹配结果
        3.3.1 基于时空扫描提取多帧亚像素微位移全息图
        3.3.2 结果分析
    3.4 本章小结
第4章 活体细胞的时空扫描及亚像素微位移成像研究
    4.1 洋葱细胞成像的光路系统与样品制备
    4.2 多幅亚像素微位移数字全息图的识别叠加重构
    4.3 洋葱细胞的时空扫描数字全息重构成像
    4.4 时空扫描结合亚像素微位移重构成像
    4.5 洋葱活体细胞运动过程
        4.5.1 细胞核运动以及内部变化过程
        4.5.2 洋葱细胞内肌动蛋白微丝变化
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种快速的亚像素图像配准算法[J]. 陆凯,李成金,赵勋杰,邹薇,张雪松.  红外技术. 2013(01)
[2]一种相移合成孔径数字全息图高精度合成方法[J]. 李红燕,马志俭,钟丽云,吕晓旭.  光学学报. 2011(05)
[3]合成孔径数字无透镜傅里叶变换全息图的分幅再现[J]. 姜宏振,赵建林,邸江磊,秦川,闫晓博,孙伟伟.  光学学报. 2009(12)

博士论文
[1]数字全息技术及其在测量中的应用研究[D]. 王广俊.北京工业大学 2011

硕士论文
[1]基于互有位移序列图像的超分辨率成像及相关技术研究[D]. 程頔.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：3158707