基于螺旋相位调制的非相干数字全息图像边缘增强研究
发布时间：2021-06-18 12:39
基于空间光调制器（SLM,Spatial Light Modulator）的非相干数字全息因具有光路简单,成像过程无需相干光源,也不需时间和空间上的扫描而备受关注。相比于传统的光学全息术,非相干数字全息系统对实验环境的要求较低,具有更广阔的应用空间。本文在对非相干数字全息成像系统理论分析的基础上,主要研究系统在图像边缘增强方面的应用。以波动光学理论为基础,分别给出了位相/振幅同时调制SLM和纯相位调制SLM两种情况下非相干数字全息系统的螺旋点扩散函数,并对影响系统记录过程、再现过程和系统成像分辨率的因素分别进行了论述。采用MATLAB软件分别对系统的三维成像特性和螺旋点扩散函数进行了模拟,并通过实验验证,得到了与模拟结果一致的实验效果。搭建非相干数字全息系统,研究了系统在双透镜和螺旋相位调制的双透镜两种模式下系统对振幅物体和相位物体的成像特性。论文的主要内容包含以下四个方面:（1）论文第一章主要介绍全息术概念、相干数字全息术的原理以及几种图像边缘增强技术及其发展;提出本文的研究重点和主要内容。（2）以菲涅尔衍射理论为基础,推导出基于双透镜相位的非相干数字全息系统的点扩散函数,分别给出了...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过曲面∑上光场复振幅分布求任一点P的复振幅分布示意图
这表示各个方向上子波的复振幅分布是不相同的，其取值范围在 0到 1 之间。图2.2 孔径∑的衍射示意图如果点光源距离孔径足够远，那么入射光就可以被认为是垂直入射到孔径的平面波。如图2.2所示，对于孔径上的各点都有cos( n , l) = -1，cos ( n , r) = cos ，所以倾斜因子可以些写为
2 数字全息术的基本原理10 图2.3 非相干光照明数字全息记录系统示意图在系统中空间光调制器既是系统的分光元件也是系统的移相元件。将空间光调制器所有像素随机分成两等份，分别加载两个透镜（焦距分别为fd1和fd2）的相位。空间光调制器的振幅反射系数为 2 2 2 21 2, exp expd di iR x y B x y i B x yf f (2.10)上式等号右侧第一项是对物光的调制，第二项是对参考光的调制。λ是工作波长，θ是附加的相移常数，B和B'都是常数。准直透镜焦距为f0，假设点源为透镜L焦平面附近的任意一点，坐标为(0,0,-zs)。傍轴条件下，其发出的球面波在透镜L前表面的复振幅可近似表示为 2 22 2 2Aexpsix yzx y z (2
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非相干数字全息的多光谱成像技术[J]. 朱五凤,石侠,郭茂田,梁二军,马凤英. 郑州大学学报(理学版). 2017(01)
[2]基于两步相移的非相干数字全息显微技术[J]. 李滢滢,秦琬,高志,彭翔. 激光与光电子学进展. 2017(04)
[3]反射式同轴非相干数字全息显微成像系统研究[J]. 刘亚飞,张文斌,许天旭,田勇志,郭茂田,梁二军,马凤英. 中国激光. 2016(11)
[4]Anisotropic edge enhancement in optical scanning holography with spiral phase filtering[J]. Kelly K.Dobson,贾伟,Ting-Chung Poon. Chinese Optics Letters. 2016(01)
[5]非相干光照明数字全息实验研究[J]. 石侠,朱五凤,袁斌,杜艳丽,弓巧侠,郭茂田,梁二军,马凤英. 中国激光. 2015(12)
[6]基于螺旋相位滤波的图像边缘增强研究[J]. 吴华钦,李晖,李志芳,郑明杰,陈大强. 福建师范大学学报(自然科学版). 2015(03)
[7]非相干数字全息自适应光学波前校正特性研究[J]. 郭小乐,万玉红,满天龙,刘增华. 中国激光. 2014(11)
[8]双曝光数字全息三维变形测试[J]. 范俊叶,尹博超,王文生. 红外与激光工程. 2014(05)
[9]非相干全息术成像特性及研究进展[J]. 万玉红,满天龙,陶世荃. 中国激光. 2014(02)
[10]数字全息技术在生物医学成像和分析中的应用[J]. 王云新,王大勇,杨怡姝,赵洁,欧阳丽婷,肖向茜,戎路. 中国激光. 2014(02)
博士论文
[1]数字全息显微成像像质优化及系统实现[D]. 马利红.浙江大学 2011
[2]广义相移数字全息干涉术相移提取及波前再现算法的理论及实验研究[D]. 徐先锋.山东大学 2008
硕士论文
[1]同轴非相干相移数字全息显微成像特性研究[D]. 刘亚飞.郑州大学 2017
[2]基于空间光调制器的非相干光照明数字全息显微系统研究[D]. 石侠.郑州大学 2016
[3]基于数字全息成像的海洋浮游生物特征测量与提取[D]. 王圣旭.中国海洋大学 2013
[4]分数阶微分图像增强技术及在铜浮选监控系统中的应用[D]. 陈辉.中南大学 2013
[5]提高菲涅尔数字全息再现像质量的研究[D]. 黎上芩.大连理工大学 2008
[6]会聚球面波照明下的同轴数字全息研究[D]. 石胜辉.昆明理工大学 2008
本文编号：3236677
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过曲面∑上光场复振幅分布求任一点P的复振幅分布示意图
这表示各个方向上子波的复振幅分布是不相同的，其取值范围在 0到 1 之间。图2.2 孔径∑的衍射示意图如果点光源距离孔径足够远，那么入射光就可以被认为是垂直入射到孔径的平面波。如图2.2所示，对于孔径上的各点都有cos( n , l) = -1，cos ( n , r) = cos ，所以倾斜因子可以些写为
2 数字全息术的基本原理10 图2.3 非相干光照明数字全息记录系统示意图在系统中空间光调制器既是系统的分光元件也是系统的移相元件。将空间光调制器所有像素随机分成两等份，分别加载两个透镜（焦距分别为fd1和fd2）的相位。空间光调制器的振幅反射系数为 2 2 2 21 2, exp expd di iR x y B x y i B x yf f (2.10)上式等号右侧第一项是对物光的调制，第二项是对参考光的调制。λ是工作波长，θ是附加的相移常数，B和B'都是常数。准直透镜焦距为f0，假设点源为透镜L焦平面附近的任意一点，坐标为(0,0,-zs)。傍轴条件下，其发出的球面波在透镜L前表面的复振幅可近似表示为 2 22 2 2Aexpsix yzx y z (2
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非相干数字全息的多光谱成像技术[J]. 朱五凤,石侠,郭茂田,梁二军,马凤英. 郑州大学学报(理学版). 2017(01)
[2]基于两步相移的非相干数字全息显微技术[J]. 李滢滢,秦琬,高志,彭翔. 激光与光电子学进展. 2017(04)
[3]反射式同轴非相干数字全息显微成像系统研究[J]. 刘亚飞,张文斌,许天旭,田勇志,郭茂田,梁二军,马凤英. 中国激光. 2016(11)
[4]Anisotropic edge enhancement in optical scanning holography with spiral phase filtering[J]. Kelly K.Dobson,贾伟,Ting-Chung Poon. Chinese Optics Letters. 2016(01)
[5]非相干光照明数字全息实验研究[J]. 石侠,朱五凤,袁斌,杜艳丽,弓巧侠,郭茂田,梁二军,马凤英. 中国激光. 2015(12)
[6]基于螺旋相位滤波的图像边缘增强研究[J]. 吴华钦,李晖,李志芳,郑明杰,陈大强. 福建师范大学学报(自然科学版). 2015(03)
[7]非相干数字全息自适应光学波前校正特性研究[J]. 郭小乐,万玉红,满天龙,刘增华. 中国激光. 2014(11)
[8]双曝光数字全息三维变形测试[J]. 范俊叶,尹博超,王文生. 红外与激光工程. 2014(05)
[9]非相干全息术成像特性及研究进展[J]. 万玉红,满天龙,陶世荃. 中国激光. 2014(02)
[10]数字全息技术在生物医学成像和分析中的应用[J]. 王云新,王大勇,杨怡姝,赵洁,欧阳丽婷,肖向茜,戎路. 中国激光. 2014(02)
博士论文
[1]数字全息显微成像像质优化及系统实现[D]. 马利红.浙江大学 2011
[2]广义相移数字全息干涉术相移提取及波前再现算法的理论及实验研究[D]. 徐先锋.山东大学 2008
硕士论文
[1]同轴非相干相移数字全息显微成像特性研究[D]. 刘亚飞.郑州大学 2017
[2]基于空间光调制器的非相干光照明数字全息显微系统研究[D]. 石侠.郑州大学 2016
[3]基于数字全息成像的海洋浮游生物特征测量与提取[D]. 王圣旭.中国海洋大学 2013
[4]分数阶微分图像增强技术及在铜浮选监控系统中的应用[D]. 陈辉.中南大学 2013
[5]提高菲涅尔数字全息再现像质量的研究[D]. 黎上芩.大连理工大学 2008
[6]会聚球面波照明下的同轴数字全息研究[D]. 石胜辉.昆明理工大学 2008
本文编号：3236677
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