同轴数字显微全息粒子探测及识别算法研究

发布时间：2020-04-24 10:46

【摘要】：气溶胶和云的相互作用对地球的辐射平衡和水循环有着重要影响,是未来气候变化研究领域的重点。机载粒子测量系统是研究气溶胶和云粒子相互作用效应的重要观测手段。相比现有云粒子测量技术,数字显微全息粒子场测量技术具有装置结构简单稳定,且能三维成像、区分层叠粒子等优点。本文就云粒子显微全息测量技术展开相关实验研究,主要工作内容如下:搭建一套同轴显微全息粒子场测量系统,结合硬件光路系统分析,对装置的极限分辨率、再现距离、放大倍率进行了标定。针对同轴显微全息记录距离和再现距离不一致的情况,提出一种同轴显微全息再现距离标定方法。研究改善全息图再现质量的方法,探讨影响全息图再现像质量的外部噪声和内部噪声的抑制方法,发展一种非周期条纹噪声抑制方法,研究同轴全息零级衍射项和共轭像抑制方法,进行算法有效性测试。研究粒子自动识别与提取算法,比较分析多种粒子自动提取算法的优劣性,针对全息图再现的特点,实现一种基于灰度和梯度的自适应阈值选取算法。研究灰度梯度自动聚焦算法和小波变换自动聚焦算法,通过对分辨率板和标准粒子的再现实验,对两种自动聚焦算法的有效性、抗噪性进行分析。利用雾化器雾化蒸馏水,模拟云粒子测量环境,利用系统对雾化液滴进行测量。得到雾化液滴的粒径分布和三维空间分布。
【图文】：

等相位,面波,平面波,因子

下列关系：2 2 2s α + cos β + cos γ=1) ( ) 2 2os exp cos cos1 cos cos exp jk x yjk γ α α β + 面波，以及所选定的垂直因子，与 x，y 坐标无关，( 2 2exp jkz 1 cos α cosβ可以表示为： A exp jk ( xcos α +ycosβ x

示意图,数字全息,示意图,平面

图 2.4 数字全息记录和再现示意图gure 2.4 Coordinate graphs of digital holographic recording and reconstructing波和参考光波的复振幅表达式分别为=O ( x , y ) o ( x , y ) exp jφ ( x ,y) (=R ( x , y ) r ( x , y ) exp j ( x ,y) (体位于0 0x y平面，CCD 位于 x y平面，，再现像位于1 1x y平面面距离为0z , 则 CCD 面上所接收到的全息图的强度分布 I ( x ,y )表示( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )22 2* *2 2, , ,, , , , , ,, , 2 , , cos , ,I x y R x y O x yR x y O x y R x y O x y O x y R x yr x y o x y r x y o x y φ x y x y= += + + += + + (
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P412

【参考文献】