三維物體數(shù)字全息及其應(yīng)用研究.pdf

1、數(shù)字全息是光學(xué)全息與計算機技術(shù)結(jié)合的一種新的光學(xué)分支。它除具有普通光學(xué)全息的優(yōu)點外，還有其特殊的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在省去了干板的化學(xué)處理和能通過計算較為方便地得到光場分布信息。三維物體數(shù)字全息可以記錄和重構(gòu)出三維物體的強度分布和相位分布，便于進行進一步處理，特別有利于對三維物體形貌的分析與測量，已逐漸受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。 由于受到零級衍射光斑以及散斑噪聲的影響，三維物體數(shù)字全息重構(gòu)像質(zhì)量不能令人滿意，極大地阻礙了三維物體數(shù)

2、字全息的進一步應(yīng)用。本文著力研究提高數(shù)字全息重構(gòu)像質(zhì)量的各種方法，以濾除或減小零級衍射光斑以及共軛像對數(shù)字全息重構(gòu)像質(zhì)量的影響，使同軸和離軸數(shù)字全息重構(gòu)像質(zhì)量都達到可實際利用的程度。本文研究并用于提高數(shù)字全息重構(gòu)像質(zhì)量的方法有：離軸分離物像法，均值法去零級，相移法去零級及共軛像，小波法去零級及減小散斑噪聲，收縮均值濾波法提高重構(gòu)像對比度和細膩程度，Curvelet(曲波)法減小散斑噪聲保護邊緣信息，多幅圖融合法減小散斑噪聲等。對每種方法

3、的研究都由理論分析得出，并通過實驗加以驗證分析，最終得到較為滿意的實驗結(jié)果。 對于三維物體數(shù)字全息技術(shù)的應(yīng)用，本文從干涉測量和三維物體識別兩方面入手進行研究。干涉測量中，主要通過計算數(shù)字全息圖中記錄下的物體相位信息的變化對物體狀態(tài)的微小變化進行精確測量。三維物體識別中，是通過卷積法重構(gòu)，提取單幅全息圖中比普通照片更豐富的物體信息構(gòu)成非線性綜合判別函數(shù)濾波器，進而通過相關(guān)運算實現(xiàn)了對三維物體一定旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)不變識別。這兩種