基于數(shù)字全息的三維重構(gòu)算法研究.pdf

1、安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文基于數(shù)字全息的三維重構(gòu)算法研究姓名：周成鵬申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：信號(hào)與信息處理指導(dǎo)教師：柴曉冬20070401安徽人學(xué)顧論文摘要本論文主要研究基于數(shù)字全息的三維物體重構(gòu)算法。采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的辦法，對(duì)基于數(shù)字全息技術(shù)的三維重構(gòu)中的基本問題和多種方法進(jìn)行了比較系統(tǒng)深入的研究，包括再現(xiàn)光場(chǎng)零級(jí)像和共軛像的消除、數(shù)字全息重構(gòu)相位展開的算法。由于CCD獲取的數(shù)字全息圖大多是菲涅耳離軸全息圖，由于受物理過程的制約

2、，在基于菲涅耳變換的衍射重構(gòu)中將包含零級(jí)像和一對(duì)共軛像，即使采取一些措施抑制零級(jí)像和共軛像，也會(huì)限制視場(chǎng)的大小。在傳統(tǒng)的基于傅立葉變換的重構(gòu)過程中，由于采用濾波和移頻方法獲取復(fù)波信號(hào)，特別是當(dāng)頻譜存在混疊時(shí)，則必然造成信號(hào)的損失，尤其是相位信息的損失將無法再現(xiàn)原物體的三維模型。因此，本論文重點(diǎn)在以下方面開展研究：一、在全息獲取和重構(gòu)方面提出基于隨機(jī)信號(hào)處理理論的盲信號(hào)分離的復(fù)波恢復(fù)方法。研究發(fā)現(xiàn)由ccD獲取的干涉全息圖是一種隨機(jī)過程，這

3、樣，數(shù)字全息重構(gòu)就可建立在隨機(jī)信號(hào)處理的理論框架之下，研究基于隨機(jī)信號(hào)處理的數(shù)字全息重構(gòu)的新方法。對(duì)數(shù)字全息重構(gòu)中的復(fù)波進(jìn)行準(zhǔn)確恢復(fù)，對(duì)零級(jí)項(xiàng)和共軛項(xiàng)的處理不再是“抑制”和“避開”，而是“分離”和“消除”，并良好地保持了復(fù)波的振幅和相位信息，并且對(duì)一直困擾全息術(shù)的“曝光強(qiáng)度”和全息圖的“清晰度”“光波波長”已不再敏感。為了得到數(shù)字全息圖的真實(shí)相位，整個(gè)處理過程是在空域中進(jìn)行。該方法是對(duì)目前數(shù)字全息重構(gòu)方法的改革，其在數(shù)字全息重構(gòu)中的成功

4、實(shí)現(xiàn)，將在光信息處理領(lǐng)域中的其他方面存在一定的應(yīng)用價(jià)值。二、在對(duì)解纏繞相位算法研究中提出了一種改進(jìn)算法。數(shù)字全息技術(shù)是利用CCD等電荷耦合器件取代傳統(tǒng)光學(xué)全息中的記錄介質(zhì)來記錄全息圖，重建的過程在計(jì)算機(jī)中完成。由于系統(tǒng)的原因，三維獲取的全息圖的相位被限制(纏繞)在(一石，2l“]之間。如何恢復(fù)模糊的相位周期，得到真實(shí)解纏相位，即相位展開(或稱相位解纏繞)處理(PhaseUnwrapping)，成為數(shù)字全息再現(xiàn)的最關(guān)鍵問題之一。實(shí)際數(shù)字全