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文檔簡介
1、數(shù)字全息術(shù)是一種全新的成像與測量技術(shù),是光學(xué)、光電技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的高度融合。數(shù)字全息顯微術(shù)作為數(shù)字全息術(shù)中一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域,不僅具有非接觸、無損傷、全視場、處理靈活、存儲方便等優(yōu)點(diǎn),還能同時獲得三維微結(jié)構(gòu)定量的強(qiáng)度及位相分布,成為近年來一種重要的顯微成像技術(shù),具有廣泛的應(yīng)用前景。但目前該技術(shù)還存在位相重建精度不夠高、速度慢等問題,主要體現(xiàn)在成像分辨率偏低、再現(xiàn)像質(zhì)不夠理想和位相畸變補(bǔ)償不徹底等方面。因此,本文的主要目的是解決該技術(shù)
2、現(xiàn)存的關(guān)鍵問題。
本論文主要對數(shù)字全息顯微術(shù)中高精度相重建算法進(jìn)行了研究,分別利用理論分析、計算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)研究的方法,在數(shù)字全息顯微術(shù)的重建算法、系統(tǒng)分辨率探究、高精度位相重建算法及對不同樣品的成像中得到了一系列的結(jié)果,下面逐條進(jìn)行說明:
1.首先分析了數(shù)字全息顯微術(shù)的記錄和再現(xiàn)過程,介紹了其中的三種再現(xiàn)算法,并對這三種算法的特點(diǎn)及適用范圍進(jìn)行了分析。
2.主要研究了提高系統(tǒng)成像質(zhì)量的方法:首
3、先將預(yù)放大數(shù)字全息顯微系統(tǒng)按照CCD所處位置的不同,將其分為六種記錄系統(tǒng),并對這六種系統(tǒng)的成像分辨率、成像像質(zhì)及實(shí)現(xiàn)的難易程度等進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究,得出像面數(shù)字全息術(shù)是一種優(yōu)化的成像系統(tǒng)。然后將該系統(tǒng)與基于環(huán)形光錐的超分辨率技術(shù)結(jié)合,通過對該系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的分析及計算機(jī)模擬驗(yàn)證,得出采用環(huán)形空心光錐照明可以提高數(shù)字全息顯微系統(tǒng)系統(tǒng)的成像分辨率。
3.主要分析了高精度位相重建算法中幾個關(guān)鍵技術(shù):首先對基于同態(tài)信號處理技術(shù)的
4、準(zhǔn)實(shí)時非線性重建算法進(jìn)行了研究,并進(jìn)行了計算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果均表明:新算法具有更高的重建速度和精度。然后分析比較了幾種比較經(jīng)典的位相解包裹算法,對近年來比較常用的兩步相減位相畸變矯正算法和位相補(bǔ)償算法的原理和適用范圍進(jìn)行了分析,并對自動位相補(bǔ)償算法進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)的算法具備了較強(qiáng)的抗噪能力,以上分析均進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
4.將以上算法應(yīng)用到不同的數(shù)字全息顯微成像系統(tǒng)和生物細(xì)胞的位相測量中,通過對生物細(xì)胞位相測量的實(shí)驗(yàn)研
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