數(shù)字全息顯微中的高精度位相重建算法及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

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