全息成像的研究(10)

博士论文全息成像的研究

条纹的计算仅基于发生在全息图像重构时的衍射现象，采用逆向方法求解光栅条纹，较好的实现了动态三维全息显示，是目前最成功的一种方法。但在该方法中，基本条纹的生成较为复杂，我们在研究了他们的方法后，采用了基于小波变换的基本条纹生成方法。与傅立叶变换相比，小波变换是空间和频率的局部化分析，可聚焦到信号的任意细节，使基本条纹的频谱特征成为空间频率域的局部细化的表现。计算中采用了小波包分解方法，以Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ小波为基，利用伸缩和平移运算功能，实现了空间频率域的带通滤波器组，从而快速实现了基本条纹的计算。小波包分解方法具有计算速度快，简便易行、有自动适应空间一空间频率域的信号分析的特点，为基本条纹的计算提供了新方法。

（４）基于离散频谱的带宽压缩算法。

在研究中，我们发现，可利用人眼的视觉分辨率有限的特性，对光信息可作进一步压缩。在６００ｍｍ观察一个点发出的两根光线时，如果其夹角小于０．３０，人眼感觉不到光线的跳变。因此，可对条纹的空间频率采样进行研究。结果表明，用包含离散频谱条纹的衍射光来重构波阵面，条纹函数的样本值可得到有效的压缩，而在显示时通过简单的解码过程，即可恢复全部的条纹函数样本值和连续的光频谱。这样，就可有效减少数据量，达到动态显示的目的。

（５）基于序列视差图像的立体图显示方法。

在基于ＭＩＴ面向衍射算法基础上，研究了任意物体的双眼视差的三维全息显示。通过ＣＣＤ获取的序列视差图像，用计算全息与图像处理技术产生了一个全息立体图的显示。在计算全息中采用了基于衍射的光栅条纹生成方法，将视场分为连续的８个区域，每个区域由一个空间频率不同的基本条纹衍射生成，然后对序列视差图像经过二维离散处理，通过光场投影与几何光学成像法，转换到一张全息图上，由包含８个基本条纹的全息素衍射生成序列视差全息图像。从而使观察者获得三维感的立体图像，为三维数据未知的物体和场景的三维显示提供了依据。（６）数字全息重构方法的研究。

从光的菲涅尔衍射公式入手，对连续信号进行了离散化处理，给出了菲涅尔衍射数值计算公式。研究了波阵面相位恢复与数字全息重构的计算方法。用傅立叶变换法从干涉全息图中恢复了物波的波阵面，重构了物波的波阵面的三维光场分布，给出了结果。１．３论文的结构