无狭缝计算全息图的白光再现

利用彩虹全息是实现白光全息的常用方法,由于记录过程中引入狭缝使得再现像的视场非常狭小,且只有水平视差。在计算全息中模拟无狭缝记录,通过博奇编码获得菲涅耳全息图,以视频信号输入液晶板(LCD)显示,在白色发光二极管(LED)照明下获得同时具有水平和垂直视差的彩色全息再现像,大小为15 mm×15 mm。调整物面采样间距和滤波小孔孔径以减小色模糊、提高再现光的空间相干性,获得的白光再现像与彩虹全息图的再现像相比,前者虽然牺牲了一定的像质,但垂直视场角远大于后者,且整个系统简单紧凑、操作方便,再现像视场范围大,利于观察和接收,另外宽光谱光源和空间光调制器的使用为实现实时三维彩色全息打下了基础。     

减少计算全息再现散斑的多图象平均方法

本文提出了减少计算全息再现散的多图象平均方法。计算机模拟实验和光学实验表明，该方法能有效地抑制计算全息再现的散斑噪声，提高信噪比，得到高质量的再现像。     

基于TV-维纳滤波的散斑噪声抑制

数字全息具备成像方便、分辨率高和实时观测等优势,已广泛应用于信息加密、显微观测、医学诊断、元器件测量等领域.但在数字全息成像中,散斑噪声严重影响了再现像的信噪比和成像分辨率,因此为了提高数字全息成像质量,迫切需要抑制再现像的散斑噪声.本文提出了一种基于TV模型和维纳滤波融合的散斑噪声抑制方法.仿真实验表明经该算法处理的再现像平滑效果好,去噪声能力强,和原图的相似度高.     

动感像素全息母版图案的设计制作研究

本文介绍了一种新颖的数码像素全息高速拍摄装置来实现全息母版的制作。提出和介绍了运用Photoshop软件一些特殊的图像处理功能设计制作动感像素全息图的方法,并结合多种防伪技术,使产生的图案具有不可仿制的图形畸变特点,并列举了设计实例。     

全息波导板构型优化

经过理论分析和计算,结合加工难度,提出了对全息波导显示系统中全息波导板的优化方法。对28°圆视场、30 mm×30 mm系统出瞳的全息波导显示系统中的全息波导板进行了优化。输入全息光栅尺寸、分束膜尺寸和输出全息光栅尺寸分别为5 mm×30 mm,30 mm×30 mm和30 mm×30 mm,波导板材料、波导板厚度、上波导板厚度和下波导板厚度分别为Ba K7,3 mm,0.75 mm和2.25 mm时,能够满足所要求的全息波导显示系统视场和出瞳性能要求。通过优化得到的系统构型可以应用于全息波导头盔显示器、全息波导平视显示器等。     

数字全息再现像散斑噪声消除的研究

随着数字全息术的应用日渐广泛,如何得到高质量的再现像质已成了数字全息研究和应用中非常重要的问题。由于散斑噪声的统计特性较差,因而散斑噪声被认为是相干成像中最难解决的问题之一。在研究数字全息术再现像散斑形成原因的基础上,利用激光散斑的统计特性,提出了降低再现像散斑的方法。先提取全息图再现像频谱中能量相对较小的频谱作为近似散斑频谱,并在该频谱段内进行数据随机替换,获取带有不同独立散斑的再现像,在进行独立再现像散斑迭代叠加的同时逐步减少散斑能量,从而大幅减小散斑噪声,提高了再现像的像质。理论与实验均证明了其有效性,为数字全息图散斑噪声的消除提供了一种崭新的思路与方法。     

基于SRAD和NSCT的数字全息再现像像质改善方法

针对数字全息再现像存在的散斑噪声干扰严重、对比度低等问题,提出了基于散斑去噪各向异性扩散(SRAD)模型及非下采样Contourlet变换(NSCT)的数字全息再现像像质改善方法。采用SRAD模型消除再现像中的散斑噪声,然后进行NSCT分解,产生一个低频子带和若干高频子带。基于非线性增益函数和图像分割方法调整低频子带系数,并利用改进的NSCT模极大值法对高频子带进行边缘增强。大量实验结果表明,与近年来提出的非线性扩散去噪方法及NSCT增强方法相比,所提出的方法能更有效地消除散斑噪声、提升再现像的对比度,并得到光滑清晰的边缘,从而提高后续数字全息识别与测量的准确度。     

无油墨印刷包装材料激光制版的研究

本文介绍了生产具有自主知识产权的大尺寸激光动感像素全息的设备及配套工艺.可用于生产防伪塑料薄膜,纸和其他包装材料.我们成功地解决了全息行业宽幅模压生产所需的大幅面整版制版技术问题,弥补了因小单元图案拼版而引起的干涉条纹失真,转移效率低,拼缝等缺陷,也解决了宽幅母版制作及包装用大幅面图案制作中的实用化工艺.     

计算全息三维显示的信息量及其简化

全息信息简化是基于波前再现的全息三维显示技术重要的课题。对全息三维显示的信息量与再现像的视差角与视场角的关系进行了分析,指出全息三维显示的巨大信息量是为了提供足够的视差和视场,以达到人眼立体视觉效果。在牺牲垂直视差并保证足够的水平视差角和视场角的条件下,利用光栅对全息图进行取样,计算了光栅取样全息图对信息压缩的极限,分析了简化后全息图再现像的特点和存在的问题,对于信息压缩后的光栅取样全息图的再现进行了设计。     

同心结构的小型化超广角监控镜头设计

为了满足监控镜头的小型化、高像质以及大视场的需求,利用同心结构的同心透镜,并依据曲面传感器的发展现状及趋势,设计了一款同心结构的曲面像面监控镜头光学系统。该监控系统的全视场角可达到140,有效焦距为7.88 mm,F数为1.5,系统总长15.12 mm,像素可达1 100万。设计结果表明,MTF值在中心视场和0.7视场处均接近衍射极限,在全视场处均大于0.59;各个视场的弥散斑半径均小于0.6m。相比于已有的监控镜头光学系统,该设计在大视场范围内保证了优良的像质,并且实现了小型化。     

高分辨率多视点动态全息3D显示

提出了一种高分辨率多视点动态全息3D显示方法,观看视点位置变化时,观看者能够看到连续变化的3D效果。在进行全息图计算时,首先根据针孔阵列投影模型,渲染3D动画中每一帧3D模型的光场图像序列;然后从已渲染的多组光场图像序列中抽取对应视角信息的光场图像进行融合,得到融合后的动态光场图像序列;在进行全息图编码时,以动态光场图像序列中的一帧图像作为物光振幅,以来自于针孔的发散球面波的相位作为物光相位,引入平面参考光进行编码,得到一个单元全息图。由于每个单元全息图的计算是相互独立的,因此在计算过程中使用并行加速计算,实现了尺寸为32 mm×32 mm、分辨率为100000 pixel×100000 pixel的高分辨率全息图,其光场图像融合和全息编码的时间仅需27 min。光学再现结果证明了该方法的可行性。所提出的高分辨率多视点动态全息3D显示方法在全息包装和3D广告等领域具有广泛的应用前景。     

象平面全息术在全息显微镜中的应用

论述利用象平面全息术制作的全息显微镜消除斑纹效应同时保持象分辨率的原理,讨论了保持象分辨率的条件,给出消除斑纹效应以及白光重现的实验结果.     

Fast Holographic Image Reconstruction Using Phase‐Shifting Assisted Depth Detection Scheme for Optical Scanning Holography

For the implementation of a real‐time holographic camera, fast and automatic holographic image reconstruction is an essential technology. In this paper, we propose a new automatic depth‐detection algorithm for fast holography reconstruction, which is particularly useful for optical scanning holography. The proposed algorithm is based on the inherent phase difference information in the heterodyne signals, and operates without any additional optical or electrical components. An optical scanning holography setup was created using a heterodyne frequency of 4 MHz with a 500‐mm distance and 5‐mm depth resolution. The reconstruction processing time was measured to be 0.76 s, showing a 62% time reduction compared to a recent study.     

用多次曝光全息透镜作散斑编码的图像处理

制备了一种新的全息光学透镜——MEHL.用该透镜实现了散射编码的白光图像处理.还可用于狭缝一步彩虹术中.     

Multifocus Holographic 3-D Image Fusion Using Independent Component Analysis

We present multifocus holographic 3-D image fusion based on independent component analysis (ICA). In this paper, the ICA technique is used to fuse multiple reconstructed holographic images at different distances from the image sensor. A hologram of two dice located at distances of 315 and 345 mm, respectively, from the sensor is recorded using phase-shifting digital holography and used in our experiments. The resulting reconstructed fused holographic image shows both dice objects clearly in focus. This is compared with a single reconstructed holographic image in which only one of the die objects is in focus at a particular reconstruction distance.     

基于相关视角多视校正的太赫兹阵列雷达散斑抑制方法

在针对人体安检的站开式太赫兹阵列雷达三维成像中,散斑效应严重影响了对体表隐藏违禁品的检测和识别性能,为此,对全息散斑进行有效抑制有着迫切的需要。利用目标旋转带来的角度自由度,结合目标散射对角度的敏感性,提出了一种基于相关视角多视校正的太赫兹全息雷达散斑抑制方法。在理论上推导了全息雷达散斑强度在相关角度照射下的归一化协方差表达式,给出了相关视角多视处理后的散斑对比度。在实验上利用340 GHz站开式MIMO阵列成像系统的快速成像的优势,对低速旋转目标在相关视角下的单视成像结果进行成像空间旋转校正、目标配准和多视处理。处理后散斑对比度降低至单视散斑的44％,散斑得到了有效抑制,目标轮廓明显,细节更加丰富。该方法能够在不增加系统复杂度的条件下有效抑制散斑噪声,实现图像增强。     

Evolution of spatial light modulator for high‐definition digital holography

Since the late 20th century, there has been rapid development in the display industry. Only 30 years ago, we used big cathode ray tube displays with poor resolution, but now most people use televisions or smartphones with very high‐quality displays. People now want images that are more realistic, beyond the two‐dimensional images that exist on the flat screen, and digital holography—one of the next‐generation displays—is expected to meet that need. The most important parameter that determines the performance of a digital hologram is the pixel pitch. The smaller the pixel pitch, the higher the level of hologram implementation possible. In this study, we fabricated the world‐smallest 3‐μm‐pixel‐pitch holographic backplane based on the spatial light modulator technology. This panel could display images with a viewing angle of more than 10°. Furthermore, a comparative study was conducted on the fabrication processes and the corresponding holographic results from the large to the small pixel‐pitch panels.     

利用多尺度变换提高数字全息再现像质量

针对三维物体数字全息实验系统的特点,提出了基于多尺度变换的数字图像处理方法.利用小波变换和Curvelet变换的多尺度处理,成功滤除再现像中的零级衍射光斑,有效减小散斑噪声的影响并保留更多物像边缘信息,得到较高质量的数字全息再现像.实验结果表明,该方法具有较高实用性.     

A modified aperture-synthesis method for super-resolution by a single digital hologram

A modified aperture-synthesis method is reported to improve the resolution of a reconstructed image in digital holography by a single hologram. A series of sub-holograms incoherently overlapped on a CCD are recorded as a single aperture-synthesized digital hologram. The angular division multiplexing is introduced to both the object and the reference path for holographic recording. The final super-resolved image is obtained by synthesizing the several reconstructed images. In the experiment, a two-dimensional transparent USAF resolution test target is used. The result demonstrates that the resolution of the reconstructed image is improved from 16.00 lp/mm to 22.64 lp/mm in the horizontal direction.     

局部参考光束全息图的形成及应用

在记录全息图时，如果用连续输出的激光器作为照明光源，就必须使用防振性能很好的防振台。在一般情况下，激光器和全部的光学装置都安放在防振台上，被摄物体也必须置于台上。然而，由于防振台不便移动，而有些被摄物体又无法进入实验室和置于防振台上，因此就不能