基于高斯核函数离轴数字全息零级像的抑制

为了降低离轴数字全息的再现像中零级像对再现像的干扰,提出了一种利用高斯核函数在空域对数字全息图进行低通滤波,再用原数字全息图减去滤波后的全息图来抑制零级像的方法。实验结果表明空域高斯核函数处理法能有效地抑制零级像。把该方法与现有的频域法、减全息图均值法以及减局部均值法在抑制零级像的效果和计算速度上进行了比较,证明了该方法抑制零级像的效果好,计算速度快。通过所采用的方法提高了离轴数字全息再现像的质量。     

离轴数字全息零级像和共轭像的消除方法

为了提高离轴数字全息图的再现像质量,提出了一种消除离轴数字全息零级像和共轭像的方法。该方法通过对参考光进行一次π相移、记录两幅全息图,对两幅全息图作差后进行傅里叶变换,结合频谱滤波的方法用矩形窗函数从中滤出包含有物光波频率成分的频谱,然后对其进行数字再现。结果表明,在零级像和±1级像有重叠的情况下,该方法能有效地消除零级像和共轭像的干扰,有效提高再现像质量。     

离轴数字全息零级像的空域滤波预处理消除法

基于离轴数字全息记录特点和数字图像处理技术,提出了一种消除离轴数字全息零级像的有效方法。该方法只需记录一幅数字全息图,无需增加实验装置的复杂性,直接对数字全息图在空域进行预处理,就可消除数字全息再现时的零级像。与一些消除零级像的现有方法相比较,该方法具有算法简单,处理速度快的优点,所提出的方法通过实验得到验证。     

基于多次滤波技术的单次曝光三维物体数字全息

为了改善数字全息重构像质量以达到可实际利用的目的,首先采用以马赫-曾德尔干涉仪为基础的三维物体全息实验光路,运用单次曝光的方法,记录了真实三维物体的数字全息图。由于对该全息图直接计算得到的重构像,受零级衍射光斑和散斑噪声的影响较大,使得重构像质量难以令人满意。为此采用了一套独特的多重滤波数字图像处理方法,即综合运用小波分析与收缩加权平均滤波对实验获得的数字全息图及其数字重构像进行滤波处理,成功地消除了数字重构像中的零级衍射光斑、减小了散斑噪声的影响,得到逼真的三维物体重构像。实验结果表明,该方法简便、实用,可显著提高三维物体重构像的质量。由于采用单次曝光,无需记录多幅图像,此方法便于在实时图像分析处理等领域中应用。     

太赫兹离轴数字全息消零级方法的像质评价及其分析北大核心CSCD

在太赫兹离轴数字全息中,因其记录及再现距离较短,零级衍射会对再现像造成严重影响。利用三种图像质量客观评价指标,对2.52THz离轴数字全息中使用复振幅复原法和拉普拉斯算子消零级方法得到的再现像进行了比较分析。以成像实验中的分辨率板为模型设计了仿真目标,根据实验获得的照明光和参考光的强度分布仿真了全息图,利用角谱法进行再现,最后对真实太赫兹数字全息图进行了相同的处理,所得结果与仿真结论基本吻合。复振幅复原法和拉普拉斯算子法均能很好的抑制零级衍射。相比拉普拉斯算子法,复振幅复原法的零级衍射亮度衰减率更高,再现像整体上峰值信噪比更高,在高分辨率的0.2mm亮竖条纹区域具有更高的信噪比,图像质量更好。     

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。     

2.52 THz傅里叶数字全息中噪声影响仿真

傅里叶数字全息具有抗撕毁性等优点,如能应用于太赫兹(THz)成像将具有重要意义。根据现有面阵探测器参数进行了2.52 THz傅里叶数字全息仿真实验,通过对目标分别添加高斯噪声和椒盐噪声后再现,研究了目标噪声对其影响。实验结果证明,高斯噪声方差小于0.20时,再现像虽然受到噪声影响但完全可以分辨,经过均值滤波和中值滤波后,图像轮廓变得清晰;当高斯噪声方差大于0.20时,再现像淹没在噪声中,滤波难以分辨出目标,且均值滤波比中值滤波效果好;当椒盐噪声密度为0.20时,目标的再现像被淹没,均值滤波和中值滤波均能使目标重新被观察到,且均值滤波效果相对较好。     

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.     

激光主动探测图像散斑自适应滤波抑制方法研究

激光主动照明成像具有作用距离远、系统分辨率高、可在低照度背景等复杂环境下获取目标图像等优点,但探测图像会受散斑噪声干扰.把高斯滤波、均值滤波和自适应滤波方法分别应用到仿真实验中进行散斑噪声抑制,实验表明:与高斯滤波和均值滤波相比,自适应滤波能有效抑制图像噪声,保留图像的边缘和细节信息.利用自适应滤波方法对获取的单帧和多帧累加平均的激光主动探测图像进行散斑抑制实验,使用散斑对比度进行定量分析,结果表明多帧短曝光图像累加平均可有效抑制图像的散斑噪声,自适应滤波可进一步降低图像的散斑噪声.     

基于任意偏振态的数字全息散斑去噪

数字离轴全息图重建的物体图像会有明显的散斑噪声,本文利用降低相干度的方法来实现散斑去噪。具体方法是通过任意偏振态的物光和线偏振态参考光实现干涉记录,通过这些光场进行平均处理可以有效减少数字全息中产生的散斑噪声。通过控制三个波片的旋转实现任意偏振态,得到多种偏振态下的全息图,多偏振态下重建物体图像的散斑对比度各有不同,对各个重建图像进行对比分析得到最优结果。之后再将各偏振态下的全息图叠加进行重建,重建图像中的散斑噪声得到很好的抑制且比单偏振态下效果更好。从实验结果的分析中能看到这种方法对抑制散斑噪声的有效性。     

基于粒子群算法分析随机相位对全息图的质量影响

因为相息图具有很好的衍射效率,所以经常被用 在计算全息中。在计算相息图时,随机相位被加入 到物体对象中从而扩散全息图中的物体光,但随机相位的添加会造成重建图像中产生相当大 的散斑噪声。 为了改善这一问题,本文首先针对随机相位的范围进行分析,研究了初始的随机相位对全息 图成像质量的 影响,再通过粒子群算法寻找最优的随机相位范围。在计算全息图时会存在部分信息的丢失 ,所以对全息 图进行迭代运算能弥补全息图间的差异。故在本文还将结合改进的迭代傅里叶变换算法来有 效的改善重建 图像的质量,即提出了一种基于粒子群算法分析有限随机相位对全息图质量影响的方法。通 过对以上过程 进行数值模拟和光学实验,最后的实验结果表明,通过寻找最优的随机相位范围以及改进的 迭代傅里叶变 换算法能够改善重建图像的散斑噪声得到高质量的重建像。     

一种基于数学形态学与小波域增强的滤波算法

为了有效滤除图像高斯噪声,将数学形态学与小波域增强相结合,提出了一种高斯噪声新型滤波算法.该算法首先将噪声图像进行二维小波分解,得到低频和高频子图像;然后保留低频子图像不变,对各高频子图像根据其噪声分布特点分别设计出多角度、多结构逐级形态学滤波器进行滤波处理,并进行小波分解系数重构;最后对经过形态学滤波后的图像进行2层小波分解,通过设计出一种新型小波增强函数对不同幅值的小波系数进行不同程度的收缩处理,在此基础上进行分解系数重构.将自适应中值滤波与数学形态学滤波与本文算法进行比较,实验证明本文滤波算法其去噪效果优于前两种算法.     

一种结合图像增强的高斯噪声组合滤波算法

为了有效滤除图像高斯噪声,将滤波算法与增强技术有机结合,提出了一种具有增强效果的组合滤波算法.该算法首先针对经典中值滤波无法有效滤除高斯噪声的缺陷,从滤波模板的角度对其加以改进,对高斯噪声进行多角度、多尺度、多级串联滤波处理,以滤除一部分噪声;然后将均值滤波引入到小波域中,对图像残余噪声实现小波域逐级均值滤波,实现对噪声的基本滤除;最后设计出一种新型小波域增强函数模型,通过设定阈值,将滤波后图像分为若干个区域,分别进行不同程度的增强处理,通过结合具体实验对不同强度下噪声与增强函数系数的取值进行定量分析,给出两者之间的函数关系式.实验证明,该滤波算法对于高强度的高斯噪声有较好的抑制效果,并且具有一定的自适应性.     

基于时空域退偏的数字全息成像去噪研究

为了抑制全息记录过程中的散斑噪声,采用一种通过降低相干光源相干性的方法,并进行了理论分析和实验验证。利用旋转二元波片进行退偏,在10s内记录70幅全息图进行平均化降噪; 同时利用毛玻璃对相干光进行空间退相干,降低了光源的相干性从而降低了散斑噪声。将单独采用时间退偏操作的重建图像与单独采用空间退偏操作的重建图像以及两者相结合的重建图像进行了对比。通过实验验证了所提方法的可行性,通过分析频谱比较证实了几种方法,利用信噪比直观地证实了几种方法的有效性。结果表明,时间、空间退偏结合对散斑噪声的抑制有着明显的优势,空间退偏的重建像的信噪比为0.4459,时间退偏的重建像信噪比为1.5155,而两者结合后的信噪比为1.7162,采用时间退偏以及空间退偏叠加的方式有效地抑制了相干噪声。该实验为研究数字全息成像的过程中由于光源相干度过高带来的散斑噪声干扰的问题提供了一个有效的抑制方法。     

利用传统全息片实现合成孔径数字全息的研究

分析了传统全息片的微观结构,介绍了细光束成像和合成孔径数字全息记录、再现的基本原理,研究了利用传统方法拍摄的散射物体透射式、振幅型全息片实现合成孔径数字全息的方法,给出了实验结果。理论分析和实验结果表明,利用传统透射式、振幅型全息片,通过光学显微镜放大制作子数字全息图和合成孔径数字全息图,经计算机处理是可以得到完整再现像的,其性质与细激光束照射成像一致。用子全息图再现像的复振幅叠加方法和采用子全息图再现像的强度叠加方法均可实现合成孔径数字全息图的再现,且强度叠加方法的视觉效果要好些,但它们对缩小再现像中散斑的尺寸没有帮助。用子全息图拼接成的合成孔径全息图得到的再现像效果最好,可以缩小再现像中散斑的尺寸,信噪比、分辨率均有提高。要得到更好的再现像,需要用更多的子数字全息图拼接成尺寸更大的合成孔径数字全息图。     

基于均值漂移的自适应滤波及其在光谱信号处理中的应用

该文给出了一种基于均值漂移的自适应双边滤波方法,其性能仅取决于空域的核尺度参数,幅度域的核尺度是根据信号的局部特征自适应选取的。该方法能够去除脉冲噪声,能有效抑制非脉冲噪声,并有较强的边缘保护能力。实验和分析表明本文方法的整体性能优于高斯滤波和中值滤波。该文将所提出方法用于天体光谱的去噪,并与均值漂移滤波和小波硬阈值法进行了比较,结果表明:该方法能够有效抑制光谱中天光背景噪声和随机噪声,并能较好地保护谱线信息,更适于天体光谱信号的处理。     

改善数字全息再现像质量的背景强度补偿法

为了完全消除CCD背景噪声和杂散背景光对数字全息再现像质量的影响,在全息图强度分别减去参考光波和物光波强度相减法和全息图强度分别减去参考光波和物光波强度及CCD背景噪声相减法的基础上,提出了改善数字全息再现像质量的背景强度补偿法。介绍了背景强度补偿法的原理,并实验对比了全息图的直接再现像及应用背景强度补偿法对不同背景强度下获得的全息图处理后的再现像。结果表明,背景强度补偿法显著地改善了再现像质量,降低了对数字全息图记录环境的要求。