光学编码成像的信号探测及图像处理研究

摘要

阿达玛变换技术是一种类似于傅立叶变换的多通道光学调制技术，它采用以阿达玛矩阵为基础的二元正交变换，具有多通道和高输入量的优点。阿达玛变换多通道成像技术，给分析仪器带来了高信噪比、单检测器多通道同时检测（成像）能力等优点。非探针近场光学扫描显微镜就是以阿达玛变换成像理论为基础，实现对非辐射场的编码探测。 围绕这一编码探测原理，本论文阐述了编码探测的基本理论，讨论了编码探测的数学模型。从实际应用的角度上，确定了循环 S－矩阵在本编码探测中的可行性。根据编码探测的原理，建立了针对此编码探测方法的实验系统。此实验系统中主要包括光学照明、编码板设计与制造、编码板的编码驱动以及信号采集。 在软件系统方面，本论文通过对快速阿达玛变换和π变换的研究，编制了快速解码软件。考虑到在编码探测过程中引入的噪声，并且针对非探针近场光学扫描显微镜的应用，编制了进行图像预处理的软件系统。该系统主要实现了图像的插值放大、空间域平均去噪、频率域低通滤波、中值滤波、梯度锐化、拉普拉斯锐化、高通滤波、灰度变换增强和直方图修正增强、图像边缘检测和轮廓提取，最后实现了图像文件的 BMP格式存储。