数字全息3D图像再现的方法研究

摘要

生活在这样一个多姿多彩的三维世界里，人们对显示领域能更真实的还原所见世界的渴望一直没有停止。随着现代电子技术、计算机技术、光电子元件等学科与技术的快速发展及其在光学领域的应用，能够真实再现原物信息的全息显示技术也引入了更多的数字化内容。数字全息技术制作成本低、记录再现灵活、成像速度快，并且便于数字化存储和实时处理，因此其在特征识别、全息防伪、形貌检测、医学诊断等领域都有着广泛的应用。
　　关于数字全息技术显示方面，许多学者已经进行了研究。然而如何更快速、更精确的再现三维图像、如何实现真彩色显示以及如何同时提高光能利用率等问题依然是人们一直关心的问题。本论文主要针对数字全息再现三维图像的方法进行了系统的研究，并就相移数字全息法进行了分析。另外探讨了同时实现图像质量、光效率等综合优势的方案。论文主要内容如下：
　　1.通过对传统光学全息术的原理以及全息图分类等的介绍引出数字全息术，研究数字全息术成像原理以及相关技术，以便从整体上掌握数字全息的基本内容，为后面的研究奠定理论基础。
　　2.通过对相位解包裹技术的介绍及其计算机仿真进一步掌握数字全息三维成像的原理，另外介绍了一种快速的相位恢复技术，并将该技术应用于广义相衬系统，提出了一种有效地二维彩色图像再现方法，该方法能在保证图像再现质量较高的同时，提高光能的利用率。
　　3.介绍了相移数字全息技术的几种算法，并主要针对四步相移算法，通过计算机仿真了理想三维图像的再现，结果验证了该算法能提高再现像的质量。另外针对多幅全息图的单次获取，介绍了一种能用于即时测量的并行相移技术。
　　4.提出了一种新的寻找并去除残差点的方法—基于残差点位置函数的无加权DCT最小二乘法，该方法可以快速有效地找出残差点区域并且很好的恢复出相位。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 数字全息优势

1.3 国内外进展

1.4 本文主要研究内容及结构安排

第二章 数字全息术原理及相关技术理论

2.1全息术原理

2.2 数字全息原理

2.3 数字全息相关技术

2.4 本章小结

第三章 数字全息成像

3.1相位解包裹技术

3.2 相位恢复算法

3.3基于加速角谱迭代GS算法和广义相衬法的图像再现

3.4 本章小结

第四章 基于相移数字全息技术的图像再现

4.1 相移数字全息原理

4.2 相移数字全息再现算法

4.3 相移数字全息图像再现仿真

4.4 本章小结

第五章 结论

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果