数字全息中孔径合成及子全息图拼接方法研究

摘要

数字全息随着计算机技术、电子记录器件和数字图像处理技术的发展，近年来在国内外引起了人们的关注，但同时也暴露了它的一个关键缺点——较低的分辨率。这是由于电子记录器件CCD的记录面积小，所记录数字全息图的分辨率低，这大大影响了再现像的质量。 针对上述问题，本文提出了合成孔径数字全息术，利用合成孔径技术使CCD的等效记录孔径有所增大。文中在不增加主要实验设备的情况下，采用移动CCD和移动物体两种方法，实现孔径CCD孔径的合成，对记录的子数字全息图，利用强度相关原理实现了拼接。合成孔径数字全息图的再现结果表明，两种方法均能达到提高数字全息图再现像质量的目的。 本论文主要研究内容和结果可以归纳如下： 1)对光全息术、数字全息术、合成孔径技术、数字图像相关等内容进行了综述； 2)对移动物体和移动CCD的合成孔径数字全息方法原理，进行了描述； 3)利用强度相关原理，研究了合成孔径数字全息中子数字全息图的拼接方法、编制了计算程序，针对模板大小不同、子全息之间有亮度变化等情况进行了相应的误差分析； 4)在现有实验室条件下，研究了合成孔径数字全息术中平移CCD和平移物体两种子数字全息图记录方法； 5)在数字全息中，实现了孔径的二维合成，并实现了对二维合成孔径数字全息图的再现； 6)对子数字全息图拼接得到的合成孔径数字全息图，进行了数字再现，再现结果表明：采用两种记录系统，均能提高再现像的分辨率；合成孔径数字全息术在提高再现像的质量的同时，能够完成对较大物体的记录； 7)对合成孔径数字全息实验中存在的问题，进行了分析讨论，并提出了相应的解决办法。

目录

文摘

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第一章绪论

§1.1选题意义

§1.2全息及数字全息术概况

§1.3合成孔径技术概况

§1.4本文主要工作

§1.5创新点

第二章合成孔径数字全息基本原理

§2.1全息及数字全息原理

2.1.1全息基本原理

2.1.2数字全息原理

2.1.3数字全息中存在的问题及解决办法

§2.2数字全息再现像的分辨率

§2.3合成孔径数字全息

2.3.1合成孔径成像基本原理

2.3.2合成孔径数字全息中的一些问题

第三章数字全息中孔径的合成原理

§3.1引言

§3.2合成孔径过程及效果分析

§3.3数字全息中移动CCD的合成孔径方法

§3.4数字全息中移动物体的合成孔径方法

§3.5合成孔径方法与其他改善再现像质量方法的比较

第四章子全息图的拼接原理

§4.1引言

§4.2图像匹配原理

4.2.1匹配原理

4.2.2匹配方法分类

4.2.3匹配方案选择

§4.3子全息图拼接算法思想及描述

§4.4拼接结果分析

4.4.1对模拟理想全息图像的拼接分析

4.4.2对实际采集图像的拼接分析

第五章合成孔径数字全息模拟和实验研究

§5.1合成孔径数字全息的模拟研究

5.1.1不同大小全息图的再现像质量

5.1.2可能出现问题的模拟及误差分析

§5.2数字全息中不同孔径合成方法的实验研究

5.2.1移动CCD的实验结果

5.2.2移动物体的实验结果

5.2.3数字全息中二维合成孔径的实现

5.2.4实际问题及解决办法

§5.3小结

第六章总结

致谢

参考文献

附录A