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数字全息周期像的产生机理及在抑制零级衍射上的应用

卢明峰 吴坚 郑明

数字全息周期像的产生机理及在抑制零级衍射上的应用

卢明峰, 吴坚, 郑明
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  • 在数字全息成像中, 利用CCD的RGB模式采样全息图时, 全息重构像会出现特定的周期性分布. 本文从理论和实验上详细研究了这种周期像产生的机理、分布特性和应用. 研究结果显示, 由于CCD的光谱滤镜会使全息图的RGB三个单色采样阵列出现部分像素信号的缺失, 因此, 需要通过特定的demosaicing数学算法对缺失的像素信号进行重建以形成完整的单色采样阵列, 这是数字全息再现像周期分布产生的根源. 而基于demosaicing算法的采样阵列重建会在全息图频谱中引入调制函数, 导致物体再现像和零级衍射斑的周期分布差异. 本文揭示了全息图的RGB采样、demosaicing算法与全息重构像周期性之间的内在关联. 最后, 讨论了结合空间移位和图像形态学技术, 利用重构像的周期性抑制零级衍射斑的应用. 所有理论与实验研究结果完全一致.
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    Dong Y C, Wu J 2010 Opt. Lett. 35 1287

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    Kakue T, Tahara T, Ito K, Shimozato Y, Awatsuji Y, Nishio K, Ura S, Kubota T, Matoba O 2009 Appl. Opt. 48 H244

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    Kakue T, Moritani Y, Ito K, Shimozato Y, Awatsuji Y, Nishio K, Ura S, Kubota T, Matoba O 2010 Opt. Exp. 18 9555

    [5]

    Calabuig A, MicóV, Garcia J, Zalevsky Z, Ferreira1 C 2011 Opt. Lett. 36 885

    [6]

    Picart P, Tankam P, Song Q, Li J, Desse J M 2011 Digital Holography and Three-Dimensional Imaging (DH) Tokyo, Japan May 9, 2011 DWA3

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    [12]

    Alleysson D, Süsstrunk S, Hérault J 2005 IEEE Trans. Image Process. 14 439

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    [15]

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    [16]

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    Gonzalez R C, Woods R E, Eddins S L 2003 Digital Image Processing Using MATLAB (1st Edn.) (New Jersey: Prentice Hall) p108

    [18]

    Gonzalez R C, Woods R E 2007 Digital Image Processing (3st Edn.) (New Jersey: Prentice Hall) p258

    [19]

    Yamaguchi I, Zhang T 1997 Opt. Lett. 22 1268

    [20]

    Garcia-Sucerquia J, Ramirez J A H, Prieto D V 2004 Proc. SPIE 5622 1353

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    Kreis T M, Juptner W 1997 Opt. Eng. 36 2357

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-27
  • 修回日期:  2013-01-11
  • 刊出日期:  2013-05-05

数字全息周期像的产生机理及在抑制零级衍射上的应用

  • 1. 北京航空航天大学应用物理系, 北京 100191

摘要: 在数字全息成像中, 利用CCD的RGB模式采样全息图时, 全息重构像会出现特定的周期性分布. 本文从理论和实验上详细研究了这种周期像产生的机理、分布特性和应用. 研究结果显示, 由于CCD的光谱滤镜会使全息图的RGB三个单色采样阵列出现部分像素信号的缺失, 因此, 需要通过特定的demosaicing数学算法对缺失的像素信号进行重建以形成完整的单色采样阵列, 这是数字全息再现像周期分布产生的根源. 而基于demosaicing算法的采样阵列重建会在全息图频谱中引入调制函数, 导致物体再现像和零级衍射斑的周期分布差异. 本文揭示了全息图的RGB采样、demosaicing算法与全息重构像周期性之间的内在关联. 最后, 讨论了结合空间移位和图像形态学技术, 利用重构像的周期性抑制零级衍射斑的应用. 所有理论与实验研究结果完全一致.

English Abstract

参考文献 (21)

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