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基于同态信号处理的数字全息广义线性重建算法研究

王华英 于梦杰 刘飞飞 江亚男 宋修法 高亚飞

基于同态信号处理的数字全息广义线性重建算法研究

王华英, 于梦杰, 刘飞飞, 江亚男, 宋修法, 高亚飞
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  • 为了提高数字全息图的重建速度和精度,本文提出了一种基于同态信号处理的数字全息广义线性重建算法. 首先利用预放大数字全息显微系统并结合同态信号处理原理进行了理论分析,得到了广义线性重建算法的实现条件及重建步骤,并对该算法的优点进行了分析;然后利用计算机模拟和实验相结合的方法对理论分析进行了验证. 结果表明:数字全息广义线性重建算法不仅可以有效的消除全息图频谱中零级项的干扰,实现高精度再现,而且由于采用一个完整象限的固定区域滤波,避免了常规线性算法的手动滤波操作,极大地提高了重建速度,同时最大限度地保留了原始像中的高频成分,实现全息图的高分辨重建.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61077001和61144005)、河北省自然科学基金(批准号:F2010001038,F2012402051和A2013402036)和河北省科技支撑计划(批准号:09277101D和13210201D)资助的课题.
    [1]

    Eilenberger F, Minardi S, Pliakis D, Pertsch T 2012 Opt. Lett. 37 509

    [2]

    Miccio L, Finizio A, Puglisi R 2011 Bio. Opt. Expre. 2 331

    [3]

    Rajshekhar G, Gorthi S S, Rastogi P 2010 Opt. Expre. 18 18041

    [4]

    Das B, Yelleswarapu C S, Rao D V G L N 2012 Appl. Opt. 51 1387

    [5]

    Wang L, Zhao J L, Di J L, Jiang H Z 2011 Opt. Lett. 36 2710

    [6]

    Wang Y X, Wang D Y, Zhao J, Yang Y S, Xiao X Q, Cui H Q 2011 Chi. Opt. Lett. 9 030901

    [7]

    Tsang P, Poon T C, Cheung K W K 2012 Opt. Expre. 20 14183

    [8]

    Li J C, Fan Z B, Patrice T, Song Q H, Pascal P 2011 Opt. Commu. 284 3183

    [9]

    Yuan C J, Zhai H C, Wang X L, Wu L 2007 Acta Phys. Sin. 56 218 (in Chinese) [袁操今, 翟宏琛, 王晓雷, 吴兰 2007 物理学报 56 218]

    [10]

    Chen L P, Lv X X 2009 Chin. Phys. B 18 189

    [11]

    Nicolas P Cristian A Isabelle B, Christian D 2010 Opt. Exp. 18 15318

    [12]

    Kim M K 2010 SPIE Reviews 1 018005

    [13]

    Takaki Y, Kawai H, Qhzu H 1999 Appl. Opt. 38 4990

    [14]

    Kreis T M, Juptner W P 1997 Opt. Eng. 36 2356

    [15]

    Liu C, Li Y Z, Cheng X T, Liu Z G, Bo F, Zhu J Q 2002 Opt. Eng. 41 2434

    [16]

    Nicolas P, Chandra Sekhar S, Michael U, Christian D 2010 SPIE Reviews 9 7723

    [17]

    Chandra Sekhar S, Nicolas P, Christian D, and Michael U 2011 J. Opt. Soc. Am. A 28 983

    [18]

    Wang H Y, Liu F F, Song X F, Liao W, Zhao B Q, Yu M J, Liu Z Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 024207 (in Chinese) [王华英, 刘飞飞, 宋修法, 廖薇, 赵宝群, 于梦杰, 刘佐强 2013 物理学报 62 024207]

    [19]

    Zhou C Y, Xu G M 1990 Acta Seismologica Sinica 12 299 (in Chinese) [周常義, 徐果明 1990 地震学报 12 299]

    [20]

    Wang H Y, Liu F F, Liao W, Song X F, Yu M J, Liu Z Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 054206 (in Chinese) [王华英, 刘飞飞, 廖薇, 宋修法, 于梦杰, 刘佐强 2013 物理学报 62 054206]

    [21]

    Wang H Y, Liu F F, Song X F, Liao W, Yu M J, Liu Z Q 2013 Chinese Journal of Lasers 6 0209001 (in Chinese) [王华英, 刘飞飞, 宋修法, 廖薇, 于梦杰, 刘佐强 2013 中国激光 6 0209001]

    [22]

    Zhang F C, Pedrini G, Wolfgang O 2006 Opt. Lett. 31 1633

    [23]

    Shen F B, Wang A B 2006 Appl. Opt. 45 1102

  • [1]

    Eilenberger F, Minardi S, Pliakis D, Pertsch T 2012 Opt. Lett. 37 509

    [2]

    Miccio L, Finizio A, Puglisi R 2011 Bio. Opt. Expre. 2 331

    [3]

    Rajshekhar G, Gorthi S S, Rastogi P 2010 Opt. Expre. 18 18041

    [4]

    Das B, Yelleswarapu C S, Rao D V G L N 2012 Appl. Opt. 51 1387

    [5]

    Wang L, Zhao J L, Di J L, Jiang H Z 2011 Opt. Lett. 36 2710

    [6]

    Wang Y X, Wang D Y, Zhao J, Yang Y S, Xiao X Q, Cui H Q 2011 Chi. Opt. Lett. 9 030901

    [7]

    Tsang P, Poon T C, Cheung K W K 2012 Opt. Expre. 20 14183

    [8]

    Li J C, Fan Z B, Patrice T, Song Q H, Pascal P 2011 Opt. Commu. 284 3183

    [9]

    Yuan C J, Zhai H C, Wang X L, Wu L 2007 Acta Phys. Sin. 56 218 (in Chinese) [袁操今, 翟宏琛, 王晓雷, 吴兰 2007 物理学报 56 218]

    [10]

    Chen L P, Lv X X 2009 Chin. Phys. B 18 189

    [11]

    Nicolas P Cristian A Isabelle B, Christian D 2010 Opt. Exp. 18 15318

    [12]

    Kim M K 2010 SPIE Reviews 1 018005

    [13]

    Takaki Y, Kawai H, Qhzu H 1999 Appl. Opt. 38 4990

    [14]

    Kreis T M, Juptner W P 1997 Opt. Eng. 36 2356

    [15]

    Liu C, Li Y Z, Cheng X T, Liu Z G, Bo F, Zhu J Q 2002 Opt. Eng. 41 2434

    [16]

    Nicolas P, Chandra Sekhar S, Michael U, Christian D 2010 SPIE Reviews 9 7723

    [17]

    Chandra Sekhar S, Nicolas P, Christian D, and Michael U 2011 J. Opt. Soc. Am. A 28 983

    [18]

    Wang H Y, Liu F F, Song X F, Liao W, Zhao B Q, Yu M J, Liu Z Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 024207 (in Chinese) [王华英, 刘飞飞, 宋修法, 廖薇, 赵宝群, 于梦杰, 刘佐强 2013 物理学报 62 024207]

    [19]

    Zhou C Y, Xu G M 1990 Acta Seismologica Sinica 12 299 (in Chinese) [周常義, 徐果明 1990 地震学报 12 299]

    [20]

    Wang H Y, Liu F F, Liao W, Song X F, Yu M J, Liu Z Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 054206 (in Chinese) [王华英, 刘飞飞, 廖薇, 宋修法, 于梦杰, 刘佐强 2013 物理学报 62 054206]

    [21]

    Wang H Y, Liu F F, Song X F, Liao W, Yu M J, Liu Z Q 2013 Chinese Journal of Lasers 6 0209001 (in Chinese) [王华英, 刘飞飞, 宋修法, 廖薇, 于梦杰, 刘佐强 2013 中国激光 6 0209001]

    [22]

    Zhang F C, Pedrini G, Wolfgang O 2006 Opt. Lett. 31 1633

    [23]

    Shen F B, Wang A B 2006 Appl. Opt. 45 1102

  • [1] 潮兴兵, 潘鲁平, 王子圣, 杨锋涛, 丁剑平. 图像传感器像素化效应对菲涅耳非相干关联全息分辨率的影响. 物理学报, 2019, 68(6): 064203. doi: 10.7498/aps.68.20181844
    [2] 谢红兰, 高鸿奕, 陈建文, 王寯越, 朱佩平, 熊诗圣, 洗鼎昌, 徐至展. 具有原子分辨率的x射线荧光全息术的数值模拟研究. 物理学报, 2003, 52(9): 2223-2228. doi: 10.7498/aps.52.2223
    [3] 吴永丽, 杨勇, 翟宏琛, 马忠洪, 盖琦, 邓丽军. 利用综合复用技术拓展数字全息显微系统中的记录视场. 物理学报, 2013, 62(8): 084203. doi: 10.7498/aps.62.084203
    [4] 王华英, 刘飞飞, 廖薇, 宋修法, 于梦杰, 刘佐强. 优化的数字全息显微成像系统. 物理学报, 2013, 62(5): 054208. doi: 10.7498/aps.62.054208
    [5] 赵应春, 张秀英, 袁操今, 聂守平, 朱竹青, 王林, 李杨, 贡丽萍, 冯少彤. 基于涡旋光照明的暗场数字全息显微方法研究. 物理学报, 2014, 63(22): 224202. doi: 10.7498/aps.63.224202
    [6] 王华英, 刘飞飞, 宋修法, 廖薇, 赵宝群, 于梦杰, 刘佐强. 高质量等曲率物参光像面数字全息显微系统. 物理学报, 2013, 62(2): 024207. doi: 10.7498/aps.62.024207
    [7] 张文喜, 相里斌, 孔新新, 李杨, 伍洲, 周志盛. 相干场成像技术分辨率研究. 物理学报, 2013, 62(16): 164203. doi: 10.7498/aps.62.164203
    [8] 朱佩平, 王寯越, 吴自玉, 田玉莲, 贾全杰, 胡天斗, 巫 翔, 储旺盛, 黎 刚, 冼鼎昌. 内源全息术的原理和数学描述. 物理学报, 2004, 53(8): 2526-2533. doi: 10.7498/aps.53.2526
    [9] 吴丹, 陶超, 刘晓峻. 有限方位扫描的光声断层成像分辨率研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5845-5850. doi: 10.7498/aps.59.5845
    [10] 王芳, 赵星, 杨勇, 方志良, 袁小聪. 基于人眼视觉的集成成像三维显示分辨率的比较. 物理学报, 2012, 61(8): 084212. doi: 10.7498/aps.61.084212
    [11] 王振, 杜艳君, 丁艳军, 彭志敏. 基于傅里叶变换的波长扫描腔衰荡光谱. 物理学报, 2019, 68(20): 204204. doi: 10.7498/aps.68.20191062
    [12] 张淑娜, 罗震岳, 沈伟东, 刘旭, 章岳光. 利用白光干涉技术测量块状材料的群折射率. 物理学报, 2011, 60(1): 014221. doi: 10.7498/aps.60.014221
    [13] 于慧, 张瑞, 李克武, 薛锐, 王志斌. 双强度调制静态傅里叶变换偏振成像光谱系统测量原理及仿真. 物理学报, 2017, 66(5): 054201. doi: 10.7498/aps.66.054201
    [14] 刘双龙, 刘伟, 陈丹妮, 屈军乐, 牛憨笨. 相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术研究. 物理学报, 2016, 65(6): 064204. doi: 10.7498/aps.65.064204
    [15] 相里斌, 袁艳, 吕群波. 傅里叶变换光谱成像仪光谱传递函数研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5399-5405. doi: 10.7498/aps.58.5399
    [16] 金 鹏, 潘士宏, 梁基本. SIN+ GaAs结构中的Franz-Keldysh振荡的傅里叶变换研究. 物理学报, 2000, 49(9): 1821-1828. doi: 10.7498/aps.49.1821
    [17] 张兴华, 赵宝升, 缪震华, 朱香平, 刘永安, 邹 玮. 紫外单光子成像系统的研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4238-4243. doi: 10.7498/aps.57.4238
    [18] 张兴华, 赵宝升, 刘永安, 缪震华, 朱香平, 赵菲菲. 紫外单光子成像系统增益特性研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1779-1784. doi: 10.7498/aps.58.1779
    [19] 余波, 应阳君, 许海波. 惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统的优化研究. 物理学报, 2010, 59(6): 4100-4109. doi: 10.7498/aps.59.4100
    [20] 任玲, 常本康, 侯瑞丽, 王勇. 均匀掺杂GaAs材料光电子的输运性能研究. 物理学报, 2011, 60(8): 087202. doi: 10.7498/aps.60.087202
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-31
  • 修回日期:  2013-09-16
  • 刊出日期:  2013-12-05

基于同态信号处理的数字全息广义线性重建算法研究

  • 1. 河北工程大学理学院, 邯郸 056038;
  • 2. 河北工程大学信息与电子工程学院, 邯郸 056038;
  • 3. 北京理工大学自动化学院, 北京 100081
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61077001和61144005)、河北省自然科学基金(批准号:F2010001038,F2012402051和A2013402036)和河北省科技支撑计划(批准号:09277101D和13210201D)资助的课题.

摘要: 为了提高数字全息图的重建速度和精度,本文提出了一种基于同态信号处理的数字全息广义线性重建算法. 首先利用预放大数字全息显微系统并结合同态信号处理原理进行了理论分析,得到了广义线性重建算法的实现条件及重建步骤,并对该算法的优点进行了分析;然后利用计算机模拟和实验相结合的方法对理论分析进行了验证. 结果表明:数字全息广义线性重建算法不仅可以有效的消除全息图频谱中零级项的干扰,实现高精度再现,而且由于采用一个完整象限的固定区域滤波,避免了常规线性算法的手动滤波操作,极大地提高了重建速度,同时最大限度地保留了原始像中的高频成分,实现全息图的高分辨重建.

English Abstract

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