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基于多角度无透镜傅里叶变换数字全息的散斑噪声抑制成像研究

王大勇 王云新 郭莎 戎路 张亦卓

基于多角度无透镜傅里叶变换数字全息的散斑噪声抑制成像研究

王大勇, 王云新, 郭莎, 戎路, 张亦卓
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  • 在数字全息成像中,散斑噪声严重影响了再现像的信噪比和成像分辨率,因此为了提高数字全息成像质量,迫切需要抑制再现像的散斑噪声. 分析并给出了矩形散射光斑的强度协方差,定量计算了特定实验条件下产生退相关散斑图样的最小角度差. 结合透镜的性质设计并搭建了多角度无透镜傅里叶变换数字全息成像系统,利用光纤端面在透镜焦平面的二维机械移动代替传统反射镜的旋转,使照明光束在不改变照明位置和大小的同时,可任意改变光束方向. 移动光纤端面使多角度照明满足最小角度差,获取了81幅数字全息图. 利用单次快速傅里叶逆变换实现数值再现,对多幅再现像的强度像求平均,实验结果表明散斑对比度降低为单幅再现像的14.6%,使图像信噪比提高了6.9倍. 该抑制散斑的多角度数字全息成像方法有效的抑制了散斑噪声,且成像光路结构简单,可操作性强.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61077004,61205010,61307010)、北京市自然科学基金(批准号:1122004)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20121103120003)、北京市教育委员会科技计划项目(批准号:KM201310005031)、中国博士后科学基金(批准号:2013M540828)、北京市博士后科研活动经费资助(批准号:2013ZZ-17)和中央支持地方专项配套项目资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-23
  • 修回日期:  2014-03-13
  • 刊出日期:  2014-08-05

基于多角度无透镜傅里叶变换数字全息的散斑噪声抑制成像研究

  • 1. 北京工业大学应用数理学院, 北京 100124;
  • 2. 北京工业大学微纳信息光子技术研究所, 北京 100124;
  • 3. 北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心, 北京 100124
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61077004,61205010,61307010)、北京市自然科学基金(批准号:1122004)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20121103120003)、北京市教育委员会科技计划项目(批准号:KM201310005031)、中国博士后科学基金(批准号:2013M540828)、北京市博士后科研活动经费资助(批准号:2013ZZ-17)和中央支持地方专项配套项目资助的课题.

摘要: 在数字全息成像中,散斑噪声严重影响了再现像的信噪比和成像分辨率,因此为了提高数字全息成像质量,迫切需要抑制再现像的散斑噪声. 分析并给出了矩形散射光斑的强度协方差,定量计算了特定实验条件下产生退相关散斑图样的最小角度差. 结合透镜的性质设计并搭建了多角度无透镜傅里叶变换数字全息成像系统,利用光纤端面在透镜焦平面的二维机械移动代替传统反射镜的旋转,使照明光束在不改变照明位置和大小的同时,可任意改变光束方向. 移动光纤端面使多角度照明满足最小角度差,获取了81幅数字全息图. 利用单次快速傅里叶逆变换实现数值再现,对多幅再现像的强度像求平均,实验结果表明散斑对比度降低为单幅再现像的14.6%,使图像信噪比提高了6.9倍. 该抑制散斑的多角度数字全息成像方法有效的抑制了散斑噪声,且成像光路结构简单,可操作性强.

English Abstract

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