数字全息技术中零级项消除新策略
2025-02-14 16:27
No.1339996500562026496
技术概要
PDF全文
本技术提供了一种新型的离轴数字全息零级项消除方法,该方法通过以下步骤实现:首先,收集离轴数字全息图的相关数据;其次,利用傅里叶变换技术提取频谱信息;然后,筛选出频谱中强度超过特定阈值的像素点作为起始点。该技术能够有效减少全息成像中的零级项干扰,提升图像质量。
背景技术
数字全息已被广泛用于活细胞定量成像、微观颗粒跟踪、MEMS检测等领域。根据物体光束和参考光束之间的倾斜角度,数字全息可分为同轴、离轴和微离轴数字全息。离轴数字全息重建通常涉及空间-频谱滤波过程。在离轴全息图的傅立叶频谱域中,正一阶频谱和负一阶频谱都携带着物体的空间频率,其中心与零阶频谱的中心分离。通过对正一阶频谱和负一阶频谱中的任一频谱进行滤波截取,可实现离轴全息图的重建成像。然而,由于零阶光谱的存在,一阶光谱的滤波截取区域受到了限制,意味着用于重建复振幅的有效空间带宽受到了限制,这会影响重建图像的分辨率。但是,如果截取的频谱滤波区域过大,则可能会包含一些零阶频谱,从而导致重建图像中出现一些条纹状噪声。 在光学成像和数字图像处理中,系统的有效空间带宽积是影响成像质量的一个重要参数。一些多帧方法可以提高系统的空间带宽积,从而改善成像分辨率或视场大小。然而,这些方法并不总是适合离轴数字全息重建。对于离轴数字全息成像,通过抑制零阶频谱可以明显提高重建图像的分辨率和质量。在在线数字全息技术中,移相方法可以有效消除全息图的零阶项和共轭项。由于移相法通常需要精密的位移装置或复杂的运动估计算法,因此在离轴数字全息重建中并不采用。通过调整物体臂上的反射镜,可以在物体波中引入相移,从而抑制全息图中的零阶项,但是这种方法需要至少需要采集两张全息图,不适合于实时成像。使用非线性滤波器可以有效地抑制离轴全息图的零阶项和共轭项,但要求参考波的振幅远远大于物波的振幅。综上所述,需要设计一种能够高效的、通用性较高的数字全息零级项消除方法。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
周文静  关赢  崔泽
技术所属: 上海大学
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