基于數字全息的計算機再現和變形測量技術.pdf

1、數字全息技術是物體影像計算機再現和物體狀態(tài)信息檢測如變形測量的重要技術方法，它是傳統(tǒng)全息技術的數字化版本，采用高分辨率的CCD實現全息圖的數字化記錄，利用計算機進行數字化處理。結合光電再現技術還可實現實際物體的空間三維影像再現。本文簡介了全息術的發(fā)展歷史及其基本應用，對數字全息技術和傳統(tǒng)全息技術的特點進行了比較，說明了論文研究的目的和意義。 論文的工作重點是物信息的計算機再現和變形測量技術的研究，其基礎是數字全息技術和數字全息干

2、涉計量技術的基本原理，在再現方法和變形測量方法上與傳統(tǒng)全息有所不同：采用數字化的計算機再現和變形測量。主要分為兩類：單幅數字全息技術和相移數字全息技術。 對于全息圖再現，物理光學上是一個衍射過程，在數學上有準確的描述：瑞利—索莫菲爾德衍射公式。在計算機中可以基于該公式實現數字再現過程。為了便于利用該公式量化計算，有多種計算算法，主要有：菲涅爾近似法和卷積處理法。文中介紹了這些算法，并對在此基礎上的一些衍生算法進行了總結，指出了它

3、們的優(yōu)缺點。對于相移數字全息技術的再現則包括求解全息面上物光波分布和物面上物體影像再現，其再現方法有：反變換方法和傅里葉變換法。本文詳細描述了數字全息再現中再現圖像的誤差抑制和像質處理問題如：確定再現距離、消除中間亮斑、提高分辨率和對比度以及抑制相移誤差等。作者結合國內外已有研究和自己的思考，提出了改進空間濾波法、CCD移位成像和邊緣檢測等圖像處理方法以及改進相移算法，為最終獲得較高精度再現圖像打下了堅實的理論基礎。 數字全息能

4、夠直接計算物波的光強信息和位相信息并分別量化表示，這對于物信息的變形測量來說是個很大的革新：利用數字全息技術，不必先獲得疊加干涉條紋、通過判讀條紋圖獲取變形信息，而是直接計算變形前后物波位相信息之差，獲得表征物體變形量的解包裹位相差分布圖。本文分別利用單幅和相移數字全息變形測量技術對高精度的物信息進行了變形測量。 針對變形測量動態(tài)實時處理的應用要求，本文編制了計算機自動控制PZT實現多步相移和相移量計算以及數字全息圖實時采集和自

5、動采集、存儲及顯示的軟件，為課題的進一步工作提供了有益的工具。 論文在上述理論工作的基礎上，搭建了實驗平臺，進行了實驗工作。測量對象是硬幣的表面圖案。進行的實驗包括：利用菲涅耳近似法進行單幅再現；利用雙曝光法變形測量；利用相移數字全息技術獲得全息面上物信息、利用反變換法再現；利用“4+4”、“2+2”等算法進行變形測量以及單幅再現和相移再現時的誤差抑制、圖像處理等實驗。 最后，本文對全文工作進行了總結，提出了下一步工作的