基于多次滤波技术的单次曝光三维物体数字全息

王亮; 冯少彤; 聂守平; 黄飞

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基于多次滤波技术的单次曝光三维物体数字全息

王亮 , 冯少彤 , 聂守平 , 黄飞

文章导航 > 激光技术 > 2007 > 31(4): 354-357

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Citation:

基于多次滤波技术的单次曝光三维物体数字全息

1.
南京师范大学, 江苏省光电技术重点实验室, 南京, 210097

作者简介: 王亮(1981- ),男,硕士研究生,主要从事图像处理及光信息技术领域的研究..

通讯作者: 聂守平, nieshouping@njnu.edu.cn ;

基金项目:
江苏省自然科学基金资助项目(BK2006726);江苏省教育厅自然科学基金资助项目(05KJB140065)
中图分类号: O438.1

Single exposure 3-D object digital holography based on multi-filtering technique

1.
Opto-electronic Technology Key Laboratory, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China

Corresponding author: NIE Shou-ping, nieshouping@njnu.edu.cn ;

CLC number: O438.1

摘要: 为了改善数字全息重构像质量以达到可实际利用的目的,首先采用以马赫-曾德尔干涉仪为基础的三维物体全息实验光路,运用单次曝光的方法,记录了真实三维物体的数字全息图。由于对该全息图直接计算得到的重构像,受零级衍射光斑和散斑噪声的影响较大,使得重构像质量难以令人满意。为此采用了一套独特的多重滤波数字图像处理方法,即综合运用小波分析与收缩加权平均滤波对实验获得的数字全息图及其数字重构像进行滤波处理,成功地消除了数字重构像中的零级衍射光斑、减小了散斑噪声的影响,得到逼真的三维物体重构像。实验结果表明,该方法简便、实用,可显著提高三维物体重构像的质量。由于采用单次曝光,无需记录多幅图像,此方法便于在实时图像分析处理等领域中应用。
- 全息 /
- 数字全息术 /
- 图像处理 /
- 小波分析 /
- 收缩加权平均滤波 /
- 散斑
Abstract: For improving the quality of the reconstructed image calculated from the hologram,a 3-D object digital hologram was successfully recorded by using single exposure method and 3-D object holographic optical setup based on Mach-Zehnder interferometer.The quality of the reconstructed image directly calculated from the recorded hologram was unsatisfactory because of the presence of the zero-order diffraction and the speckle noise.A set of digital image processing algorithms was then proposed to process the digital hologram and the reconstructed image with multi-filtering technique.The method synthetizing the wavelet filtering and the contracted weighted mean filtering is capable to eliminate the zero-order diffraction component and reduce the speckle noise to obtain realistic reconstructed image.The experimental result shows that this simple method is very effective for improving the quality of the reconstructed image.For recording hologram only once,it is convenient for application in the real time image processing fields.

[1]	Chinese Mechanical Engineering Society.Welding manual:materialweling[M].Beijing:China Machine Press,1992.184(in Chinese).
[2]	LEI H D,XU B,YIN J.Study on the weldability of the quenched and tempered 30CrMnSiA with laser beam welding[J].Laser Technology,2002,26(3):225～228(in Chinese).
[3]	MATSUNAWA A,SETO N,JONG D K et al.Dynamics of keyhole and molten pool in high power CO2 laser welding[J].Proc SPIE,2000,3888:34～45.
[4]	TSUKAMOTO S,KAWAGUCHI I,ARAKANE G et al.Keyhole be-havior in high power laser welding[J].Proc SPIE,2002,4831:251～256.
[5]	MATSUNAWA A,KATAYAMA S.Understanding physical mech-anisms in laser welding for construction of mathematical model[J].Welding in the World,2002,46:27～38.
[6]	TSUKAMOTO S,KAWAGUCHI I,ARAKANE G et al.Suppression of porosity using pulsed modulation of laser power in 20kW CO2 laser welding[A].International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics[C].Orlando Florida:Laser Institute of America,2001,section C:1702.
[7]	KAWAGUCHI I,TSUKAMOTO S,HONDA H et al.Power modulation in deep penetration laser welding-optimization of frequency and waveform to prevent the porosity[A].International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics[C].Orlando Florida:Laser Institute of America,2003,section A:1006.
[8]	CHEN L,HU L J,GONG Sh L et al.Research on CO2 laser welding procedure of Ti3AlNb intermetallic compound[J].Welding & Joining,2004,12:10～13(in Chinese).

[1]	浦世亮 , 金其文 , 陈晓锋 , 毛慧 , 吴学成 . 基于二级并行架构的颗粒全息图快速重建方法. 激光技术, 2021, 45(6): 806-810. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.06.022
[2]	陈涌 , 王玉兰 , 周鼎富 , 刘航 . 基于小波多分辨率分析的激光雷达弱信号处理. 激光技术, 2005, 29(3): 278-280,283.
[3]	谢蒙萌 , 陶宝祺 , 姜锦虎 . 基于光栅大错位数字散斑干涉的无损检测技术. 激光技术, 2001, 25(4): 279-281.
[4]	顾国庆 , 王开福 , 燕新九 . 基于同态滤波的电子散斑干涉图像处理. 激光技术, 2010, 34(6): 750-752,797. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.009
[5]	乐建明 , 周昕 , 孙阿茜 , 张鹏 . 改善光学扫描全息聚焦层图像效果的实验研究. 激光技术, 2017, 41(3): 332-336. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.006
[6]	宋艳生 , 季家镕 , 窦文华 , 温昌礼 . 顺电相KTN中反射型全息相位栅的衍射效率分析. 激光技术, 2010, 34(6): 736-738,742. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.005
[7]	张怡霄 , 杜惊雷 , 高福华 , 姚军 , 曾阳素 , 郭永康 . 分数域啁啾滤波及其在数字图像处理中的应用. 激光技术, 2003, 27(1): 78-80.
[8]	曹国强 , 刘禹廷 , 王琳霖 . 改进非下采样轮廓波在散斑条纹中的滤波处理. 激光技术, 2019, 43(2): 269-274. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.02.022
[9]	梁智锦 , 王开福 , 顾国庆 , 张成斌 . 基于微粒子群优化算法的数字散斑图像相关方法. 激光技术, 2014, 38(5): 603-607. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.006
[10]	简献忠 , 周海 , 乔静远 , 李莹 , 王佳 . 基于全变差重构算法的数字全息研究. 激光技术, 2014, 38(2): 236-239. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.019
[11]	王晓惠 , 刘超 , 陆英仕 , 楼宇丽 . 基于彩色数字全息的透镜焦距检测. 激光技术, 2015, 39(4): 562-565. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.030
[12]	陈翠茹 , 王华英 , 赵宝群 , 王学 , 朱巧芬 , 王杰宇 , 王文健 , 雷家良 . 基于UMnet的数字全息相位解包裹. 激光技术, 2023, 47(1): 73-79. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.01.011
[13]	向东 , 桂进斌 , 刘超 , 郑立婷 , 楼宇丽 , 宋庆和 . 数字全息波前准确重建的实验研究. 激光技术, 2017, 41(3): 406-410. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.020
[14]	王华英 , 王广俊 , 谢建军 , 赵洁 , 王大勇 . 数字全息显微中的准直光再现. 激光技术, 2008, 32(2): 131-133,136.
[15]	张庆生 , 吕晓旭 , 余清婷 , 刘赣勇 . 基于灰度相关的数字全息孔径合成方法. 激光技术, 2009, 33(3): 276-278,282.
[16]	胡振华 , 伏云昌 , 张永安 , 杜源 . 组件对象模型技术在数字全息中的应用. 激光技术, 2011, 35(5): 586-588. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.003
[17]	张中恒 , 李重光 , 李靖哲 , 缪正祥 , 刘营 . 无透镜傅里叶变换数字全息中的相位补偿. 激光技术, 2013, 37(5): 596-600. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.05.008
[18]	徐青 , 曹娜 , 曹亮 , 韩长材 , 雷岚 , 王清华 . 静电雾化场的数字全息实验研究. 激光技术, 2013, 37(2): 143-146. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.02.002
[19]	钱国林 , 李朝明 , 陈新荣 , 邹文龙 , 吴建宏 . 全息拼接光栅的误差研究. 激光技术, 2013, 37(6): 747-751. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.009
[20]	简献忠 , 张晗 , 范建鹏 , 周志刚 . 基于FPGA技术的计算全息研究. 激光技术, 2012, 36(1): 26-28,32. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.008

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基于多次滤波技术的单次曝光三维物体数字全息

通讯作者: 聂守平, nieshouping@njnu.edu.cn;

作者简介: 王亮(1981- ),男,硕士研究生,主要从事图像处理及光信息技术领域的研究.

1. 南京师范大学, 江苏省光电技术重点实验室, 南京, 210097

收稿日期: 2006-06-09
录用日期: 2006-07-27
网络出版日期: 2007-08-25

基金项目: 江苏省自然科学基金资助项目(BK2006726);江苏省教育厅自然科学基金资助项目(05KJB140065)

关键词:

摘要: 为了改善数字全息重构像质量以达到可实际利用的目的,首先采用以马赫-曾德尔干涉仪为基础的三维物体全息实验光路,运用单次曝光的方法,记录了真实三维物体的数字全息图。由于对该全息图直接计算得到的重构像,受零级衍射光斑和散斑噪声的影响较大,使得重构像质量难以令人满意。为此采用了一套独特的多重滤波数字图像处理方法,即综合运用小波分析与收缩加权平均滤波对实验获得的数字全息图及其数字重构像进行滤波处理,成功地消除了数字重构像中的零级衍射光斑、减小了散斑噪声的影响,得到逼真的三维物体重构像。实验结果表明,该方法简便、实用,可显著提高三维物体重构像的质量。由于采用单次曝光,无需记录多幅图像,此方法便于在实时图像分析处理等领域中应用。