改进的博奇编码计算全息显示方法研究

• 作 者: 陈林
• 出 处: 湖北工业大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 计算全息 傅里叶变换 博奇编码 离轴 再现

计算全息技术从空间滤波中获得启发，并在随着计算机、数学、空间逛调制器等其他相关领域的迅猛发展而快速发展起来。计算全息技术不仅可以记录已知存在的物体的全部信息，也可以记录虚拟物体的全部信息，因此具有很强大的优势。计算全息技术在二维和三维图像的显示、空间滤波、全息干涉计量、数据存贮等领域有广泛的应用。本文主要对两类编码方法——迂回相位编码方法（罗曼Ⅰ、ⅡⅢ型编码）和修正离轴参考光编码方法（博奇编码、黄氏编码、李氏编码）进行了研究，并分析比较了这两种方法的优缺点。通过MATLAB软件编程，分别用罗曼III型编码法和博奇编码、黄氏编码、李氏编码制作和模拟再现了傅里叶变换全息图。对迂回相位编码法和修正离轴参考光编码法（以博奇编码为例）在抽样点数相同的条件下所需的计算时间进行了数据分析。对修正离轴参考光的三种编码方法进行了再现像质量的定性分析。重点研究了一种改进的博奇编码方法，来消除傅里叶变换计算全息图再现时原始像与共轭像的混叠现象。通过对傅里叶变换计算全息图再现过程的分析，采用将原物抽样点镶嵌到比原物大的全零矩阵中的方法代替载频参数的计算，来实现原始像与共轭像的分离。对新矩阵进行离散傅里叶变换，利用博奇编码方式制作出计算全息图，并在图像重构时利用高通滤波器消除背景光干扰对重构视觉效果的影响。实验结果表明，采用该方法制作的计算全息图可通过控制全零矩阵的大小来控制再现时原始像与共轭像的分离程度，全零矩阵越大，其分离程度越大。该方法有效地消除了原始像与共轭像的混叠现象对再现像质的影响，扩大了博奇编码方法的应用范围。