一种基于连通域的光学扫描全息的自聚焦和重建方法技术

本发明专利技术提出了一种基于连通域的光学扫描全息的自聚焦和重建方法，属于光学扫描全息技术与图像重建领域，主要解决了光学扫描全息中的全息重建的问题。本发明专利技术利用连通域的方法，对全息图做图像标记并获取图像区域面积，通过面积变化规律实现全息图的自聚焦和重建。本发明专利技术有效地实现了光学扫描全息中的全息重建，这种图像重建的方法适用于各个领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于连通域的光学扫描全息的自聚焦和重建方法
本专利技术属于光学扫描全息领域与图像重建领域，具体来说，涉及一种基于连通域的光学扫描全息的自聚焦和重建方法。
技术介绍
光学扫描全息技术，简称OSH，它利用逐点扫描的方法将三维物体以二维数字图像形式存储，相较于一般的数字全息技术，其通过逐点扫描，因此其分辨率不受数字设备的限制，同时，其获得的全息图没有干涉引起的斑点噪声。自该技术提出以来，已在多个领域得到了应用，比如：扫描全息显微镜、3D图像识别以及3D光学遥感等领域。全息图的重建一直是全息领域的一个研究热点，到目前为止，已经做了很多相关工作。在全息重建的过程中，首先，需要找到重建的距离，因此有了很多有关自聚焦的方法提出，比如：最小熵、结构张量、边缘检测数等技术；然后，就需要找到一个好的重建算法，能够在重建的时候具有较小的离焦噪声。文献“Extendedfocusedimaginganddepthmapreconstructioninopticalscanningholography”利用每个像素在邻域上的最小熵来构建深度图，从而实现对各个像素的自聚焦，但其中由于邻域的大小设置会造成自聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于连通域的光学扫描全息的自聚焦和重建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.频率为ω0的光束通过第一光瞳和第一凸透镜后形成平面波，频率为ω0+Ω的光束通过第二光瞳和第二凸透镜后形成球面波；然后，两束光波经过分束器，并干涉形成菲涅尔波带板，又经X‑Y扫描振镜反射后，对物体进行扫描；最后，由光电转换器接收并转换为电信号，从而获得全息图；步骤2.利用全息重建技术在各个重建距离下重建全息图，利用连通域的方法对重建全息图的不同区域实现标记，并计算各个区域的面积，面积最小的位置即为自聚焦的位置；步骤3.通过获取的自聚焦位置对全息图重建，并利用连通域的方法分割图像获取重建图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于连通域的光学扫描全息的自聚焦和重建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.频率为ω0的光束通过第一光瞳和第一凸透镜后形成平面波，频率为ω0+Ω的光束通过第二光瞳和第二凸透镜后形成球面波；然后，两束光波经过分束器，并干涉形成菲涅尔波带板，又经X-Y扫描振镜反射后，对物体进行扫描；最后，由光电转换器接收并转换为电信号，从而获得全息图；步骤2.利用全息重建技术在各个重建距离下重建全息图，利用连通域的方法对重建全息图的不同区域实现标记，并计算各个区域的面积，面积最小的位置即为自聚焦的位置；步骤3.通过获取的自聚焦位置对全息图重建，并利用连通域的方法分割图像获取重建图像。2.根据权利要求1所述的基于连通域的光学扫描全息的自聚焦和重建方法，其特征在于，步骤1获得全息图的具体过程如下：步骤1-1.两束频率为ω0和ω0+Ω的光束分别经过第一光瞳p1(x,y)、第一凸透镜L1和第二光瞳p2(x,y)、第二凸透镜L2，其中p1(x,y)＝1，p2(x,y)＝δ(x,y)；步骤1-2.两束光波经过分束器BS，并干涉形成菲涅尔波带板，其光学传递函数可表示为：其中，x和y表示待扫描物体的位置，zi表示X-Y扫描振镜到待测物体第i层的距离，i＝1,2,...,N，N为待测物体沿轴向离散的层数，表示波数，λ表示光波波长，kx和ky表示频域坐标；步骤1-3.菲涅尔波带板扫描物体，透过物体的光波被光电转换器PD接收并转换成电信号；得到全息图为：其中，F-1和F分别表示逆傅里叶变换和傅里叶变换，O(x,y；zi)表示物体第i层的振幅函数，表示卷积。3.根据权利要求2所述的基于连通域的光学扫描全息的自聚焦和重建方法，其特征在于，利用连通域的方法实现自聚焦，其具体步骤如下：步骤2-1.利用全息重建技术沿着轴向距离zk重建，其中k＝1,2,...N1,N1为重建层数，且N1＞N，其重建过程可表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：欧海燕，吴勇，邵维，王秉中，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51