参考光对称偏转的轻离轴数字全息零级项消除重建方法技术

本发明专利技术公开了一种参考光对称偏转的轻离轴数字全息零级项消除重建方法。计算得到令两张全息频谱图的+1级项彼此分离互不干扰时的两个物参角；物光角度不变，两次调节参考光的角度而采集被测物体的全息图；由全息图处理获得复合频谱图和二值掩模；根据二值掩模结合复合频谱图获得目标频谱图并提取+1级频谱信息而重建被测物体的图像。本发明专利技术利用高斯激光束的光强对称性，通过对参考光束对称偏转得到的两个轻离轴全息图作差，可以得到消除零级频谱的全息图，能够在提高全息光路系统频域带宽利用率的同时抑制由零级项频谱混叠引起的成像伪影。伪影。伪影。

【技术实现步骤摘要】
参考光对称偏转的轻离轴数字全息零级项消除重建方法


[0001]本专利技术涉及数字全息
的一种物体测量方法，具体涉及一种基于全息光路系统和参考光对称偏转的轻离轴数字全息零级项消除重建方法。

技术介绍

[0002]数字全息通过物光与参考光的干涉测量原理记录全息图，并且可以依赖数值计算重建被测物体图像。全息图的频域中存在+1级项、
‑
1级项与零级项三种频谱。+1级项的频域带宽利用率越高，代表其包含的物体高频信息越多，重建图像质量越高。轻离轴全息中携带物体信息的
±
1级项频谱分离，但零级项与
±
1级项部分重叠。这种结构充分利用了传感器带宽，可以显著提高+1级项的频域带宽利用率，并且通过最多两张全息图就可以得到重建图像。与同轴全息和离轴全息相比，在采集速率和频域带宽利用率之间取得了良好的平衡。然而，零级项与
±
1级项部分频谱信息混叠会导致重建图像中产生伪影，降低全息成像质量和相位测量准确度。近年来，国内外学者已经提出了很多消除零级项的方法。然而通过全息图减去平均强度的方法或者基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种参考光对称偏转的轻离轴数字全息零级项消除重建方法，其特征在于：步骤一：针对全息光路系统，在实验前根据全息光路系统中的激光波长，CCD相机的像素个数和像元尺寸以及+1级项的频域带宽等参数，通过全息光路系统中物参角与+1级项中心点坐标的公式关系，在使用CCD依次采集得到的两个全息图的频谱+1级项中心点间距满足大于或等于+1级项的频域带宽的限制条件下，计算得到全息光路系统所需的两次物参角的可行范围；步骤二：实验中，全息光路系统的物光到CCD的入射角度不变，以步骤一计算出的两次物参角的可行范围为依据调节参考光到CCD的两次入射角度，进而通过CCD依次采集被测物体以不同物参角干涉得到的两张全息图；步骤三：由步骤二获得的两张全息图处理获得复合频谱图F3及其二值掩模B1；步骤四：从步骤三获得的复合频谱图F3的二值掩模B1中处理提取出另一二值掩模B2并且结合复合频谱图F3获得目标频谱图F4，在目标频谱图F4中提取+1级频谱信息而重建被测物体的图像。2.根据权利要求1所述的一种参考光对称偏转的轻离轴数字全息零级项消除重建方法，其特征在于：所述步骤一，具体为：针对全息光路系统，激光器发射的激光被分束器分散为两路激光，分别为参考光R与物光O，它们干涉形成全息图H：其中，j表示虚数单位；exp()表示以自然常数e为底的指数函数；代表参考光R与物光O之间的相位差；代表倾斜相位；上述倾斜相位设置为：其中，λ表示激光波长；θ
x
表示物参角相对于x轴的角度，θ
y
表示物参角相对于y轴的角度；全息图H经过二维傅里叶变换后得到包含了+1级项、
‑
1级项和0级项三种频谱成分的全息频谱图F，上述角度θ
x
与F中+1级项的中心点横坐标f
x
之间存在以下公式的关系：θ
x
＝sin
‑1((f
x0
‑
f
x
)
·
λ/(M
·
Δx))其中，f
x0
为全息频谱图F的中心点横坐标，f
x
表示F中+1级项的中心点横坐标；M为全息光路系统中CCD的横向像素个数；Δx为全息光路系统中CCD相机的横向像元尺寸；利用上述公式计算求得两个+1级项的中心点间距|f
x2
‑
f
x1
|分别大于、等于+1级项频域带宽时的θ
x1
和θ
x2
的可行范围。3.根据权利要求1所述的一种参考光对称偏转的轻离轴数字全息零级项消除重建方法，其特征在于：所述步骤二，具体为：首先搭建全息光路系统，使得参考光垂直入射到CCD中，物光倾斜入射CCD中；然后物光的入射...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈本永，张济帆，严利平，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：