[發(fā)明專利]一種彩色數(shù)字全息像的獲取方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710188455.0
• 申請日: 2007-12-03
• 公開（公告）號: CN101452253A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙建林;姜宏振;邸江磊
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G03H1/26
• 分類號: G03H1/26;G03H1/04;G03H1/08;G03H1/16
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種彩色數(shù)字全息像的獲取方法，屬于數(shù)字全息技術(shù)領(lǐng)域。是一種基于數(shù)字全息術(shù)和無透鏡傅里葉變換全息術(shù)的彩色數(shù)字全息像的獲取方法。

背景技術(shù)

對彩色物體的全息記錄和顯示是全息技術(shù)應(yīng)用的一個重要方面，目前普遍采用的方法為傳統(tǒng)的光學(xué)全息術(shù)，如彩虹全息術(shù)，透射式真彩色全息術(shù)，反射式真彩色全息術(shù)，真彩色合成全息術(shù)等(《光學(xué)全息及其應(yīng)用》，于美文著)。它們的實現(xiàn)方法較為復(fù)雜，主要原因在于：首先，全息圖的記錄光路復(fù)雜，不易搭建和調(diào)整；其次，干板等化學(xué)記錄介質(zhì)無法重復(fù)使用，用其記錄全息圖成本太高，且不便于全息圖的復(fù)制及傳輸；再次，須將全息圖復(fù)位到原光路中才能進(jìn)行彩色全息再現(xiàn)像的觀察，且其質(zhì)量易受到色串?dāng)_、全息圖復(fù)位精度及觀察視角等的影響。

利用數(shù)字全息術(shù)獲得所記錄物體的彩色全息像是目前全息技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。B.Javidi和D.Alfieri等人在其論文《Method?for?superposing?reconstructed?imagesfrom?digital?holograms?of?the?same?object?recorded?at?different?distance?and?wavelength》(Optics?Communications?260(2006)，113-116)和《Three-dimensional?image?fusion?by?useof?multiwavelength?digital?holography》(Optics?Letters?30(2005)，144-146)中通過對使用離軸菲涅耳全息光路記錄的數(shù)字全息圖進(jìn)行補(bǔ)零處理來調(diào)整不同全息圖記錄條件(記錄波長和記錄距離)下數(shù)字全息像的顯示大小，在此基礎(chǔ)上對獲得的顯示尺寸相同的紅、綠單色全息像進(jìn)行合成得到彩色數(shù)字全息像，但是由離軸菲涅耳全息記錄光路記錄的數(shù)字全息圖，其數(shù)值再現(xiàn)像在重建像平面上的位置，隨全息圖記錄時的物參夾角及記錄距離的改變而變化，因而不能保證不同記錄距離處數(shù)值再現(xiàn)像的準(zhǔn)確重合，這將導(dǎo)致合成的彩色數(shù)字全息像的邊界和細(xì)節(jié)變得不清晰，影響了彩色全息再現(xiàn)像的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種彩色數(shù)字全息像的獲取方法，可以克服傳統(tǒng)光學(xué)彩色全息術(shù)中所存在的問題與困難。能夠保證彩色數(shù)字全息像合成時，各單色數(shù)字全息像在重建像平面上位置的準(zhǔn)確重合，以獲得具有清晰邊界和細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確彩色數(shù)字全息像。

技術(shù)方案

本發(fā)明的技術(shù)特征在于方法步驟為：

(1)使用黑白型面陣CCD和多記錄波長無透鏡傅里葉變換全息圖記錄光路，分別拍攝被記錄物體在紅、綠、藍(lán)激光照明下的單色數(shù)字全息圖A_R，A_G，A_B；

(2)對采集到的單色數(shù)字全息圖A_R，A_G，A_B，分別根據(jù)其記錄距離和記錄波長進(jìn)行補(bǔ)零處理，得到相應(yīng)的補(bǔ)零數(shù)字全息圖B_R，B_G，B_B；

(3)對補(bǔ)零數(shù)字全息圖B_R，B_G，B_B分別進(jìn)行中值濾波預(yù)處理，得到相應(yīng)的中值濾波預(yù)處理全息圖C_R，C_G，C_B；

(4)對中值濾波預(yù)處理全息圖C_R，C_G，C_B分別進(jìn)行逆快速傅里葉變換操作，得到相應(yīng)的紅、綠、藍(lán)單色數(shù)字全息像；

(5)將紅、綠、藍(lán)各單色數(shù)字全息像分別輸入到一個像素數(shù)為M×N×3的三層零矩陣的第一、第二和第三層中，得到被記錄物體的彩色數(shù)字全息像。

單色數(shù)字全息圖A表示單色數(shù)字全息圖A_R或A_G或A_B，記錄波長為λ，記錄距離為D，像素數(shù)目為N_X×N_Y，Δl_H為位于數(shù)字全息圖記錄平面的CCD的像素尺寸，Δl為補(bǔ)零數(shù)字全息圖B的數(shù)值重建像的像素尺寸；所述的單色數(shù)字全息圖A補(bǔ)零處理步驟為：