[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于雙孔光瞳的光學(xué)掃描全息圖像邊緣提取方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510080890.6
• 申請(qǐng)日: 2015-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104614970A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐海燕;邵維;王秉中
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G03H1/12
• 分類(lèi)號(hào): G03H1/12
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專(zhuān)利中心 51203
• 代理人: 張楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)全息成像領(lǐng)域，涉及光學(xué)掃描全息技術(shù)和三維成像技術(shù)。

背景技術(shù)

光學(xué)掃描全息技術(shù)(Optical?Scanning?Holography，OSH)是數(shù)字全息技術(shù)中的一種，通過(guò)將光束分成不同的兩個(gè)波前進(jìn)行干涉形成菲涅爾波帶板(Fresnel?Zone?Plate，F(xiàn)ZP)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的高分辨率三維成像，它在生物醫(yī)學(xué)成像、形變測(cè)量、粒子場(chǎng)測(cè)試、光學(xué)顯微和光學(xué)遙感等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。

通過(guò)光學(xué)掃描全息技術(shù)獲得的二維全息圖，包含了樣品完整的三維信息，因此如何由全息圖提取出樣品圖像的邊緣信息成為了光學(xué)掃描全息術(shù)的研究熱點(diǎn)。圖像邊緣是圖像的最基本的特征，圖像的邊緣檢測(cè)也是圖像處理的重要基礎(chǔ)內(nèi)容之一，具體對(duì)于光學(xué)掃描全息術(shù)來(lái)說(shuō)，其難點(diǎn)在于如何由二維的全息圖中提取出有效的重現(xiàn)圖像邊緣信息。

文獻(xiàn)‘Edge?detection?of?three-dimensional?objects?by?manipulating?pupil?functions?in?an?optical?scanning?holography?system’提出了一種基于光瞳設(shè)計(jì)的預(yù)處理邊緣提取方法，通過(guò)將OSH系統(tǒng)中的兩個(gè)光瞳分別設(shè)計(jì)為點(diǎn)脈沖函數(shù)(Dirac?delta?function)和拉普拉斯高斯函數(shù)(Laplacian?of?the?Guassian)，從而實(shí)現(xiàn)物像的邊緣提取，但需要對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做較大改動(dòng)。

文獻(xiàn)‘Edge-preserving?sectional?image?reconstruction?in?optical?scanning?holography’提出了一種利用總變差的非負(fù)約束法和梯度投影的方法，該方法能夠強(qiáng)化切片物像，從而提取邊緣信息，但是算法復(fù)雜度較高。

文獻(xiàn)‘Edge?extraction?using?a?time-varying?vortex?beam?in?incoherent?digital?holography’提出一種利用時(shí)變渦束來(lái)提取全息圖邊緣信息的方法，通過(guò)在OSH系統(tǒng)中引入螺旋相位板作為其中一個(gè)光瞳，從而獲得時(shí)變渦束來(lái)提取物像邊緣。該方法能獲得較為清晰的邊緣信息，但實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)復(fù)雜度也有一定程度的上升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于雙孔光瞳的光學(xué)掃描全息圖像邊緣提取方法。在全息成像記錄階段，通過(guò)引入雙孔光瞳，從而分別產(chǎn)生兩個(gè)不同的菲涅爾波帶板，接著利用這兩個(gè)菲涅爾波帶板對(duì)同一個(gè)被測(cè)樣品進(jìn)行掃描，獲取兩組全息圖，以記錄更多的物體高頻信息；在全息成像重現(xiàn)階段，通過(guò)傅立葉變換，將空域的全息圖轉(zhuǎn)換到頻域，接下來(lái)再利用共軛梯度法和傅立葉逆變換，分別實(shí)現(xiàn)物像邊緣及其本身的顯像。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，能夠?qū)崿F(xiàn)清晰的物像邊緣提取。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于雙孔光瞳的光學(xué)掃描全息圖像邊緣提取方法，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括以下步驟：