[發(fā)明專利]一種消除隨機(jī)加密光學(xué)掃描全息離焦噪聲的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710970208.X
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107835074B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐海燕;吳勇;邵維;王秉中
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/50;H04B10/60;G02B26/10;G02B27/28
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

本發(fā)明提供了一種消除隨機(jī)加密光學(xué)掃描全息離焦噪聲的方法，屬于光學(xué)加密和全息重建領(lǐng)域，主要解決了隨機(jī)加密光學(xué)掃描全息技術(shù)中的離焦噪聲問題。本發(fā)明主要利用凸優(yōu)化重建和高次放大消除隨機(jī)加密光學(xué)掃描全息的離焦噪聲，本發(fā)明有效的消除了光學(xué)掃描全息系統(tǒng)離焦噪聲對全息重建的影響，提高了全息圖像的分辨率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)加密和全息重建領(lǐng)域，具體來說，涉及一種消除隨機(jī)加密光學(xué)掃描全息離焦噪聲的方法。

背景技術(shù)

光學(xué)掃描全息技術(shù)(Optical Scanning Holography，OSH)，是一種基于光學(xué)外差的單像素掃描的數(shù)字全息技術(shù)，該技術(shù)通過對3D物體逐點(diǎn)掃描克服了數(shù)字全息受CCD分辨率限制的問題，通過外差技術(shù)記錄物體的相位信息，解決了一般同軸全息零級像和孿生像的問題。由于光學(xué)掃描全息技術(shù)具有較高的分辨率和不受零級像和孿生像影響的特性，其很快成為中外研究的熱點(diǎn)，并在3D電視、顯微鏡、遙感技術(shù)中得到了應(yīng)用。

在光學(xué)中，如何安全的傳遞信息，一直都是中內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，利用雙隨機(jī)相位板加密早在上世紀(jì)90年代就提出了。光學(xué)掃描全息中，利用隨機(jī)相位板加密是由Zhou Xin于2010年在雜志Optics Letters上發(fā)表的“Sectional image reconstruction in opticalscanning holography using a random-phase pupil.”一文中提出，并提出了利用多幀平均的方法去掉離焦噪聲。但由于要多幀做平均，因此其時效性較低。

2015年，Dr.Haiyan Ou于2015年在雜志Optics Letters上發(fā)表的《Defocus noisesuppression with combined frame difference and connected component methods inoptical scanning holography》一文中提出了一種利用幀差和連通域的方法去除離焦噪聲，該方法有較好的時效性，但其依然需要兩幀，且去掉離焦噪聲后的圖像邊緣不光滑，且與原圖相比有變形。

凸優(yōu)化，最先是一種在數(shù)學(xué)中一個最優(yōu)化問題，后又被用于圖像壓縮感知中的重構(gòu)問題上，后又由Xin Zhang于2010年在雜志Optics Express上《Reconstruction ofsectional images in holography using inverse imaging》一文用于光學(xué)掃描全息中全息圖的重建，在一定程度上減小了離焦噪聲，但仍然有一定的離焦噪聲，且當(dāng)兩層物體軸向相隔較近時，離焦噪聲將會更大。

綜上所述，現(xiàn)有的有關(guān)消除離焦噪聲的方法，存在時效性和離焦噪聲無法完全消除的問題，本發(fā)明使用凸松弛重建和高次放大技術(shù)消除經(jīng)過隨機(jī)加密光學(xué)掃描全息當(dāng)中的離焦噪聲，該方法具有更好的時效性，且消除離焦噪聲后的圖像具有更好的清晰度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)問題，提供一種消除隨機(jī)加密光學(xué)掃描全息離焦噪聲的方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的方法是：

一種消除隨機(jī)加密光學(xué)掃描全息離焦噪聲的方法，包括以下步驟：

步驟1.激光由激光器發(fā)出，經(jīng)第一偏振分束器BS1分束，一束光經(jīng)過第一平面鏡M1反射通過第一光瞳；另一束光經(jīng)過聲光調(diào)制器AOFS，經(jīng)第二平面鏡M2反射后通過第二光瞳；其中第一光瞳為隨機(jī)相位板，第二光瞳為矩形1函數(shù)；

步驟2.兩束光分別經(jīng)過第一凸透鏡L1和第二凸透鏡L2后，經(jīng)過第二偏振分束器BS2分束到x-y掃描振鏡上；兩束光干涉后形成菲涅爾波帶板并掃描待測物體；掃描待測物體后的光波被光電轉(zhuǎn)換器PD接收并解調(diào)，得到隨機(jī)加密后的全息圖；

步驟3.利用凸松弛迭代重建并解密，得到待測物體的復(fù)振幅圖像；

步驟4.根據(jù)待測物體的復(fù)振幅圖像，對圖像的幅值做高次放大，完全消除離焦噪聲。