數字全息成像技術在信息安全、干涉測量、粒子場檢測、生物細胞成像等方面均能發(fā)揮其重要作用。但是,傳統(tǒng)的數字全息成像技術使用激光作為光源,需要準直和擴束且價格昂貴;對系統(tǒng)的機械性要求較高且驅動設備較為復雜笨重;搭建系統(tǒng)時需要多組透鏡,在觀察的顆粒大小量級與空氣中的灰塵相近時,對結果的干擾尤為明顯。針對上述問題,本文將數字全息技術與無透鏡成像技術相結合,設計了一種基于LED光源的便攜式、低成本的同軸數字全息無透鏡成像系統(tǒng)裝置。首先,該系統(tǒng)使用LED作為光源,很好的避免由激光作為光源帶來的散斑噪聲,且LED光源有裝置結構簡單輕便、易于集成等優(yōu)點使得整體系統(tǒng)便攜性大大增強;使用同軸全息記錄技術避免了由于使用離軸全息記錄技術所造成的光路復雜和對系統(tǒng)機械性要求較高的缺點;使用無透鏡成像裝置,可以很好地避免透鏡上灰塵對拍攝結果的影響。其次,總結了三種常用的重建算法,通過比較發(fā)現(xiàn),卷積重建法可以消除其他因素對再現(xiàn)像像素大小的影響、易進行頻譜濾波以及更適合測量微顆粒,因此,本論文選用卷積重建算法作為重建全息圖的再現(xiàn)算法。選用基于區(qū)域圖像分割法中的閾值分割法對圖像進行自動計數。最后,本文通過理論分析、實驗驗...

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 數字全息無透鏡成像裝置的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數字全息技術國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無透鏡成像技術國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來源、研究內容與章節(jié)安排
2 數字全息理論基礎
    2.1 數字全息記錄
    2.2 無透鏡數字全息記錄
    2.3 數字全息再現(xiàn)
        2.3.1 瑞利-索末菲衍射
        2.3.2 菲涅爾衍射積分再現(xiàn)算法
        2.3.3 卷積再現(xiàn)算法
        2.3.4 角譜再現(xiàn)算法
        2.3.5 再現(xiàn)算法的比較
    2.4 本章小結
3 無透鏡數字全息成像系統(tǒng)設計
    3.1 系統(tǒng)參數推導
    3.2 系統(tǒng)硬件分模塊設計
        3.2.1 圖像采集模塊設計
        3.2.2 光源模塊設計
        3.2.3 硬件系統(tǒng)集成
    3.3 圖像重建軟件設計與實現(xiàn)
        3.3.1 圖像重建流程圖
        3.3.2 全息圖的預處理
        3.3.3 全息重建編程過程實現(xiàn)
        3.3.4 數字全息再現(xiàn)像目標識別
        3.3.5 數字全息再現(xiàn)像共軛像消除
    3.4 再現(xiàn)像中目標顆粒自動計數
    3.5 無透鏡數字全息成像系統(tǒng)圖像重建仿真模擬
    3.6 本章小結
4 無透鏡數字全息成像系統(tǒng)測試與實驗驗證
    4.1 無透鏡數字全息成像系統(tǒng)成像條件實驗研究
        4.1.1 光源對成像結果的影響
        4.1.2 孔徑大小對成像結果的影響
        4.1.3 CMOS探測器對成像結果的影響
        4.1.4 其他因素對成像結果的影響
    4.2 金剛砂顆粒實驗觀察及分析
        4.2.1 前期拍攝
        4.2.2 全息圖重建及后期處理
        4.2.3 金剛砂顆粒再現(xiàn)像計數
    4.3 本章小結
5 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3852708