【摘要】：光學(xué)掃描全息是一種單點(diǎn)掃描的特殊數(shù)字全息技術(shù),它通過(guò)二維掃描將三維物體圖像保存為二維圖像。光學(xué)掃描全息技術(shù)作為一種特殊的數(shù)字全息技術(shù),其具有傳統(tǒng)數(shù)字全息技術(shù)的特點(diǎn)的同時(shí)也具有其不一樣的地方。與其他數(shù)字全息技術(shù)相比,光學(xué)掃描全息具有分辨率高、時(shí)效性好的特點(diǎn)。然而,值得注意的是光學(xué)掃描全息的重建過(guò)程與其他數(shù)字全息技術(shù)一樣面臨著重重挑戰(zhàn),其中,光學(xué)掃描全息超分辨率成像中就存在自聚焦、重建、去噪等問(wèn)題,本文通過(guò)采用時(shí)間反演技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)解決自聚焦、重建、去噪問(wèn)題。本文著重從理論分析、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面驗(yàn)證算法的可行性和優(yōu)劣。有關(guān)光學(xué)掃描全息超分辨率成像的研究,本文主要從以下幾個(gè)方面探討:(1)從菲涅爾衍射原理、光瞳的光學(xué)傳遞函數(shù)出發(fā)推導(dǎo)光學(xué)掃描全息數(shù)學(xué)模型,分析了光學(xué)掃描全息重建面臨的自聚焦和重建算法問(wèn)題。同時(shí),本文闡述了隨機(jī)加密光學(xué)掃描全息技術(shù)中的去噪問(wèn)題。(2)介紹基于時(shí)間反演多空間分解(TR-MUSIC)算法在光學(xué)掃描全息中的基本原理。通過(guò)MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)光學(xué)掃描全息中單點(diǎn)定位,分析了多點(diǎn)定位面臨的問(wèn)題,并給出了一種去卷積的方法實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定位。通過(guò)MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)基于TR-MUSIC的軸向定位,并分析了其分辨率、噪聲、運(yùn)算復(fù)雜度等特性。(3)介紹連通域算法的基本原理,MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)了基于連通域算法的自聚焦與重建。然后,介紹凸優(yōu)化重建與高次放大結(jié)合去噪的基本原理,并通過(guò)MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)。(4)介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理,提出了一種U型網(wǎng)絡(luò)去除離焦噪聲的算法,通過(guò)仿真實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單圖像和復(fù)雜圖像的去噪。然后,提出了一種深度學(xué)習(xí)結(jié)合二分法實(shí)現(xiàn)自聚焦的算法,并通過(guò)仿真實(shí)現(xiàn)。本文通過(guò)TR-MUSIC提高了光學(xué)掃描全息超分辨率成像中自聚焦問(wèn)題的分辨率,通過(guò)深度學(xué)習(xí)結(jié)合二分法解決了深度學(xué)習(xí)自聚焦中泛化力低的問(wèn)題,通過(guò)凸優(yōu)化重建和深度學(xué)習(xí)的方法解決了現(xiàn)有去噪算法去噪效率低、不適用復(fù)雜物體的問(wèn)題,同時(shí),本文提出了一種利用連通域?qū)崿F(xiàn)自聚焦和重建的方法,得到了無(wú)離焦噪聲的重建圖。
【圖文】：

ｙ）邋＝邋Ｑｘｐ［－ｊ＾－（ｘ２邋＋邋／）］邐（２－２３）逡逑如圖２－ｉ所示，圖中給出了平面鏡與ａ透鏡緊靠情況下的光學(xué)系統(tǒng)，假設(shè)入射逡逑光Ｋｊｃ，３0邋＝邋１，則由菲涅爾衍射理論可以推出相應(yīng)的光學(xué)傳遞函數(shù)為：逡逑（ｘ，邋Ｘ，邋／）邋＝邋４＇ｌｍ邋｛ｘ，ｙ）＾ｈ｛ｘ，ｙ，ｚ邋＝邋ｆ）逡逑＝ｅｘｐ（－r2／）邐ｊｊ邋ｔ（ｘｙ＇）邋ｅｘｐ｛＾－［（ｘ邋－ｘｆ邋＋（ｙ－ｙ＇）２］｝ｄｘ＇ｄｙ，逡逑＋邋ｒ）］ｅｘｐ［＾（ｘ＇２邋＋邋ｙａ－２ｘｘ＇－２ｊ｛ｙ＇）］ｄｘ＇ｄｙ邐（２－２４）逡逑＝ＪＪｌ＊邋ｅｘｐ［＾邋（ｘｘ＇＋邐＇）］ｄｘ＇邋ｄｙ＇逡逑ｋｘ邋＝ｋｒＸｌ邋ｆ逡逑－Ｆ＾Ｋ－Ｋｙｉｆ逡逑．其．．中：》於，（ｘ，ｙ；：ｚ邋＝邋／）．表添接收光場(chǎng)，凸透鏡函數(shù)為ｅｘｐ［p海ǎ玻輳玻玻蕁ｅ義先肷涔忮甕雇婦靛義希殄義掀矯婢靛謂郵芷矯駑義賢跡玻蓖雇婦滌肫蕉到艨康墓庋低沖義先繽跡玻菜荊賈懈雋說(shuō)逼矯婢滌臚雇婦迪嗑啵煎宓那樾�，洁]芷矯嫻墓忮義銑】殺硎疚哄義希保沖義，

本文編號(hào)：2699091