数字全息图重建像的噪声抑制方法研究

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：数字全息图重建像的噪声抑制方法研究论文题目(外文)：Researchonthemethodofnoisereductionforreconstructionimageofdigitalhologram研究生姓名：赵媛媛学科、专业：工学、信息与通信工程研究方向：信号与信息处理导师姓名职称：贾振红教授郝军高工论文答辩日期2016年5月27日学位授予日期年月日摘要英国物理学家DeniseGabor于20世纪50年代发现了全息术，该技术能对物体的干涉图样进行重现，重现的位置和大小与原物体一致。观察得到的像因角度的不同产生变化，可以说由全

2、息术拍出的照片是三维的。全息技术可被分为拍摄和重建这两个过程，按照拍摄和重建过程中使用方式的差别，可将其分成光学全息术，数字全息术和计算全息术三种。其中光学全息术是最传统的全息技术，数字全息术和计算全息术是光学全息术与不断进步的数字技术之间相互结合之后形成的。这两种全息技术弥补了传统光学全息技术重建过程中的不足，避免了传统光学全息技术的缺陷，具有所需设备简单，成像效率高，误差小等特点。因其独特的优势，数字全息和计算全息技术已在诸多领域尤其是在精密测量，防伪等对于图像质量有高度要求的领域中有了良好的应用。对全息图的重构图像的质量影响最大的因素是全息图像里的散斑噪声。散斑噪声

3、的形成源头是全息技术中采用的光源——激光。因为激光的高度相干性，光波照射在物体上的反射光会发生相干叠加，因此在生成的全息图像上能够观察到颗粒状的噪声，这种噪声就被称为散斑噪声。散斑噪声的存在极大的影响到了全息图及其重建像的精度，进而影响到它们在各项领域中的应用。本文的研究目标就是深入理解全息图记录和重建过程的原理，深入剖析适合的数字图像处理方法对全息图及其再现图像进行滤波降噪，以实现对数字全息图重构图像质量进行改善提高的目标。本文主要进行的工作和研究结果有如下几点：首先，对光学全息，数字全息，计算全息这三类全息技术的基础理论进行了学习讨论，按照现有的科研条件和科研现状采用

4、数字全息和计算全息相结合的技术完成全息图的记录和重建过程，选择博奇编码和其对应的模拟再现方法，得到了理想的全息图和全息图重建像，为后续的仿真实验提供了基本的素材。其次，对光学全息图中的散斑噪声的理论部分进行了深入的探索研究，建立I其对应的数学噪声模型，并使用Matlab软件实现了对该散斑噪声的模拟，得到了含噪声的数字全息图像和含噪声的数字全息图重建像的仿真图像。最后，对光学降噪方法，一般的数字图像处理方法进行了讨论，重点针对含噪声的全息图像进行了降噪方法的探索研究。经过大量的仿真实验，本文提出了分别对含噪声的数字全息图像和数字全息图重建像进行降噪处理的方法来实现对散斑噪声

5、的抑制。该方法结合了高频强调滤波与Lee滤波，先用高频强调滤波方法对获取的含噪声的全息图像进行滤波处理，达到初步降噪的目的。再使用Lee滤波的方法处理降噪后的全息图像的重建图像，从而获取最终的降噪结果图像。实验结果表明，本文中提出的结合高频强调滤波与Lee滤波的降噪方法能够有效地抑制数字全息图重建图像中散斑噪声的干扰，显著的提高了数字全息图像重建像的图像质量。关键词：全息技术；散斑噪声；高频强调滤波；Lee滤波IIAbstractBritishphysicistDeniseGaborfoundholographyinthe1950sandthistechniquecanw

6、illbeobjectsofthediffractionlighttoreproduce,toreproducethepositionandsizeandtheoriginalobject.Theobservedchangeslikeduetodifferentangles,soshootbyholographyisthree-dimensionalpicture.Holographictechniquescanbedividedintoshootandreconstructingthetwoprocess,accordingtotheshootingandreconst

7、ructionprocessintheuseofthedifferencecanbedividedintoopticalholographyanddigitalholographyandcomputergeneratedholography.Opticalholographyisoneofthemosttraditionalholography,digitalholography,CGHisbetweenopticalholographywithcontinuousadvancementofdigitaltechnologyc