解析相機(jī)噪音對數(shù)位全息圖重建影響的研究

【重點摘要】

1. 分析:指利用數(shù)學(xué)推導(dǎo)進(jìn)行的分析

2. 相機(jī)噪聲:指數(shù)字相機(jī)中的各種噪聲

3. 數(shù)字全息圖: 指利用數(shù)字全息技術(shù)獲取的全息圖

4. 重建:從數(shù)字全息圖重建出的三維圖像

5. 影響:相機(jī)噪聲對重建圖像質(zhì)量的影響

一、數(shù)字全息技術(shù)現(xiàn)有局限

數(shù)字全息術(shù)能記錄和重構(gòu)三維物體與場景的信息。目前技術(shù)中與重構(gòu)圖像質(zhì)量相關(guān)的多項局限仍然存在,包括斑點噪聲、雙像、零級序、光照噪聲、固定模式噪聲、動態(tài)范圍與量化噪聲等,這些決定了數(shù)字全息圖與后續(xù)重構(gòu)圖像的最大可行信噪比。光照波動會引入重構(gòu)圖像噪聲,從而制約了全息技術(shù)在三維檢測與光學(xué)加密等領(lǐng)域的應(yīng)用。

二、研究照相機(jī)噪聲對全息圖的影響

本研究檢查了數(shù)字照相機(jī)固有噪聲對全息圖重構(gòu)的影響。通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)獲得重構(gòu)幅度圖像信噪比評估方程,關(guān)聯(lián)了多項參數(shù):各類噪聲、照相機(jī)動態(tài)范圍、量化噪聲與目標(biāo)光/參考光強(qiáng)度比例,以及目標(biāo)面積與整體重構(gòu)視場的比例。

三、驗證方程準(zhǔn)確性

使用散射物體的數(shù)字全息圖,以及各類型CCD與CMOS照相機(jī),開展實驗驗證上述方程的精確性。照相機(jī)包括單反相機(jī)、科研相機(jī)、工業(yè)相機(jī)與監(jiān)控相機(jī)。同時評估了照相機(jī)噪聲對相位圖像重構(gòu)的影響。

四、實際應(yīng)用價值

得到的方程可預(yù)先評估照相機(jī)噪聲對重構(gòu)圖像質(zhì)量的影響,從而指導(dǎo)選擇合適的光照、曝光時間、目標(biāo)大小等實驗參數(shù),來減少全息圖噪聲,提高全息技術(shù)在三維檢測與光學(xué)加密等領(lǐng)域中的效果。