作者:Pasquale Memmolo 来源:《光:科学与应用》 发布时间:2016/9/21 10:15:57
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准无噪数字全息术研究获新进展

 

对于3D视觉和显示系统而言,数字全息术是一种强大的成像技术。然而由于激光的固有干涉效应,相干光源的使用会出现令人厌烦的视觉现象,即散斑噪声。这种相干噪声叠加到数字全息图上,严重地降低了全息系统中相应的图像重建质量。解决该问题的两种主要研究方法分别是,通过工程设计激光器或通过记录和组合多个全息图,降低光的相干性。尤其是多视数字全息术(MLDH),已证明是可以改善数值重建和光学重建的最有效技术之一。然而,现有的通过复杂流程降低全息图噪声的方法,仅应用在数字全息图的数值重建上,以增强图像可视性。事实上,目前仅开发出了很少的直接作用在记录全息图上,旨在改善光学显示质量的方法。在这些方法中,三维(3D)块匹配滤波算法(BM3D)通过块分组和协同滤波策略,已经证明其在数字图象处理领域具有非常强大的去噪能力。然而,这种方法需要待处理的图像具有一定的初始信噪比;否则,可能会出现不正确的分组,从而降低图像重建质量。为了克服这一缺陷,在图像信噪比较低的情况下,如在数字全息图的情况下,通常采用初滤波。

研究人员发现,MLDH、分组和协同滤波的联合作用,使得数字全息术可以实现高品质的数字重建。研究人员将这一方法称为 MLDH-BM3D。特别是,MLDH 预处理可以实现分组步骤增强,从而可确保稀疏三维协同滤波的迭代处理块具有更好的工作状态。当然,研究人员还证明MLDH和BM3D可以被视为混合采用智能光学记录法和数值处理方法的补充步骤。在意大利国家研究委员会(CNR)应用科学和智能系统研究所的实验室中,研究人员验证了该方法可以高效应用于单波长和多波长数字全息术,其噪声抑制比高达 98%,因此,在全息三维重建时显示出无法超越的品质,可以被视为一种“无噪”的人类视觉。

相关的研究成果发在《Light: Science & Applications》杂志上(Light: Science & Applications (2016) 5, e16142; doi:10.1038/lsa.2016.142)。相关的全文链接请参看:http://www.nature.com/lsa/journal/v5/n9/full/lsa2016142a.html。(来源:科学网)

 
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