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分块再现合成孔径数字无透镜傅里叶变换全息图

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简介:
本研究提出了一种创新的光学信息处理技术,利用分块再现和合成孔径方法实现无透镜傅里叶变换全息图,推动了数字全息领域的进步。 在对合成孔径数字全息图进行分幅数值重建的过程中,如果数值重建平面的中心发生变化,则会影响子全息图再现像的位置及相位分布,进而影响最终得到的合成数值再现像的质量。针对合成孔径数字无透镜傅里叶变换全息图,在理论分析的基础上提出了一种相应的分幅再现算法:根据各子全息图在合成孔径全息图平面上的具体位置,给每个分幅数值再现像乘以相位修正因子后再进行叠加操作,从而得到准确的合成数值再现像。通过使用线阵CCD推扫获取的大面积数字无透镜傅里叶变换全息图为实例进行了实验验证,并获得了高质量且精确的合成数值再现像。实验结果与理论分析一致。

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    本研究提出了一种创新的光学信息处理技术,利用分块再现和合成孔径方法实现无透镜傅里叶变换全息图,推动了数字全息领域的进步。 在对合成孔径数字全息图进行分幅数值重建的过程中,如果数值重建平面的中心发生变化,则会影响子全息图再现像的位置及相位分布,进而影响最终得到的合成数值再现像的质量。针对合成孔径数字无透镜傅里叶变换全息图,在理论分析的基础上提出了一种相应的分幅再现算法:根据各子全息图在合成孔径全息图平面上的具体位置,给每个分幅数值再现像乘以相位修正因子后再进行叠加操作,从而得到准确的合成数值再现像。通过使用线阵CCD推扫获取的大面积数字无透镜傅里叶变换全息图为实例进行了实验验证,并获得了高质量且精确的合成数值再现像。实验结果与理论分析一致。
  • 像处理
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    本研究探讨了无透镜傅里叶变换全息图的数字再现技术及其在图像处理中的应用,旨在提升图像分辨率和信息提取效率。 针对无透镜傅里叶变换全息图数值再现过程的特点,提出了一套不同于以往的削弱或消除全息图0级衍射和孪生像的数字图像处理算法。该算法分为三步。首先,对所拍摄的数字全息图通过高通滤波实现衬比度增强预处理,以提高全息图的衍射效率并消除再现图像的0级衍射斑;其次,对再现图像进行带通及V型滤波,以降低背景噪声并使再现视场均匀;最后,对所得到的再现像进行平滑处理,通过小波滤噪和中值滤波进一步提高再现像的信噪比。实验结果表明,该方法只需记录一幅数字全息图,并通过简单的数字图像处理便可明显改善图像质量,尤其适用于无透镜傅里叶变换全息图的数值再现,并且更加实用化。
  • MATLAB中的符E - 二元
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    本文探讨了在MATLAB环境中利用字符E进行二元傅里叶变换全息图的生成及其全息再现技术,展示了从理论到实践的应用过程。 使用MATLAB进行二元傅里叶变换全息图的计算,并模拟生成字符“E”的全息图及其再现图像。
  • 双片式
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    双片式傅里叶变换透镜是一种光学元件组合,由两个独立的透镜组成,能够高效实现光信号的傅里叶变换功能,在光通信和信息处理领域具有广泛应用。 本段落介绍了一种小间隙双片型傅里叶变换透镜的设计。该设计使用反常玻璃组合来减少Petzval像差,并保留适量的球面像差和彗形像差以控制象散效应。在相对孔径为1:10的情况下,输入面和频谱面上的成像质量均达到了衍射极限水平。
  • 归档 5.zip_与光的像模拟
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    本资料集探讨了傅里叶光学原理,包括傅里叶透镜的应用和基于该理论的光波成像模拟技术。通过深入分析,为理解光线传播提供全新视角。 使用傅里叶变换卷积的方法可以计算图像通过透镜后在特定距离的光屏上形成的像。
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    分数傅里叶变换是一种信号处理中的数学工具,它扩展了传统傅里叶变换的概念,能够在介于时域和频域之间的任意角度分析信号。 分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform, FRFT)是传统整数阶傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)的一种扩展,在信号分析与处理领域中有着重要的应用价值。它不同于传统的FFT,其旋转角度可以取任意实数值,而非局限于π的倍数,这使得FRFT能够提供非均匀频谱信息,并为复杂时频结构的信号如瞬态和非平稳信号提供了更丰富的解析视角。 传统傅里叶变换将时间域中的信号转换到频率域中以揭示其频率成分。而分数阶傅里叶变换则通过连续的角度变化,介于时间和频率之间,能够从不同的角度展现信号的时频特性。这种灵活性为分析复杂信号提供了一个新的方法论基础,并且特别适用于那些具有非平滑或瞬变特性的数据。 分数阶傅里叶变换基于数学中的辛运算和矩阵表示来定义: \[ \mathcal{F}^{\alpha}{x(t)} = \frac{1}{\sqrt{2\pi}} \int_{-\infty}^{+\infty} x(\tau) e^{-i\alpha \omega t} d\tau \] 其中,α 是变换的分数阶参数,ω 和 t 分别表示频率和时间变量。与整数阶傅里叶变换不同的是,在FRFT中逆变换可以通过使用 α 的共轭负值来实现。 在实际应用方面,分数阶傅里叶变换可以用于: 1. **时频分析**:由于能够灵活调整角度,它能更精确地描绘信号的时频分布特性。 2. **数据压缩**:通过选择合适的α参数突出关键特征从而优化存储效率。 3. **信号恢复与滤波**:设计具有特定响应特性的滤波器以增强噪声抑制和信息提取能力。 4. **图像处理**:用于执行旋转、缩放等变换,以及进行特征识别任务。 5. **通信系统**:在多载波通信中改善频率选择性衰落问题。 6. **量子力学研究**:描述粒子的非经典行为如超辐射和亚辐射现象。 对于包含 chirp(变频信号)的傅里叶变换示例,分数阶傅里叶变换能够更好地分析这种随时间变化频率分布的特殊信号。Chirp信号在雷达与声纳系统中极为常见,FRFT的应用可以更准确地描绘其时频特性及频率演变过程。 综上所述,分数阶傅里叶变换作为现代信号处理领域的重要工具之一,在提供连续角度参数的基础上增强了对复杂信号进行精细和灵活分析的能力。
  • 的计算实验
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    本研究聚焦于傅里叶变换在光学全息中的应用,通过模拟实验探讨其生成与重建过程,旨在深入理解全息成像原理并优化图像质量。 这是一款关于计算全息的实验模拟程序,非常适合初学者使用。
  • 的计算实验
    优质
    本研究探讨了利用傅里叶变换技术进行全息图计算的方法与应用,通过理论分析和数值模拟,展示了该方法在光学信息处理中的优势。 这是一款关于计算全息的实验模拟程序,非常适合初学者使用。