[发明专利]一种彩色数字全息像的获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种彩色数字全息像的获取方法，属于数字全息技术领域。是一种基于数字全息术和无透镜傅里叶变换全息术的彩色数字全息像的获取方法。

背景技术

对彩色物体的全息记录和显示是全息技术应用的一个重要方面，目前普遍采用的方法为传统的光学全息术，如彩虹全息术，透射式真彩色全息术，反射式真彩色全息术，真彩色合成全息术等(《光学全息及其应用》，于美文著)。它们的实现方法较为复杂，主要原因在于：首先，全息图的记录光路复杂，不易搭建和调整；其次，干板等化学记录介质无法重复使用，用其记录全息图成本太高，且不便于全息图的复制及传输；再次，须将全息图复位到原光路中才能进行彩色全息再现像的观察，且其质量易受到色串扰、全息图复位精度及观察视角等的影响。

利用数字全息术获得所记录物体的彩色全息像是目前全息技术发展的一个重要方向。B.Javidi和D.Alfieri等人在其论文《Method for superposing reconstructed imagesfrom digital holograms of the same object recorded at different distance and wavelength》(Optics Communications 260(2006)，113-116)和《Three-dimensional image fusion by useof multiwavelength digital holography》(Optics Letters 30(2005)，144-146)中通过对使用离轴菲涅耳全息光路记录的数字全息图进行补零处理来调整不同全息图记录条件(记录波长和记录距离)下数字全息像的显示大小，在此基础上对获得的显示尺寸相同的红、绿单色全息像进行合成得到彩色数字全息像，但是由离轴菲涅耳全息记录光路记录的数字全息图，其数值再现像在重建像平面上的位置，随全息图记录时的物参夹角及记录距离的改变而变化，因而不能保证不同记录距离处数值再现像的准确重合，这将导致合成的彩色数字全息像的边界和细节变得不清晰，影响了彩色全息再现像的质量。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种彩色数字全息像的获取方法，可以克服传统光学彩色全息术中所存在的问题与困难。能够保证彩色数字全息像合成时，各单色数字全息像在重建像平面上位置的准确重合，以获得具有清晰边界和细节结构的准确彩色数字全息像。

技术方案

本发明的技术特征在于方法步骤为：

(1)使用黑白型面阵CCD和多记录波长无透镜傅里叶变换全息图记录光路，分别拍摄被记录物体在红、绿、蓝激光照明下的单色数字全息图A_R，A_G，A_B；

(2)对采集到的单色数字全息图A_R，A_G，A_B，分别根据其记录距离和记录波长进行补零处理，得到相应的补零数字全息图B_R，B_G，B_B；

(3)对补零数字全息图B_R，B_G，B_B分别进行中值滤波预处理，得到相应的中值滤波预处理全息图C_R，C_G，C_B；

(4)对中值滤波预处理全息图C_R，C_G，C_B分别进行逆快速傅里叶变换操作，得到相应的红、绿、蓝单色数字全息像；

(5)将红、绿、蓝各单色数字全息像分别输入到一个像素数为M×N×3的三层零矩阵的第一、第二和第三层中，得到被记录物体的彩色数字全息像。

单色数字全息图A表示单色数字全息图A_R或A_G或A_B，记录波长为λ，记录距离为D，像素数目为N_X×N_Y，Δl_H为位于数字全息图记录平面的CCD的像素尺寸，Δl为补零数字全息图B的数值重建像的像素尺寸；所述的单色数字全息图A补零处理步骤为：