《基於面陣探測器的連續太赫茲數字全息三維成像研究》是依託哈爾濱工業大學，由李琦擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於面陣探測器的連續太赫茲數字全息三維成像研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李琦
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
採用面陣探測器實現連續2.52太赫茲數字全息三維成像，對單頻連續太赫茲三維成像在無損檢測和生物醫學等套用具有重要的意義。本項目以本課題組在國際上首次實現2.52太赫茲數字全息二維重建圖像為基礎，理論與實驗相結合，旨在獲得清晰的基於面陣探測器的三維重構圖像。理論上，根據太赫茲數字全息記錄過程的模擬和再現過程各種重建算法的仿真，結合實驗結果，深入研究離軸和Gabor同軸2.52太赫茲數字全息三維成像機理，給出Gabor同軸數字全息三維成像質量與成像距離和物體大小的關係，給出離軸數字全息三維成像質量與成像距離和離軸角度的關係。提出基於壓縮感知理論的太赫茲三維成像及重構處理方法，同時改進數字圖像處理方法，最終使三維成像系統軸向解析度達到毫米量級。
結題摘要
太赫茲數字全息三維成像是太赫茲成像與數字全息技術的結合，彌補了可見光全息成像技術中材料不透明等不足。此技術可用於無損檢測等領域。基於我們於國際首次獲得二維連續2.52太赫茲數字全息成像的基礎，本項目對太赫茲數字全息三維成像開展了理論和實驗研究。實驗上，於國際率先獲得了清晰的連續2.52太赫茲伽栢同軸數字全息三維斷層圖像，實測軸向解析度高於6mm，橫向解析度高於0.4mm。採用了峰值信噪比（PSNR）和平均結構相似度（MSSIM）的客觀評價標準，理論計算給出了此三維成像系統參數（如軸向間隔、初始位置）及再現算法參數（如疊代次數等）對重建結果影響曲線。提出了基於壓縮感知方法的改進的三維再現算法，提高了實際再現圖像的可視性。同時，研究了此系統的二維性能和再現及圖像處理性能。提出了基於相位恢復的3種改進的二維全息再現算法，圖像對比度不斷得到提高。為進一步提高圖像質量，提出了基於統計、小波變換和灰度變換等多種圖像去噪方法，採用主客觀結合評價方法，驗證了每種方法的適用性。利用自製的0.4mm和0.6mm解析度板實驗研究了橫向解析度與記錄距離的關係，實驗結果與理論計算結果接近。實驗研究了橫向位置與成像質量的關係，並驗證了所提算法抑制了孔徑效應且整幅圖像對比度也有所提高。另外，針對記錄位置不易準確測量，對真實2.52太赫茲伽栢同軸數字全息圖套用五種自動聚焦判別函式自動聚焦；通過截取再現像目標提高判別精度。本項目的研究將有助於推動太赫茲全息三維成像的實際套用。
