一種低相干光的三維全息顯示方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種低相干光的三維全息顯示方法。因?yàn)榫仃囅喑丝梢酝ㄟ^一些光學(xué)元件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明提出一種不需要反復(fù)迭代、計(jì)算的算法，基于偽逆矩陣相乘和頻域?yàn)V波來再現(xiàn)物體，本發(fā)明具有可以光學(xué)實(shí)現(xiàn)的潛力。一方面，它是一種不同于普通還原程序的新的算法，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，基本具備優(yōu)化算法的功能，能夠用部分全息圖數(shù)據(jù)還原物體。另一方面，該算法的理論模型表明，光學(xué)過程也是可以實(shí)現(xiàn)壓縮感知功能的，為后續(xù)的技術(shù)發(fā)展指明方向。數(shù)值模擬結(jié)果表明，該方法具有良好的可行性，還原效果良好，理論充分，達(dá)到應(yīng)用要求。
【專利說明】一種低相干光的三維全息顯示方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種低相干光的三維全息顯示方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 壓縮感知近幾年來應(yīng)用于圖像處理和成像系統(tǒng)，在全息方面，主要運(yùn)用在數(shù)字全 息領(lǐng)域。壓縮感知的特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)在某些變換基下可以稀疏表示時(shí)，通過傳感矩陣與信號(hào) 相乘，得到測(cè)量值，簡(jiǎn)單來說，其獲得模型就是矩陣相乘，如式（1)所示。如果測(cè)量值中的數(shù) 據(jù)量滿足式（2)所示的條件，并且傳感矩陣滿足約束等距性條件，如式（3)所示，那么就能 夠通過少量的測(cè)量值數(shù)據(jù)和傳感矩陣，利用多種信號(hào)重構(gòu)算法將信號(hào)準(zhǔn)確地再現(xiàn)出來。信 號(hào)重構(gòu)問題可以通過求解最小^范數(shù)問題如式（4)所示加以解決，并逐步發(fā)展出多種求解 思路，如匹配追蹤算法、最小全變分法等，都是在計(jì)算機(jī)中利用編程，反復(fù)地迭代和求解加 以實(shí)現(xiàn)。
[0003] y = Φχ (1)
[0004] Μ = 0[K log(N/K)] (2)

【權(quán)利要求】
1. 一種低相干光的三維全息顯示方法，所述方法分為如下步驟： 第一步：對(duì)菲涅爾衍射公式進(jìn)行離散化和矩陣化處理；全息圖上的每個(gè)像素點(diǎn)的復(fù)振 幅等于物體所有點(diǎn)的強(qiáng)度與相應(yīng)的位置因子的乘積的和，并將上述過程表示成矩陣相乘的 形式； 第二步：對(duì)于測(cè)量值，也就是全息圖數(shù)據(jù)，按照一定的比例和方式選取，排列成一個(gè)新 的測(cè)量值un"，將原傳感矩陣相應(yīng)的行保留，構(gòu)成一個(gè)新的傳感矩陣ΦηΜ ; 第三步：計(jì)算Φ_的奇異值分解和偽逆矩陣; 第四步：將相乘； 第五步：將乘積排列為原物體大小并進(jìn)行傅里葉變換，通過合適的頻域?yàn)V波把噪聲濾 除并只保留原物體的頻譜信息； 第六步：頻域?yàn)V波之后，再進(jìn)行一次傅里葉逆變換，得到原物體的圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低相干光的三維全息顯示方法，其特征在于，所述方法 通過偽逆矩陣相乘來實(shí)現(xiàn)還原，對(duì)還原像進(jìn)行頻域?yàn)V波去除噪聲，得到原始物體信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低相干光的三維全息顯示方法，其特征在于，矩陣相乘、 傅里葉變換和頻域?yàn)V波都可以通過光學(xué)的方式實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】G03H1/22GK104090477SQ201410209028
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】劉娟, 沙漠洲, 王涌天, 李昕, 薛高磊 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)