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基于数学形态学的数字全息再现像融合方法

潘锋 闫贝贝 肖文 刘烁 李艳

潘锋, 闫贝贝, 肖文, 刘烁, 李艳. 基于数学形态学的数字全息再现像融合方法[J]. 中国光学, 2015, 8(1): 60-67. doi: 10.3788/CO.20150801.0060
引用本文: 潘锋, 闫贝贝, 肖文, 刘烁, 李艳. 基于数学形态学的数字全息再现像融合方法[J]. 中国光学, 2015, 8(1): 60-67. doi: 10.3788/CO.20150801.0060
PAN Feng, YAN Bei-bei, XIAO Wen, LIU Shuo, LI Yan. Digital holographic reconstruction image fusion based on mathematical morphology[J]. Chinese Optics, 2015, 8(1): 60-67. doi: 10.3788/CO.20150801.0060
Citation: PAN Feng, YAN Bei-bei, XIAO Wen, LIU Shuo, LI Yan. Digital holographic reconstruction image fusion based on mathematical morphology[J]. Chinese Optics, 2015, 8(1): 60-67. doi: 10.3788/CO.20150801.0060

基于数学形态学的数字全息再现像融合方法

doi: 10.3788/CO.20150801.0060
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(No.61177006)
详细信息
    通讯作者:

    潘锋(1979-),男,广西桂林人,副教授,硕士生导师,2001年于哈尔滨理工大学获学士学位,2003、2007年于哈尔滨工业大学分别获硕士、博士学位,主要从事数字全息显微及干涉测量方面的研究。E-mail:panfeng@buaa.edu.cn

    闫贝贝(1990-),女,河北保定人,硕士研究生,2012年于西南交通大学获得学士学位,主要从事数字全息方面的研究。E-mail:bbyan90@163.com

    肖文(1962-),男,陕西西安人,教授,博士生导师,1984年于西北大学获学士学位,1995年于中国科学院获得博士学位,主要从事光纤传感器、光学元件抗辐照加固以及数字全息等方面的研究。E-mail:xiaow@buaa.edu.cn

    刘烁(1985-),男,河北廊坊人,博士研究生,2008年于北京航空航天大学获得学士学位,主要从事数字全息显微方面的研究。E-mail:liushuo@aspe.buaa.edu.cn

    李艳(1984-),女,山西吕梁人,博士研究生,2010年于北京工业大学获得硕士学位,主要从事数字全息方面的研究。E-mail:Lyx0514@aspe.buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TN26;O438.1;TP391

Digital holographic reconstruction image fusion based on mathematical morphology

  • 摘要: 针对数字全息中不同再现距离获得的携带不同聚焦信息的再现像, 提出了一种基于数学形态学的多聚焦再现像融合方法, 以有效扩展成像景深。首先通过小波-Controulet变换获得源图像的高频和低频分量;然后, 针对数字全息中含散斑噪声的特点, 对高频分量采用基于数学形态学区域能量的方法进行融合, 对低频分量采用加权对比度法进行融合;最后, 将融合系数反变换得到融合图像。通过对算法的有效性分析和实验验证, 将本文提出的方法与不加入数学形态学的融合方法进行了对比研究。结果表明, 基于数学形态学的融合方法能充分抑制散斑噪声的影响, 保留更多细节信息, 有效扩展了成像景深范围达11.5 cm。其中, 对于表面粗糙且信息量较少的骰子, 基于数学形态学方法的空间梯度算子提高了11.8%, 熵值提高了2.7%;对于表面光滑且信息量较多的硬币, 其空间梯度算子提高了13.6%, 熵值提高了2.8%。
  • 图  1  骰子和硬币的原始图像和加噪后图像

    Figure  1.  Original and noisy images of dices and coins

    图  2  骰子和硬币融合结果

    Figure  2.  Fused images of dices and coins

    图  3  骰子融合图像评价结果

    Figure  3.  Evaluation results for dices

    图  4  硬币融合图像评价结果

    Figure  4.  Evaluation results for coins

    图  5  实验光路结构示意图

    Figure  5.  Schematic diagram of experimental setup

    图  6  骰子的再现像及融合结果

    Figure  6.  Hologram and fusion image of dices

    图  7  硬币的再现像及融合结果

    Figure  7.  Hologram and fusion image of coins

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-17
  • 录用日期:  2014-12-19
  • 刊出日期:  2015-01-25

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