一种数字全息焦深延拓像的重建方法

摘要

本发明涉及一种数字全息焦深延拓像的重建方法，通过采用基于图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)的并行重建方法，从数字全息图中重建获得理想的焦深延拓像。本发明的有益效果是：在计算焦深延拓像时，引入含频移快速傅里叶变换剪枝算法简化菲涅耳变换法，可精简与输出结果无关的计算资源消耗。通过逐点计算方式提高焦深延拓像的分辨率，从而消除有限轴向分辨率对重建像的影响。本发明中采用的像素尺寸控制方法，在解决EFI重建中的像素尺寸一致性问题的同时，与已有的像素尺寸控制方法相比，对重建速度无影响，且避免了某些方法的精确性问题。

主权项

一种数字全息焦深延拓像的重建方法，其特征在于步骤如下：步骤1：记录数字全息实验中的含待测量物体信息的数字全息图，得到数字全息图的图像灰度矩阵I(x，y)，将数字全息图灰度矩阵I(x，y)与数字参考光矩阵R(x，y)相乘，得到复数矩阵I′(x，y)，其中(x，y)表示全息图所处平面的空间坐标没，数字参考光矩阵R(x，y)取决于记录时的参考光波；步骤2：根据重建对象在重建平面空间坐标(ξ，η)中的位置，通过在空间均匀采样得到各采样点的空间坐标(ξj，ηj)及各点重建深度深度dj；所述(ξ，η)为不同重建深度处重建像平面上的空间坐标；步骤3：根据mj＝axξj/dj+M/2，nj＝ayηj/dj+N/2，计算出对应各采样点(ξj，ηj)的像素坐标(mj，nj)：其中m，n为各重建深度处的菲涅耳变换法重建像上各点的像素坐标，ax＝MΔx/λ，ay＝NΔy/λ，M×N是数字全息图中的像素总数，Δx和Δy分别为CCD的横向和纵向像素尺寸，λ为记录数字全息图的激光波长；步骤4：采用GPU内核kemel计算复数矩阵I′(x，y)与二次位相因子exp[jπ(x2+y2)/(λdj)]的乘积，得到复数矩阵I″(x，y)；步骤5：对I″(x，y)进行一维含频移快速傅里叶变换剪枝计算，重建得到数字全息焦深延拓像矩阵。