數(shù)字全息自動(dòng)聚焦技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)字全息具有快速、無(wú)接觸、全場(chǎng)、三維實(shí)時(shí)測(cè)量等許多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于微小器件檢測(cè)、粒子場(chǎng)分析、生物顯微觀察、光學(xué)器件檢測(cè)等方面。雖然數(shù)字全息可通過(guò)計(jì)算機(jī)完成待測(cè)物體再現(xiàn)，但為了獲得最佳再現(xiàn)像質(zhì)量，需通過(guò)自動(dòng)聚焦技術(shù)尋求最佳再現(xiàn)距離。對(duì)于數(shù)字全息自動(dòng)聚焦而言，需重點(diǎn)考慮兩個(gè)指標(biāo)：一是能否準(zhǔn)確找到最佳再現(xiàn)距離，二是能否快速完成聚焦。
　　課題“數(shù)字全息自動(dòng)聚焦技術(shù)研究”在研究自動(dòng)聚焦涉及的全息圖記錄和再現(xiàn)、聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)和聚焦搜索算法等基

2、礎(chǔ)上，提出一種基于db4小波基的聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)，在準(zhǔn)確判斷最佳再現(xiàn)距離的同時(shí)，獲得強(qiáng)的抗噪性；進(jìn)而利用 GPU的高性能并行快速計(jì)算特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦算法優(yōu)化加速。論文的主要內(nèi)容如下：
　　首先，在分析數(shù)字全息圖記錄和再現(xiàn)的原理基礎(chǔ)上，通過(guò)兩種數(shù)字全息記錄結(jié)構(gòu)和三種再現(xiàn)算法的對(duì)比與分析，確定了離軸全息光路結(jié)構(gòu)和菲涅耳變換法為課題研究所使用的結(jié)構(gòu)和算法；詳細(xì)闡述了常用的灰度方差法、梯度平方法、傅里葉頻譜對(duì)數(shù)法等聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)的原理及其定義

3、形式。
　　其次，在分析自動(dòng)聚焦方案涉及的聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)和聚焦搜索算法兩部分關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，依據(jù)小波變換對(duì)圖像時(shí)頻局部化分析的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種基于小波變換的聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)，并與其它傳統(tǒng)聚焦評(píng)價(jià)函數(shù)對(duì)比驗(yàn)證了其性能的優(yōu)越，能夠準(zhǔn)確找到全息圖的最佳再現(xiàn)距離；在給出遍歷搜索法、Fibonacci搜索法和“盲人”爬山搜索法三種常用的搜索算法原理基礎(chǔ)上，分析了其有優(yōu)缺點(diǎn)，并給出其適用范圍。
　　最后，將自動(dòng)聚焦算法移植到GPU上，利用GP