DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-4-567-572


УДК535.417; 535.317; 778.38

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ОБЪЕКТА НА ОПТИМАЛЬНЫЕ, С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОССТАНОВЛЕННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ, УРОВНИ БИНАРИЗАЦИИ ГОЛОГРАММЫ

Корешев С. Н., Старовойтов С. О.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Корешев С.Н., Старовойтов С.О. Влияние структуры объекта на оптимальные, с точки зрения качества восстановленного изображения, уровни бинаризации голограммы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 4. С. 567–572. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-4-567-572

Аннотация

Предмет исследования. Проведено исследование влияния структуры объекта, т.е. вида и размеров составляющего его элементов,на оптимальный, с точки зрения качества восстановленного изображения,уровень бинаризации синтезированных голограмм-проекторов Френеля.

Метод. Исследование выполнено путем проведения математического моделирования синтеза и восстановления в виртуальном пространстве голограмм различных объектов с характеристическим размером 80×80 при разном уровне бинаризации голограммы и сравнения качества восстановленных изображений. Все численные эксперименты проводились с помощью специализированного программного комплекса при следующих значениях параметров синтеза и восстановления голограмм: длина волны используемого излучения 13,5 нм, размер пикселя голограммы 20×20, расстояние между плоскостями объекта и голограммы 20,3 мкм, угол падения опорной волны 18,1°. Критерий качества восстановленного изображения выражался через число градаций при пороговой обработке этого изображения, при котором распределение интенсивности в восстановленном изображении было бы идентично распределению интенсивности в исходном объекте.

Основные результаты. Получены графики зависимости числа допустимых градаций при пороговой обработке изображения от уровня бинаризации голограммы. Для исследованных объектов-бинарных транспарантов они представляют собой кривые с двумя ярко выраженными пиками, расположенными чаще всего на уровнях 0,2 и 0,34 по оси бинаризации. Структура объекта оказывает влияние на конкретное численное значение этих оптимальных уровней бинаризации и на максимальное число допустимых градаций при пороговой обработке восстановленного изображения, при этом общий характер исследуемой зависимости сохраняется и для наиболее сложных по структуре объектов-транспарантов.

Практическая значимость. Выявленная зависимость позволит ускорить выбор оптимального уровня бинаризации синтезированных голограмм.


Ключевые слова: голограмма, синтезированная голограмма, восстановление голограммы, бинаризация

Список литературы
1.     Shwartz S., Golub M.A., Ruschin S. Computer generated hologram in spatial division multiplexing // Proceedings of Frontiers in Optics. San Jose, USA, 2015.
2.     Shwartz S., Golub M.A., Ruschin S. Computer-generated holograms for fiber optical communication with spatial-division multiplexing // Applied Optics. 2017.V. 56. N 1. P. A31–A40. doi: 10.1364/AO.56.000A31
3.     Cheng Y., Isoyan A., Wallace J., Khan M., Cerrina F. Extreme ultraviolet holographic lithography: initial results // Applied Physics Letter. 2007. V. 90. N 2.doi: 10.1063/1.2430774
4.     Корешев С.Н., Никаноров О.В., Смородинов Д.С., Громов А.Д. Синтез голограмм-проекторов для фотолитографии на неплоских поверхностях // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 2. С. 37–42.
5.     Zaperty W., Kozacki T., Kujawińska M. Multi-SLM color holographic 3D display based on RGB spatial filter // Journal of Display Technology. 2016.V. 12. N 12. P. 1724–1731. doi: 10.1109/JDT.2016.2615595
6.     Li X., Liu J., Jia J., Pan Y., Wang Y. 3D dynamic holographic display by modulating complex amplitude experimentally // Optics Express. 2013. V. 21. N 18. P. 20577–20587. doi: 10.1364/OE.21.020577
7.     Roh J., Kim K., E. Moon, Kim S., Yang B., Hahn J., Kim H. Full-color holographic projection display system featuring an achromatic Fourier filter // Optics Express. 2017. V. 25. N 13. P. 14774–14782. doi: 10.1364/OE.25.014774
8.     Lin S., Kim E. Single SLM full-color holographic 3-D display based on sampling and selective frequency filtering methods // Optics Express. 2017. V. 25. N 10. P. 11389–11404.doi: 10.1364/OE.25.011389
9.     Корешев С.Н., Никаноров О.В., Смородинов Д.С. Влияние дискретности синтезированных и цифровых голограмм на их изображающие свойства // Компьютерная оптика. 2016. Т. 40. № 6. С. 793–801. doi: 10.18287/2412-6179-2016-40-6-793-801
10.  Xu L., Peng X., Guo Z., Miao J., Asundi A. Imaging analysis of digital holography // Optics Express. 2005. V. 13. N 7. P. 2444–2454.doi: 10.1364/opex.13.002444
11.  Корешев С.Н., Никаноров О.В., Смородинов Д.С. Изображающие свойства дискретных голограмм. I. Влияние дискретности голограмм на восстановленное изображение // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 3. С. 14–19.
12.  Sheet A., Sayed M. et al. 3D computer generated medical holograms using spatial light modulators // Journal of Electrical Systems and Information Technology. 2014. V. 1. N 2.
P. 103–108. doi: 10.1016/j.jesit.2014.07.004
13.  Huebschman M., Munjuluri B., Garner H.R. Dynamic holographic 3-D image projection // Optics Express. 2003. V. 11. N 5. P. 437–445.doi: 10.1364/oe.11.000437
14.  Корешев С.Н., Громов А.Д., Никаноров О.В. Модернизированный комплекс синтеза и восстановления голограмм-проекторов Френеля // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 6(82). С. 12–17.
15.  Корешев С.Н., Смородинов Д.С., Никаноров О.В. Влияние дискретности синтезированных и цифровых голограмм на их изображающие свойства // Компьютерная оптика. 2016. Т. 40. № 6. С. 793–801. doi: 10.18287/2412-6179-2016-40-6-793-801
16.  Корешев С.Н., Смородинов Д.С., Громов А.Д., Никаноров О.В. Обеспечение равной интенсивности элементов изображений бинарных объектов, восстанавливаемых с помощью синтезированных голограмм-проекторов // Оптика и спектроскопия. 2013. Т. 114. № 2. С. 150–155. doi: 10.7868/S003040341302013X


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика