准无噪声数字全息技术

源于激光相干特性的噪声是数字全息的一大缺点,它降低了传统照片下全息图像的质量。如今,来自空中安全调查协会(ISASI)的Pasquale Memmolo和其合作者通过一个两阶段算法几乎已经消除了这种噪声,这种最近开发的降噪技术具有定性和定量改善噪声的特点。特别是,该算法减少噪声在背景区域达百分之98和在信号区域达百分之92。

数字全息技术是一种强大的3-D视觉和显示系统的成像技术。然而,相干光源的使用引入干扰的视觉现象,即散斑噪声,这是由于激光固有的干扰效应引起的。这种相干噪声严重降低了全息系统相应的重建质量。减少的光的相干性,通过工程的激光源,或通过记录和组合多个全息图,是解决这个问题的两个主要的技术途径。

特别是,多路径数字全息(MLDH)是提高数值和光学重建质量的最有效的技术之一。然而,目前已经提出了的几种方法,减少全息噪声,是要通过复杂的操作过程,这通常适用于数字全息图的数字可视化增强的数字重建。很少有方法能够实现直接在记录全息图层面工作以提高成像质量的。

在这些方法中,三维模块匹配滤波(BM3D)有着非常强大的去噪能力,在数字图像处理领域,借助模块分组协同过滤策略。然而,这种方法需要对具有一定程度初始信号噪声比(SNR)的图像进行处理,否则,可能会发生不正确的分组,降低重建质量。为了克服这个限制,初步滤波通常采用低信噪比的图像情况下,即进行数字全息图的处理。

研究人员进行多路径数字全息的联合处理,分组和协同滤波。该技术实现了数字全息的高质量数值重建。他们称这种方法为MLDH-BM3D。特别是,达到增强分组的预处理步骤,确保了更好的工作条件,以进行稀疏三维协同滤波的迭代处理。

他们证明,BM3D模块可以考虑作为补充的步骤,混合智能光学记录方法和数值处理步骤。该方法对于数字全息的单个和多个波长的工作都很有效,实现了高达百分之98的噪声抑制,从而表现出非常高质量的全息3-D图像重建,对人的肉眼观察来看可以被认为是“无噪声”视觉。

这一令人印象深刻的结果可以为以激光技术为基础的下一代全息成像系统奠定基础。