📄Работа №189470
Тема: ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ В ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИИ
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Прочее
Объем:
34 листов
Год:
2021
Просмотров:
66
4700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 РЕГИСТРАЦИЯ ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАММЫ 7
2 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ 10
3 ПРОСТРАНСТВЕННО-ЧАСТОТНЫЙ МЕТОД 16
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО -
ЧАСТОТНОГО МЕТОДА 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 31
ВВЕДЕНИЕ 5
1 РЕГИСТРАЦИЯ ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАММЫ 7
2 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ 10
3 ПРОСТРАНСТВЕННО-ЧАСТОТНЫЙ МЕТОД 16
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО -
ЧАСТОТНОГО МЕТОДА 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 31
📖 Аннотация
Работа посвящена исследованию методов пространственной фильтрации для повышения качества восстановленных изображений в цифровой голографии. Актуальность обусловлена проблемой наличия шумов, включая нулевой порядок и мнимое изображение, которые существенно снижают разрешающую способность и информативность голограмм, что критично для таких приложений, как анализ частиц и микрообъектов. В качестве методологии применялся пространственно-частотный метод фильтрации, а анализ результатов проводился на основе оценки граничного перепада и граничного контраста восстановленных изображений тест-объектов. Установлено, что эффективность данного метода существенно зависит от расстояния между объектом и плоскостью регистрации, и его целесообразно применять на расстояниях, значительно превышающих размеры объектов. Практическая значимость результатов заключается в возможности их использования при разработке программного обеспечения для цифровой голографической микроскопии и систем подводного наблюдения, например, для анализа планктона. Теоретической основой исследования послужили работы в области математических методов цифровой голографии Гужова В.И. и практического применения методов обработки цифровых частиц Дёмина В.В. и Каменева Д.В. Таким образом, определение оптимальных условий применения пространственно-частотной фильтрации позволяет повысить точность измерений в научных и инженерных задачах, связанных с цифровой голографией.
📖 Введение
Голография - это получение изображения исследуемого объекта с помощью восстановления волнового фронта. Г олографический опыт является тонким физическим экспериментом, требующим уникального оборудования и большого мастерства от экспериментаторов - слишком много факторов влияют на ход процесса получения голограммы и в конечном счете на ее качество. Тут и неравномерность лучистого потока лазеров, фазовые неоднородности деталей оптической системы, дефекты фотослоя, а также вибрации установки. Все это приводит к снижению разрешающей способности голограммы. Безвозвратно теряется часть информации и надежда на получение высококачественного восстановленного изображения. В то же время практика научных исследований показывает, что в тех случаях, когда сложность и взаимосвязь физических процессов не позволяют в чистом виде анализировать протекание одного из них, можно с успехом использовать математическое моделирование, при котором за счет разумного абстрагирования от несуществующих факторов удается выделить нужный процесс и проследить его ход. Такое математическое моделирование физической голограммы обеспечивает цифровая голография.
Сохранение воспроизводимой информации о фазе является уникальной особенностью голографического процесса. В противоположность этому фотография может сохранить только пространственное распределение интенсивности света в предметной сцене (объекте): с помощью линз фотоаппарата оно воспроизводится в сфокусированном изображении и записывается на плоскость фотоснимка. Однако интенсивность представляет собой величину, усредненную по всем фазам световой волны, и поэтому не содержит информации о фазе волны, идущей от объекта. В голографическом методе информация об амплитуде и фазе несфокусированной волны, идущей от объекта, кодируется с помощью опорной волны еще до регистрации.
На данный момент голография имеет широкое научное и практическое применение в различных областях, например, для исследования гидрометеорологических процессов [1], для тестирования микролинз [2, 3] или для изучения частиц, в том числе планктонных видов в их среде обитания при помощи подводных голографических камер [4]. Непосредственно так же с помощью цифровой голографии регистрируются интегральные характеристики оптических материалов и сред [5, 6].
Несмотря на ряд преимуществ использования методов цифровой голографии для решения подобных задач, при восстановлении в изображениях частиц присутствуют шумы, снижающие качество восстановленных изображений. Существует различные методы подавления шумов [7] в восстановленных из цифровых голограмм изображений. В данной работе исследуется пространственно-частотный метод [7-10].
Целью данного исследования является определение границ области применения методов пространственной фильтрации в цифровой голографии.
Исходя из цели работы, поставлены следующие задачи:
1. анализ научной литературы по теме исследования;
2. проведение численных экспериментов на модельных объектах в целях исследования методов пространственной фильтрации;
3. определение границ области применения методов пространственной фильтрации;
4. систематизация результатов научных исследований и подготовка текста бакалаврской работы.
Сохранение воспроизводимой информации о фазе является уникальной особенностью голографического процесса. В противоположность этому фотография может сохранить только пространственное распределение интенсивности света в предметной сцене (объекте): с помощью линз фотоаппарата оно воспроизводится в сфокусированном изображении и записывается на плоскость фотоснимка. Однако интенсивность представляет собой величину, усредненную по всем фазам световой волны, и поэтому не содержит информации о фазе волны, идущей от объекта. В голографическом методе информация об амплитуде и фазе несфокусированной волны, идущей от объекта, кодируется с помощью опорной волны еще до регистрации.
На данный момент голография имеет широкое научное и практическое применение в различных областях, например, для исследования гидрометеорологических процессов [1], для тестирования микролинз [2, 3] или для изучения частиц, в том числе планктонных видов в их среде обитания при помощи подводных голографических камер [4]. Непосредственно так же с помощью цифровой голографии регистрируются интегральные характеристики оптических материалов и сред [5, 6].
Несмотря на ряд преимуществ использования методов цифровой голографии для решения подобных задач, при восстановлении в изображениях частиц присутствуют шумы, снижающие качество восстановленных изображений. Существует различные методы подавления шумов [7] в восстановленных из цифровых голограмм изображений. В данной работе исследуется пространственно-частотный метод [7-10].
Целью данного исследования является определение границ области применения методов пространственной фильтрации в цифровой голографии.
Исходя из цели работы, поставлены следующие задачи:
1. анализ научной литературы по теме исследования;
2. проведение численных экспериментов на модельных объектах в целях исследования методов пространственной фильтрации;
3. определение границ области применения методов пространственной фильтрации;
4. систематизация результатов научных исследований и подготовка текста бакалаврской работы.
✅ Заключение
В ходе работы была установлена зависимость критериев качества от расстояния между тест-объектом и плоскостью регистрации.
Анализ графиков зависимости значений граничного перепада и граничного контраста изображения тест-объекта до и после применения пространственно-частотного метода от расстояния между объектом и плоскостью регистрации показал, что для оценки границы применения пространственно-частотного метода необходимо использовать два критерия совместно: граничный перепад и граничный контраст.
Проведенные в настоящей работе исследования зависимости граничного контраста и граничного перепада восстановленного действительного изображения тест-объектов от расстояния между объектом и плоскостью регистрации позволили сделать вывод о том, что пространственно -частотный метод необходимо применять на расстояниях много больших размера тест - объектов.
Анализ графиков зависимости значений граничного перепада и граничного контраста изображения тест-объекта до и после применения пространственно-частотного метода от расстояния между объектом и плоскостью регистрации показал, что для оценки границы применения пространственно-частотного метода необходимо использовать два критерия совместно: граничный перепад и граничный контраст.
Проведенные в настоящей работе исследования зависимости граничного контраста и граничного перепада восстановленного действительного изображения тест-объектов от расстояния между объектом и плоскостью регистрации позволили сделать вывод о том, что пространственно -частотный метод необходимо применять на расстояниях много больших размера тест - объектов.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.