基于相位拼接的數字全息大視場成像方法研究

摘 要： 提出了一種利用相位拼接技術以擴大數字全息成像視場的方法。通過平移被測物體，記錄物體各子區域的離軸全息圖，然后利用菲涅爾再現算法得到部分物體相位像。在此基礎上，采用均化誤差算法對各子區域的相位像進行拼接，并對拼接相位像進行去傾斜處理，得到無畸變的擴展物體相位像。最后，利用USAF 1951反射型分辨率板對該方法進行實驗驗證。結果表明該方法能夠克服CCD陣列大小對成像視場的限制，在保證成像分辨率的同時，有效擴展了數字全息的成像或測量范圍。

關鍵詞： 數字全息； 子孔徑拼接； 成像視場； 相位拼接技術

中圖分類號： TN16?34； TH741 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）21?0096?04

0 引 言

近年來，隨著計算機技術的不斷發展，數字全息技術及其應用受到越來越多的關注，其應用范圍已涉及形貌測量、變形測量、粒子場測試、數字全息顯微、防偽、三維圖像識別、醫學診斷等許多領域[1?3]。數字全息技術的主要記錄器件是CCD或CMOS等光電傳感器件。與傳統的全息記錄干板和膠片相比，由于受到陣列尺寸和像素總數的限制，CCD（或CMOS）的成像視場和成像分辨率之間總是相互制約，影響了數字全息技術的應用范圍的擴展。為實現高分辨率、大視場的數字全息成像和三維形貌檢測，相位拼接方法可以引用到數字全息技術中。

相位拼接，即子孔徑相位拼接方法，最早應用在干涉測量的領域。它是采用小口徑、高分辨率的干涉儀通過相位拼接技術來實現大口徑元件的面形或透射波前誤差的檢測[4?5]。……