CN114018150B - 一种数字全息显微测量装置及其控制方法 - Google Patents

一种数字全息显微测量装置及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114018150B
CN114018150B CN202111314426.0A CN202111314426A CN114018150B CN 114018150 B CN114018150 B CN 114018150B CN 202111314426 A CN202111314426 A CN 202111314426A CN 114018150 B CN114018150 B CN 114018150B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reference light
image
digital holographic
phase
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111314426.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114018150A (zh
Inventor
江夏男
江丁男
冯晓霞
王华英
朱巧芬
门高夫
柳旭
王学
栗军香
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Rongzhong Information Technology Co ltd
Hebei University of Engineering
Original Assignee
Hebei Rongzhong Information Technology Co ltd
Hebei University of Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Rongzhong Information Technology Co ltd, Hebei University of Engineering filed Critical Hebei Rongzhong Information Technology Co ltd
Priority to CN202111314426.0A priority Critical patent/CN114018150B/zh
Publication of CN114018150A publication Critical patent/CN114018150A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114018150B publication Critical patent/CN114018150B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/04—Measuring microscopes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种数字全息显微测量装置，包括：双波长光源，用于产生具有两个波长的激光束；分束器，用于将激光束分为物光和参考光；参考光路上设置有分光器，用于将参考光分为两个波长的第一参考光和第二参考光；第一参考光路和第二参考光路上分别设置有相位调节器，用于调节第一参考光和第二参考光与物光的干涉状态；图像采集器，用于接收数字全息图像；图像处理器，用于对接收到的数字全息图像进行处理。本发明能够改进现有技术的不足，有效降低数字全息显微测量装置的安装调试难度。

Description

一种数字全息显微测量装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及全息显微技术领域，尤其是一种数字全息显微测量装置及其控制方法。
背景技术
全息显微测量是近些年被广泛应用的检测技术，其具有信息细节多、显示视野大等优势。由于全息图像是由物光和参考光进行干涉后产生的，其图像清晰度与光路设置的精确度直接相关，这大大提高了数字全息显微测量装置的安装调试难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种数字全息显微测量装置及其控制方法，能够解决现有技术的不足，有效降低数字全息显微测量装置的安装调试难度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种数字全息显微测量装置，包括，
双波长光源，用于产生具有两个波长的激光束；
分束器，用于将激光束分为物光和参考光；
参考光路上设置有分光器，用于将参考光分为两个波长的第一参考光和第二参考光；
第一参考光路和第二参考光路上分别设置有相位调节器，用于调节第一参考光和第二参考光与物光的干涉状态；
图像采集器，用于接收数字全息图像；
图像处理器，用于对接收到的数字全息图像进行处理。
一种上述的数字全息显微测量装置的控制方法，包括以下步骤：
A、双波长光源产生具有两个波长的激光束，通过分束器将激光束分为物光和参考光；
B、分光器将参考光分为两个波长的第一参考光和第二参考光，第一参考光和第二参考光分别与物光进行干涉成像，图像采集器接收数字全息图像；
C、相位调节器对第一参考光和第二参考光的相位进行调节，从而改变第一参考光和第二参考光与物光的干涉状态；
D、图像采集器将接收到的不同干涉状态的数字全息图像持续发送至图像处理器，图像处理器对接收到的数字全息图像进行全息图像重建。
作为优选，步骤C中，对第一参考光和第二参考光交替进行相位调节。
作为优选，步骤D中，图像处理器对接收到的数字全息图像进行全息图像重建包括以下步骤，
D1、分别计算得到每一幅数字全息图像的强度图和相位图；
D2、分别对强度图和相位图进行不同路径的卷积处理，将处理后的强度图进行串联，将处理后的相位图进行双三次插值处理；
D3、设定强度图的强度约束，对强度图进行正则化；
D4、对相位图进行滤波；
D5、将处理后的强度图和相位图进行重组，重建全息图像。
作为优选，步骤D2中，对卷积处理后的强度图进行聚类分块，并将图像块的质心作为锚点，在串联处理时保持锚点的不变。
作为优选，步骤D4中，在相位图中标记出现次数大于设定阈值的特征向量，建立与特征向量线性相关的平滑样条函数集，使用平滑样条函数集对相位图的像素点进行预测，使用预测结果对原始相位图进行平滑处理。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过采用双波长光源进行相位变化，然后使用相位变化过程中采集到的全息图像进行图像重建，有效去除了由于相位问题导致的图像误差因素，从而不需要现有技术中对于光源相位的精确调节过程，大大降低了数字全息显微测量装置的安装调试难度。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的原理图。
具体实施方式
参照图1，本发明一个具体实施方式包括，
双波长光源1，用于产生具有两个波长的激光束；
分束器2，用于将激光束分为物光和参考光；
参考光路上设置有分光器3，用于将参考光分为两个波长的第一参考光和第二参考光；
第一参考光路和第二参考光路上分别设置有相位调节器4，用于调节第一参考光和第二参考光与物光的干涉状态；
图像采集器5，用于接收数字全息图像；
图像处理器6，用于对接收到的数字全息图像进行处理。
一种上述的数字全息显微测量装置的控制方法，包括以下步骤：
A、双波长光源1产生具有两个波长的激光束，通过分束器2将激光束分为物光和参考光；
B、分光器3将参考光分为两个波长的第一参考光和第二参考光，第一参考光和第二参考光分别与物光进行干涉成像，图像采集器5接收数字全息图像；
C、相位调节器4对第一参考光和第二参考光的相位进行调节，从而改变第一参考光和第二参考光与物光的干涉状态；
D、图像采集器5将接收到的不同干涉状态的数字全息图像持续发送至图像处理器6，图像处理器6对接收到的数字全息图像进行全息图像重建。
步骤C中，对第一参考光和第二参考光交替进行相位调节。
步骤D中，图像处理器6对接收到的数字全息图像进行全息图像重建包括以下步骤，
D1、分别计算得到每一幅数字全息图像的强度图和相位图；
D2、分别对强度图和相位图进行不同路径的卷积处理，将处理后的强度图进行串联，将处理后的相位图进行双三次插值处理；
D3、设定强度图的强度约束，对强度图进行正则化；
D4、对相位图进行滤波；
D5、将处理后的强度图和相位图进行重组，重建全息图像。
步骤D2中，对卷积处理后的强度图进行聚类分块，并将图像块的质心作为锚点，在串联处理时保持锚点的不变。
步骤D4中，在相位图中标记出现次数大于设定阈值的特征向量，建立与特征向量线性相关的平滑样条函数集，使用平滑样条函数集对相位图的像素点进行预测，使用预测结果对原始相位图进行平滑处理。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种数字全息显微测量装置的控制方法，其特征在于：数字全息显微测量装置包括，
双波长光源(1)，用于产生具有两个波长的激光束；
分束器(2)，用于将激光束分为物光和参考光；
参考光路上设置有分光器(3)，用于将参考光分为两个波长的第一参考光和
第二参考光；
第一参考光路和第二参考光路上分别设置有相位调节器(4)，用于调节第一参考光和第二参考光与物光的干涉状态；
图像采集器(5)，用于接收数字全息图像；
图像处理器(6)，用于对接收到的数字全息图像进行处理；
数字全息显微测量装置的控制方法包括以下步骤：
A、双波长光源(1)产生具有两个波长的激光束，通过分束器(2)将激光束分为物光和参考光；
B、分光器(3)将参考光分为两个波长的第一参考光和第二参考光，第一参考光和第二参考光分别与物光进行干涉成像，图像采集器(5)接收数字全息图像；
C、相位调节器(4)对第一参考光和第二参考光的相位进行调节，从而改变第一参考光和第二参考光与物光的干涉状态；
D、图像采集器(5)将接收到的不同干涉状态的数字全息图像持续发送至图像处理器(6)，图像处理器(6)对接收到的数字全息图像进行全息图像重建；
步骤C中，对第一参考光和第二参考光交替进行相位调节；
步骤D中，图像处理器(6)对接收到的数字全息图像进行全息图像重建包括以下步骤，
D1、分别计算得到每一幅数字全息图像的强度图和相位图；
D2、分别对强度图和相位图进行不同路径的卷积处理，将处理后的强度图进行串联，将处理后的相位图进行双三次插值处理；
D3、设定强度图的强度约束，对强度图进行正则化；
D4、对相位图进行滤波；
D5、将处理后的强度图和相位图进行重组，重建全息图像。
2.根据权利要求1所述的数字全息显微测量装置的控制方法，其特征在于：步骤D2中，对卷积处理后的强度图进行聚类分块，并将图像块的质心作为锚点，在串联处理时保持锚点的不变。
3.根据权利要求1所述的数字全息显微测量装置的控制方法，其特征在于：步骤D4中，在相位图中标记出现次数大于设定阈值的特征向量，建立与特征向量线性相关的平滑样条函数集，使用平滑样条函数集对相位图的像素点进行预测，使用预测结果对原始相位图进行平滑处理。
CN202111314426.0A 2021-11-08 2021-11-08 一种数字全息显微测量装置及其控制方法 Active CN114018150B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111314426.0A CN114018150B (zh) 2021-11-08 2021-11-08 一种数字全息显微测量装置及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111314426.0A CN114018150B (zh) 2021-11-08 2021-11-08 一种数字全息显微测量装置及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114018150A CN114018150A (zh) 2022-02-08
CN114018150B true CN114018150B (zh) 2023-08-15

Family

ID=80062367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111314426.0A Active CN114018150B (zh) 2021-11-08 2021-11-08 一种数字全息显微测量装置及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114018150B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1043632A1 (fr) * 1999-04-06 2000-10-11 Thomson-Csf Dispositif d'holographie numérique
CN2577238Y (zh) * 2002-10-24 2003-10-01 中国科学院上海光学精密机械研究所 对于平板表面形貌的干涉测量装置
US6809845B1 (en) * 2002-09-25 2004-10-26 University Of South Florida Phase imaging using multi-wavelength digital holography
WO2010136340A1 (en) * 2009-05-25 2010-12-02 Thomson Licensing Holographic storage system using homodyne detection
CN102589440A (zh) * 2012-01-11 2012-07-18 西安交通大学 连续变角度数字全息干涉测量的方法和装置
CN102944989A (zh) * 2012-10-23 2013-02-27 深圳大学 一种相移数字全息高速成像方法及***
CN104534979A (zh) * 2014-12-10 2015-04-22 佛山市南海区欧谱曼迪科技有限责任公司 一种多波长相移显微成像***及方法
CN106568392A (zh) * 2016-10-19 2017-04-19 江苏大学 一种双波长相位显微成像***和方法、以及对应相位恢复方法
WO2018070451A1 (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 国立大学法人神戸大学 ディジタルホログラフィック顕微鏡
CN108648154A (zh) * 2018-04-27 2018-10-12 合肥工业大学 相位图的滤波评价方法
CN110929726A (zh) * 2020-02-11 2020-03-27 南京智莲森信息技术有限公司 一种铁路接触网支柱号牌识别方法及***
CN111273534A (zh) * 2020-03-19 2020-06-12 嘉应学院 双波长数字全息显微成像方法及装置
CN112013791A (zh) * 2020-09-02 2020-12-01 常州机电职业技术学院 三波长可变尺度干涉显微成像***、成像方法及三相位复原方法
CN113155058A (zh) * 2021-04-29 2021-07-23 范金坪 一种基于空域载频相移的多波长动态相位测量装置及方法
CN113160088A (zh) * 2021-04-30 2021-07-23 河南大学 一种基于Sobel算子及图像熵的散斑干涉相位图滤波评价方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101925865A (zh) * 2007-11-22 2010-12-22 国立大学法人京都工艺纤维大学 数字全息装置以及相位片阵列

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1043632A1 (fr) * 1999-04-06 2000-10-11 Thomson-Csf Dispositif d'holographie numérique
US6809845B1 (en) * 2002-09-25 2004-10-26 University Of South Florida Phase imaging using multi-wavelength digital holography
CN2577238Y (zh) * 2002-10-24 2003-10-01 中国科学院上海光学精密机械研究所 对于平板表面形貌的干涉测量装置
WO2010136340A1 (en) * 2009-05-25 2010-12-02 Thomson Licensing Holographic storage system using homodyne detection
CN102589440A (zh) * 2012-01-11 2012-07-18 西安交通大学 连续变角度数字全息干涉测量的方法和装置
CN102944989A (zh) * 2012-10-23 2013-02-27 深圳大学 一种相移数字全息高速成像方法及***
CN104534979A (zh) * 2014-12-10 2015-04-22 佛山市南海区欧谱曼迪科技有限责任公司 一种多波长相移显微成像***及方法
WO2018070451A1 (ja) * 2016-10-11 2018-04-19 国立大学法人神戸大学 ディジタルホログラフィック顕微鏡
CN106568392A (zh) * 2016-10-19 2017-04-19 江苏大学 一种双波长相位显微成像***和方法、以及对应相位恢复方法
CN108648154A (zh) * 2018-04-27 2018-10-12 合肥工业大学 相位图的滤波评价方法
CN110929726A (zh) * 2020-02-11 2020-03-27 南京智莲森信息技术有限公司 一种铁路接触网支柱号牌识别方法及***
CN111273534A (zh) * 2020-03-19 2020-06-12 嘉应学院 双波长数字全息显微成像方法及装置
CN112013791A (zh) * 2020-09-02 2020-12-01 常州机电职业技术学院 三波长可变尺度干涉显微成像***、成像方法及三相位复原方法
CN113155058A (zh) * 2021-04-29 2021-07-23 范金坪 一种基于空域载频相移的多波长动态相位测量装置及方法
CN113160088A (zh) * 2021-04-30 2021-07-23 河南大学 一种基于Sobel算子及图像熵的散斑干涉相位图滤波评价方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于随机相位编码技术的光学安全***的研究进展;张静娟, 司徒国海, 张艳;中国科学院研究生院学报(第03期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114018150A (zh) 2022-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10298863B2 (en) Automatic compensation of lens flare
EP2597421B1 (en) Stereo distance measurement apparatus and stereo distance measurement method
EP2671113B1 (en) Fast auto-focus in microscopic imaging
US20170132820A1 (en) Method and system for mitigating color mutation in image fusion
US20140270537A1 (en) Apparatus and method for digital microscopy imaging
US20180276812A1 (en) Correction method, correction apparatus, and inspection apparatus
CN112734650A (zh) 一种基于虚拟多曝光融合的不均匀光照图像增强方法
US20050232477A1 (en) Defect inspection apparatus and defect inspection method
CN113358063A (zh) 一种基于相位加权融合的面结构光三维测量方法及***
Liu et al. Large depth-of-field 3D measurement with a microscopic structured-light system
CN107655571B (zh) 一种基于色散模糊的光谱成像***及其光谱重建方法
De Santis et al. ConvPhot: A profile-matching algorithm for precision photometry
CN115060367B (zh) 基于显微高光谱成像平台的全玻片数据立方体采集方法
JP2022542625A (ja) スライド走査システムにおけるリアルタイム合焦
CN114018150B (zh) 一种数字全息显微测量装置及其控制方法
EP0898246A2 (en) Region extraction apparatus, region extraction method and computer readable recording medium
US10477187B2 (en) Method of constructing a depth map of a scene and/or a fully focused image
CN114689604A (zh) 具有光滑表面的待测物于光学检测上的影像处理方法及其检测***
US11145033B2 (en) Method and device for image correction
JP6362070B2 (ja) 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、プログラム、および、記憶媒体
CN113009680B (zh) 一种用于超分辨成像的多通道成像***和方法
US20170352141A1 (en) Inspection method
CN110738613B (zh) 线阵探测器图像拼接实时校正方法、装置、设备和介质
CN114387387A (zh) 高反射率表面彩色三维重建方法、***、终端及介质
CN111696146B (zh) 人脸模型重建方法、***、图像处理***及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant