數位全息術允許註冊和重建三維物體和三維場景的信息。目前這項技術存在著與重建圖像質量相關的幾個限制:斑點噪聲、雙像、零階相、光照(量化噪聲)和暗電噪聲、相機固定圖案噪聲(空間噪聲)、動態範圍和量化噪聲。這些限制決定了數位全息圖和重建圖像的最大可能信噪比(SNR)。光源的波動會導致重建圖像的噪聲,這限制了全息術在像三維物體檢測和光學加密等領域中的應用。
本研究關注研究數位相機的主要噪聲組成部分對全息圖重建的影響。通過數學推導得到了估計重建幅度圖像信噪比的分析方程式。方程式關聯了射擊噪聲、暗噪聲、固定圖案噪聲、相機動態範圍、量化噪聲等參數與參考光和物體光強度的比值以及物體面積與整個重建視場的比例。
利用CCD和CMOS不同類型的數位相機獲取的全息圖進行實驗測試,驗證了所得方程式的準確性。相機類型包括數位單鏡反光相機、科研相機、工業相機和視頻監控相機等。研究還評估了相機噪聲對相位圖像重建的影響。
所得到的方程式可以事先評估相機噪聲對重建圖像質量的影響,從而指導選擇合適的照明條件、曝光時間、物體大小等實驗參數,以減少全息圖中的噪聲,進而提高像三維檢測和光學加密等領域中的全息圖應用效果。
