Метод улучшения качества изображения, реконструированного по зарегистрированной интенсивности дифракционного спекл-поля
Горбатенко Б.Б., Максимова Л.А., Мысина Н.Ю., Рябухо В.П.

Аннотация:
Предложен и экспериментально реализован метод повышения качества изображения рассеивающего объекта, восстанавливаемого с искусственной Фурье-голограммы, созданной путём нанесения на спеклограмму квазиинтерференционных полос с пространственным сдвигом при переходе от одного спекла к соседнему. Метод основан на разделении спеклограммы на фрагменты, восстановлении изображения от каждого из фрагментов, некогерентном суммировании изображений и формировании усреднённого по интенсивности суммарного изображения.

Abstract:
Technique of improvement of image of scattering object reconstructing with artificial Fourier-hologram is proposed and experimentally implemented. Artificial Fourier-hologram is created by applying on specklegram a system of quasi interference fringes with spatial shift at transition from one speckle to adjacent. The method is based on division of specklegram on fragments. Images from each fragments are reconstructing  and then accumulating non-coherent. Image averaged on intensity is forming.

Ключевые слова :
спекл-структура, спеклограмма, дифракция, цифровое Фурье-преобра­зование, Фурье-голограмма, голограммная структура.

Key words:
speckle-structure, specklegram, diffraction, digital Fourier-transformation; Fourier-hologram, hologram structure.

Литература:

  1. Bastiaans, M.J. B. Phase reconstruction from intensity measurements in linear systems / M.J. Bastiaans, K.B. Wolf // J. Opt. Soc. Am. A. – 2003. – V. 20. – P. 1046-1049.
  2. Nitta, K. Image reconstruction for thin observation module by bound optics by using the iterative back projection method / K. Nitta, R. Shogenji, S. Miyatake, J. Tanida // Applied Optics. – 2006. – V. 45. – Issue 13. – P. 2893-2901.
  3. Kolenovic, E. Correlation between intensity and phase in monochromatic light / E. Kolenovic // J. Opt. Soc. Am. A. – 2005. – V. 22. – P. 899-906.
  4. Дифракционная компьютерная оптика / под ред. В.А. Сойфера. – М.: Физматлит, 2007. –736 с.
  5. Горбатенко, Б.Б. Статистические свойства разности фаз в спекл-модулированном поле и метод восстановления изображения предмета по спекл-структуре его дифракционного поля / Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо, Л.А. Максимова // Компьютерная оптика. – 2004. – В. 26. – С. 48-52. – ISSN 0134-2452.
  6. Горбатенко, Б.Б. Реконструкция изображения по пространственному распределению интенсивности дифракционного спекл-модулированного поля / Б.Б. Гор­батенко, Л.А. Максимова, В.П. Рябухо, Ю.В. Норов // Компьютерная оптика. – 2007. – Т. 31, № 2. – С. 26-33.
  7. Горбатенко, Б.Б. Метод восстановления изображения предмета по спекл-структуре его дифракционного поля / Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо, Л.А. Максимова // Письма в ЖТФ.– 2004. – Т. 30, В. 17. – С. 68-75. – ISSN: 0320 – 0116.
  8. Горбатенко, Б.Б. Реконструкция пространственного фазового распределения в дифракционном спекл-поле и восстановление изображения объекта по записи интенсивности / Б.Б. Горбатенко, В.П. Рябухо, Л.А. Мак­симова // Опт. и спектр. – 2006. – Т. 101, № 5. – С. 861-865. – ISSN 0030-4034.
  9. Горбатенко, Б.Б. Восстановление голограммной струк­туры по цифровой записи фурье-спеклограммы / Б.Б. Горбатенко, Л.А. Максимова, В.П. Рябухо // Опт. и спектр. – 2009. – Т. 106, № 2. – С. 321-328. – ISSN 0030-4034.
  10. Hamed, M. Numerical Speckle Images Formed by Diffusers Using Modulated Conical and Linear Apertures / M. Hamed // Journal of Modern Optics. – 2009. – V. 56, N 10. – P. 1174-1181.
  11. Щерба, Е.В. Анализ применимости методов интерполяции и экстраполяции для решения задачи восстановления изображения / Е.В. Щерба // Компьютерная оптика. –2009. – Т. 33, № 3. – С. 336-339.
  12. Nagashima, K. Improvement of Images Generated Reconstructed from Computer-Hologram Using an Iterative Method / K. Nagashima // Optics & Laser Technology. –1986. – V. 18, N 3. – P. 157-162.
  13. Takanori, N. Image Quality Improvement of Digital Holography by Superposition of Recjnstructed Images Obtained by Multiple Wave-lengths / N. Takanori, O. Mitsukiyo // Applied Optics. – 2008. – V. 47, N 19. – P. D38-D43.
  14. McBride, W. Phase imaging with a half-plane aperture / W. McBride, L.J. Allen // J. Opt. Soc. Am. A. – 2004 – V. 21. – P. 1172-1178.
  15. Rondeau, X. Phase retrieval from speckle images / X. Rondeau, E. Thiébaut, M. Tallon, R. Foy // J. Opt. Soc. Am. A. – 2007 – V. 24. – P. 3354-3365.
  16. Quiney, H.M. Non-iterative solution of the phase retrieval problem using a single diffraction measurement / H.M. Quiney, G.J. Williams, K.A. Nugent // Opt. Express. – 2008 – V. 16. – P. 6896-6903.
  17. Goodman, J.W. Speckle Phenomena in Optics: Theory and Applications / J.W. Goodman. – Englewood, CO: Roberts & Company Publishers, 2006. – 387 p.

References:

  1. Bastiaans, M.J. B. Phase reconstruction from intensity measurements in linear systems / M.J. Bastiaans, K.B. Wolf // J. Opt. Soc. Am. A. – 2003. – V. 20. – P. 1046-1049.
  2. Nitta, K. Image reconstruction for thin observation module by bound optics by using the iterative back projection method / K. Nitta, R. Shogenji, S. Miyatake, J. Tanida // Applied Optics. – 2006. – V. 45. – Issue 13. – P. 2893-2901.
  3. Kolenovic, E. Correlation between intensity and phase in monochromatic light / E. Kolenovic // J. Opt. Soc. Am. A. – 2005. – V. 22. – P. 899-906.
  4. Diffraction computer optics / edited by V.A. Soifer – Moscow: “Fizmatlit” Publisher, 2007. – 736 p. – (In Russian).
  5. Gorbatenko, B.B. Statistical properties of phase difference in speckle-modulated field and method of reconstructing of object image on speckle-structure of diffraction field / B.B. Gorbatenko, V.P. Ryabukho, L.A. Maksimova // Computer Optics. – 2004. – V. 26.– P. 48-52. – (In Russian).
  6. Gorbatenko, B.B. Reconstruction of image from spatial distribution of intensity of diffraction speckle-modulated field /B.B. Gorbatenko, L.A. Maksimova, V.P. Ryabukho, Yu.V. Norov // Computer Optics. – 2007. – V. 31, N 2. – P. 26-33. – ISSN 0134-2452. – (in Russian).
  7. Gorbatenko, B.B. Reconstructing an Object Image Using the Laser Speckle Patternof the Diffraction Field / B.B. Gorbatenko, V.P. Ryabukho, L.A. Maksimova //Technical Physics Letters. – 2004. – V. 30, N 9. – P. 741-744. – ISSN 1063-7850. – (In Russian).
  8. Gorbatenko, B.B. Reconstructing of spatial phase distributions and object images from speckle intensity patterns of the diffraction field / B.B. Gorbatenko, V.P. Ryabukho, L.A. Maksimova // Optics and Spectroscopy. – 2006. – V. 101, N 5. – P. 811-815. – ISSN 0030-400X. – (In Russian).
  9. Gorbatenko, B.B. Reconstruction of the Hologram Structure from a Digitally Recorded Fourier Specklegram / B.B. Gorbatenko, L.A. Maksimova, V.P. Ryabukho // Optics and Spectroscopy. – 2009. – V. 106, N 2. – P. 281-287. – ISSN 0030-400X. – (In Russian).
  10. Hamed, M. Numerical Speckle Images Formed by Diffusers Using Modulated Conical and Linear Apertures / M. Hamed // Journal of Modern Optics. – 2009. – V. 56, N 10. – P. 1174-1181.
  11. Shcherba, E.V. Application analysis of interpolation and extrapolation methods as used for image restoration / E.V. Shcherba // Computer Optics. –2009. – V. 33, N 3. – P. 336-339. – (In Russian).
  12. Nagashima, K. Improvement of Images Generated Reconstructed from Computer-Hologram Using an Iterative Method / K. Nagashima // Optics & Laser Technology. –1986. – V. 18, N 3. – P. 157-162.
  13. Takanori, N. Image Quality Improvement of Digital Holography by Superposition of Recjnstructed Images Obtained by Multiple Wave-lengths / N. Takanori, O. Mitsukiyo // Applied Optics. – 2008. – V. 47, N 19. – P. D38-D43.
  14. McBride, W. Phase imaging with a half-plane aperture / W. McBride, L.J. Allen // J. Opt. Soc. Am. A. – 2004 – V. 21. – P. 1172-1178.
  15. Rondeau, X. Phase retrieval from speckle images / X. Rondeau, E. Thiébaut, M. Tallon, R. Foy // J. Opt. Soc. Am. A. – 2007 – V. 24. – P. 3354-3365.
  16. Quiney, H.M. Non-iterative solution of the phase retrieval problem using a single diffraction measurement / H.M. Quiney, G.J. Williams, K.A. Nugent // Opt. Express. – 2008 – V. 16. – P. 6896-6903.
  17. Goodman, J.W. Speckle Phenomena in Optics: Theory and Applications / J.W. Goodman. – Englewood, CO: Roberts & Company Publishers, 2006. – 387 p.
© 2009, ИСОИ РАН
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846 2) 332-56-22, факс: +7 (846 2) 332-56-20