(49-5) 07 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Подавление помех на цифровых голографических изображениях
Н.Н. Юдин 1,2,3, Г.С. Геймбух 1, В.С. Кузнецов 2, М.М. Зиновьев 2,3, М.М. Кулеш 1,2, С.Н. Подзывалов 2, Е.С. Слюнько 2, Х. Баалбаки 2

1 ООО «ИГС»,
634040, Россия, г. Томск, ул. Владимира Высоцкого, д. 28, стр. 7;
2 Национальный исследовательский Томский государственный университет,
634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина, д. 36;
3 Институт оптики и атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН,
Россия, г. Томск, пл. Академика Зуева, д. 1

  PDF, 11 MB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1596

Страницы: 758-766.

Аннотация:
В данной работе представлен программный модуль цифровой фильтрации для подавления помех на восстановленных голографических изображениях и на исходных цифровых голограммах. Суть разработанного модуля заключается в том, что к голографическому изображению применяется прямое двумерное преобразование Фурье. На полученном Фурье-изображении голограммы алгоритм определяет пиксели, несущие информацию о помехах, с яркостью белого цвета (палитра градации серого) ниже определённого значения (в нашем случае, исходя из экспериментальных результатов, было выбрано значение 50). Далее при помощи оператора усреднения яркость таких пикселей приводится к значению яркости окружающих пикселей, создавая эффект размытия. После фильтрации применяется обратное двумерное преобразование Фурье для получения цифрового отфильтрованного изображения координатной плоскости, свободного от помех. По результатам обработки многочисленных цифровых голограмм было выявлено, что разработанный модуль способен удалять помехи без потери информации о форме и местоположении регистрируемых объектов.

Ключевые слова:
цифровая голография, цифровая голографическая камера, дефектоскопия, прямое двумерное преобразование Фурье, обратное двумерное преобразование Фурье.

Благодарности
Результаты были получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России, проект № FSWM-2020-0038.

Цитирование:
Юдин, Н.Н. Подавление помех на цифровых голографических изображениях / Н.Н. Юдин, Г.С. Геймбух, В.С. Кузнецов, М.М. Зиновьев, М.М. Кулеш, С.Н. Подзывалов, Е.С. Слюнько, Х. Баалбаки // Компьютерная оптика. – 2025. – Т. 49, № 5. – С. 758-766. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1596.

Citation:
Yudin NN, Geimbukh GS, Kuznetsov VS, Zinoviev MM, Kulesh MM, Podzyvalov SN, Slyunko ES, Baalbaki H. Interference suppression in digital holographic images. Computer Optics 2025; 49(5): 758-766. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1596.

References:
  1. Dyomin VV, Gribenyukov AI, Davydova AS, Zinoviev MM, Olshukov AS, Podzyvalov SN, Polovtsev IG, Yudin NN. Holography of particles for diagnostics tasks [Invited]. Appl Opt 2019; 58(34): G300-G309. DOI: 10.1364/AO.58.00G300.
  2. Dyomin VV, Kamenev DV. A comparison of methods for evaluating the location of the best focusing planes of particle images reconstructed from digital holograms. Russ Phys J 2013; 56(7): 822-830. DOI: 10.1007/s11182-013-0105-6.
  3. Dyomin VV, Gribenyukov AI, Podzyvalov SN, Yudin NN, Zinoviev MM, Polovtsev IG, Davydova AS, Olshukov AS. Application of infrared digital holography for characterization of inhomogeneities and voluminous defects of single crystals on the example of ZnGeP2. Appl Sci 2020; 10(2): 442. DOI: 10.3390/app10020442.
  4. Yudin NN, Pavlov PV, Zinov’ev MM, Podzyvalov SN, Dyomin VV, Polovtsev IG, Kuskov IE, Vol’f IE, Evsin AO, Balashov AA, Kostin AS. Assessment of fatigue damage of fluoroorganic aircraft glass using digital holography methods. J Opt Technol 2021; 88(2): 72-76. DOI: 10.17586/1023-5086-2021-88-02-20-26.
  5. Tang J, Zhang J, Wu J, Di J, Zhao J. Coherent noise suppression of single-shot digital holographic phase via an untrained self-supervised network. Front Photonics 2022; 3: 907847. DOI: 10.3389/fphot.2022.907847.
  6. Leith EN, Upatnieks J. Reconstructed wave fronts and communication theory J Opt Soc An 1962; 52(10): 1123-1130. DOI: 10.1364/JOSA.52.001123.
  7. Xu L, Miao J, Asundi A. Properties of digital holography based on in-line configuration. Opt Eng 2000; 39(12): 3214-3219. DOI: 10.1117/1.1327503.
  8. Goodman JW. Origins and manifestations of speckle. Speckle phenomena in optics: Theory and applications. Bellingham, Washington: SPIE Press; 2020: 1-6. ISBN: 978-0974707792.
  9. Nomura T, Okamura M, Nitanai E, Numata T. Image quality improvement of digital holography by superposition of reconstructed images obtained by multiple wavelengths. Appl Opt 2008; 47(19): D38-D43. DOI: 10.1364/ao.47.000d38.
  10. Shin S, Kim K, Lee KR, Park YK. Effects of spatiotemporal coherence on interferometric microscopy. Opt Express 2017; 25(7): 8085-8097. DOI: 10.1364/OE.25.008085.
  11. Nomura T, Okamura M, Nitanai E, Numata T. Image quality improvement of digital holography by superposition of reconstructed images obtained by multiple wavelengths. Appl Opt 2008; 47(19): D38-D43. DOI: 10.1364/ao.47.000d38.
  12. Gribenyukov AI, Yudin NN, Podzyvalov SN, Zinoviev MM, Olshukov AS, Shumeiko AS, Soldatov AN, Yudin NA. Visualization of volumetric defects in a ZnGeP2 single-crystal by digital holography method using strontium vapor laser radiation. Opt Mem Neural Netw 2020; 29: 147-156. DOI: 10.3103/S1060992X20020034.
  13. Schnars U. Digital hologram recording, numerical reconstruction, and related techniques. Berlin: Sprinder, 2005. DOI: 10.1007/b138284.
  14. Collier R, Burkhart C, Lin L. Optical holography. New York: Academic Press; 1971.
  15. Spring KR, Russ JC, Parry-Hill MJ, Fellers TJ, Davidson MV. Interactive tutorials. Image averaging and noise removal. 2024. Source: <https://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/digitalimaging/processing/imageaveraging/index.html>.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20