Динамічна спекл-структура для оптичної реконструкції тривимірних зображень
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність: цифрова голографія є перспективним методом отримання тривимірних зображень, що забезпечує фіксацію амплітудно-фазової структури хвильового фронту та його чисельну реконструкцію. Завдяки розвитку сенсорів і обчислювальних засобів вона знайшла широке застосування в мікроскопії, фазовій візуалізації, метрології та 3D-відображенні. Однак ключовою перешкодою лишається спекл-шум, спричинений когерентною природою лазерного випромінювання, який погіршує якість реконструкцій. Оскільки універсального способу його усунення не існує, пошук ефективних методів придушення спекл-шуму залишається актуальною задачею.
Мета роботи: Удосконалення програмно-апаратної системи цифрової голографічної для реконструкції тривимірних зображень.
Завдання:
1. Проаналізувати теоретичні основи цифрової спекл-голографії та методів реконструкції.
2. Розробити апаратну частину для керованого формування змінного спекл-візерунка.
3. Реалізувати програмну логіку управління дифузором і платформою з використанням Arduino.
Розроблено експериментальну апаратну схему для формування керованих змінних спекл-візерунків. Запропонована схема реалізує зміну фази та інтенсивності світлового хвильового фронту за допомогою просторового фазового модулятора (наприклад, цифрового мікродзеркального пристрою) та дозволяє реєструвати послідовність спекл-голограм із різними випадковими фазовими масками. Чисельне моделювання реконструкцій тривимірних зображень із таких багатокадрових даних показало суттєве зниження рівня спекл-шуму порівняно з одноразовою голографічною реконструкцією. Експериментальні дослідження підтвердили ефективність розробленого підходу: при усередненні кількох реконструйованих зображень спостерігається суттєве підвищення якості тривимірної реконструкції за рахунок приглушення випадкових флуктуацій амплітуди та зменшення артефактів. Таким чином, застосування динамічної спекл-структури забезпечує покращення відображення об’єктної інформації та підвищення достовірності відновлення тривимірної структури. Отримані результати мають практичне значення для подальшого розвитку систем цифрової голографії та методів шумоподавлення в оптичних системах. Запропоновані підходи можуть бути використані для поліпшення якості тривимірної візуалізації в задачах оптичної метрології, біомедичної візуалізації,доповненої реальності та інших галузях високотехнологічних наук.
Опис
Ключові слова
спекл-зображення, інтерференція когерентного світла, лазерна лабораторна діагностика, фільтрація сигналів, оптичні сенсори, оптична мікроскопія, тривимірна реконструкція., speckle imaging, coherent light interference, laser laboratory diagnostics, signal filtering, optical sensors, optical microscopy, three-dimensional reconstruction.
Бібліографічний опис
Яницький, Д. Т. Динамічна спекл-структура для оптичної реконструкції тривимірних зображень : дипломна робота ... бакалавра : 163 Біомедична інженерія / Яницький Денис Тарасович. – Київ, 2025. – 61 с.