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近年来,在三维立体显示领域,基于多视点投影图像的计算全息三维重构技术越来越受到人们的广泛关注。与其它的基于集成成像的三维信息数字重构技术相比,该技术引入了发展较成熟的计算全息编码技术,具有简单、实用和计算结果精确等优点。本论文通过对现有几种基于多视点投影图像的计算全息三维重构方法进行分析和对比,提出了一种基于改进型透视投影图像的计算全息三维重构方法,同现有的基于角正投影图像的计算全息三维重构方法和基于透视投影图像的计算全息三维重构方法相比,本文所提方法具有信息利用率高、图像拍摄工作量少、效率高等特点。具体的研究内容如下:
1.针对目前两种常用的基于多视点投影图像的计算全息三维重构方法,即基于角正投影图像的计算全息三维重构方法和基于透视投影图像的计算全息三维重构方法,分析了它们各自的优缺点,并给出了计算全息图制作过程中常用的几种计算全息编码方法;
2.对现有的基于角正投影图像的计算全息三维重构方法进行了冗余采样的算法改进,并利用峰值信噪比(简称为PSNR)图像评价方法对该方法在改进前后的数字再现结果进行了对比,证实了冗余采样算法的可行性,及其对再现图像像质的改善作用;
3.提出了一种新型基于多视点投影图像的计算全息三维重构方法,即基于改进型透视投影图像的计算全息三维重构方法,并对该方法进行了理论推导验证和实验验证;将该方法与现有的基于角正投影图像的计算全息三维重构方法和基于透视投影图像的计算全息三维重构方法分别进行了对比模拟实验研究,实验结果表明,本文所提出方法具有信息利用率高、再现图像清晰、工作效率高和在实际应用中可操作性强等特点:
4.对本文所提出的基于改进型透视投影图像的计算全息三维重构方法进行了光学实验研究,验证了该方法在实际中的可操作性,并对其实验结果进行了分析,进一步证明了该方法对物体的三维重构能力;
5.利用反射式液晶空间光调制器对基于多视点投影图像的计算全息三维重构方法制得的全息图进行了光学再现的实验研究,验证了该方法在实际中对物体的三维再现能力。