Publication: Анализ величины и возможностей увеличения отношения сигнал/шум в цифровых голограммах и восстановленных изображениях
Дата
2015
Авторы
Закареева, А. Р.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
Данная дипломная работа посвящена анализу величины и возможностей увеличения отношения сигнал/шум в цифровых голограммах Фурье и восстановленных с них изображениях. Дипломный проект содержит 49 страниц текста, 16 рисунков, 7 таблиц, 25 формул, 1 презентацию, использованных источников – 18. Для применений цифровой голографии необходимо знать ожидаемое качество численного восстановления изображений объектов с голограмм, обусловленное характеристиками используемой камеры. Это позволит оценить их влияние на качество восстановления и определить область научных и практических задач, решаемых камерами различных типов. Вначале работы проведен анализ методов повышения отношения сигнал/шум регистрируемых изображений и цифровых голограмм. Рассмотрены аппаратные и цифровые методы. Исходя из достоинств и недостатков, были выбраны два аппаратных метода: многократная экспозиция и компенсация портретов пространственных шумов. Для проведения численных экспериментов рассмотрены шумовые и радиометрические параметры научной камеры MegaPlus II ES11000, камеры видеонаблюдения Watec LCL-902C и двух камер с характеристиками хуже первых двух. Описана методика получения численной модели, учитывающей шумовые и радиометрические характеристики камеры, на основе которой проведены численные эксперименты по моделированию снимков. Были приведены картины распределения световых и темновых пространственных и временных шумов. Сделан вывод, что отношение сигнал/шум для камеры MegaPlus II ES11000 больше, чем для камеры Watec LCL-902C. Представлено моделирование записи и восстановления цифровых голограмм Фурье и получено, что значение отношение сигнал/шум у камеры MegaPlus II ES11000 больше, чем у Watec LCL-902C, по значению нормированного среднеквадратического отклонения разница составила 10%. По результатам численных экспериментов по оценке отношения сигнал/шум и его увеличения в изображениях, цифровых голограммах и в восстановленных с них изображениях сделаны следующие выводы: 1) при компенсации точными портретами пространственных шумов можно ожидать увеличения отношения сигнал/шум до 50 раз по сравнению с одиночным снимком; 2) для случая численного восстановления изображений с цифровых голограмм при дополнительном применении метода компенсации световых и темновых портретов пространственных шумов позволяет повысить качество восстановленных изображений в 5-10 раз относительно только покадрового усреднения. Для проверки численных экспериментов был экспериментально измерен портрет темновых пространственных шумов фотосенсора камеры MegaPlus II ES11000. Получено снижение величины шума более 5 раз. Сделан вывод о согласовании расчетных значений и экспериментально полученных результатов. Применённые в работе подходы и результаты могут быть использованы для оценки качества восстановления изображений голограмм, для анализа восстановления изображений объектов с различных типов голограмм, для обоснованного выбора типа фото- или видеокамеры при решении задач с применением голографии.
Описание
Уровень образования: бакалавриат; Код направления/специальности: 140800; Группа: Т08-37
Ключевые слова
ВКР , Выпускная квалификационная работа
Цитирование
Закареева, А. Р. Анализ величины и возможностей увеличения отношения сигнал/шум в цифровых голограммах и восстановленных изображениях : Выпускная квалификационная работа, бакалавриат, 140800 / А. Р. Закареева ; рук. работы Черёмхин Павел Аркадьевич, 2015