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基于VB及MATLAB混合编程的数字实时全息再现系统

作　者: 杜源
导　师: 张永安
学　校: 昆明理工大学
专　业: 光学
关键词: 数字全息实时再现混合编程 COM技术 DLL动态链接
分类号: O438.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

数字全息是用光电传感器件(如CCD或CMOS)代替干板记录全息图,然后将全息图存入计算机,用计算机模拟光学衍射过程来实现被记录物体的全息再现和处理。实时数字全息就是让计算机一边采集全息图片一边进行再现处理,让观察者能立即了解到当前物体的情况(如形变,温度场变化,物体的位移等)。实时数字全息成像技术主要有三大难点,一是再现算法的可靠性,二是硬件运行程序的速度能否达到实时的要求,三是要设计一种各种CCD或CMOS采集器都可通用的采集方案。此三点中前两点尤为重要,这也是当前实时数字全息技术迟迟未能形成产品的主要原因。经过多方面考虑,在现有的计算机硬件条件下,本文提出了用VB和MATLAB混合编程的方法来解决数字全息实时再现的难题。首先利用VB方便和简单易懂的可视化编程完成全息图的实时采集工作,其次将采集的全息图送到利用COM组件生成的DLL动态链接库中,完成全息图的处理工作,最后将再现结果返回Windows操作系统,由VB语言将结果实时显示在指定窗口中。并最终形成开发软件(holo V1.3),成功对烙铁温度场,有机玻璃应力场,蔗糖颗粒在液体中的运动情况进行了实时观测。由于采用的是混合编程技术,存在诸多使用问题,本文也对该软件已经出现和可能出现的问题进行了阐述,经过长期测试和多次改良,现该软件已具有较高可靠性和对Windows操作系统的兼容性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-19
  1.1 数字全息  9-10
  1.2 全息算法  10-14
    1.2.1 菲涅耳变换法  11-12
    1.2.2 卷积算法  12-13
    1.2.3 实时全息干涉检测法  13-14
  1.3 实时数字全息  14-18
    1.3.1 国内外数字实时全息现状  15-17
    1.3.2 实时数字全息难点  17-18
  1.4 本文研究内容  18-19
第二章 VB编程语言概述  19-29
  2.1 VB编程语言概述  19
  2.2 VB与Matlab混合编程技术  19-25
    2.2.1 混合编程常见技术  20-21
    2.2.2 VB与Matlab混合编程实现方法  21-24
    2.2.3 各种混编技术优缺点  24-25
  2.3 COM技术  25-28
    2.3.1 利用COM生成DLL动态链接  26-27
    2.3.2 VB调用DLL动态链接库  27-28
  2.4 小结  28-29
第三章实时数字全息再现系统  29-37
  3.1 实时数字全息再现系统软件功能  29-33
    3.1.1 实时干涉检测功能  29-30
    3.1.2 实时FFT再现功能  30-32
    3.1.3 单幅卷积再现功能  32-33
    3.1.4 软件其他功能  33
  3.2 实时全息再现系统设计  33-36
    3.2.1 软件使用注意事项  34-35
    3.2.2 实时数字全息再现软件设计结果  35-36
  3.3 小结  36-37
第四章实验  37-47
  4.1 实验仪器的介绍  37-39
    4.1.1 光源-激光器  37
    4.1.2 防震平台  37-38
    4.1.3 全息照相系统  38
    4.1.4 图像采集系统  38-39
  4.2 实时再现结果及光路  39-41
    4.2.1 蔗糖颗粒运动轨迹实时再现结果  39-41
  4.3 实时干涉检测结果及光路  41-44
    4.3.1 应力场干涉检测结果  41-43
    4.3.2 温度场干涉检测结果  43-44
  4.4 单幅图片FFT再现结果  44-46
    4.4.1 "南"字再现结果  45-46
  4.5 本章小结  46-47
第五章总结和展望  47-48
致谢  48-49
参考文献  49-52
附录1  52-53
附录2  53-56

基于VB及MATLAB混合编程的数字实时全息再现系统

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