УДК: 535.8 004.93

Оценка влияния динамического диапазона и шумов регистрирующих камер на качество цифровых голограмм

Евтихиев Н.Н., Стариков С.Н., Черёмхин П.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Евтихиев Н.Н., Стариков С.Н., Черемхин П.А. Оценка влияния динамического диапазона и шумов регистрирующих камер на качество цифровых голограмм // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 5. С. 53–64.

Evtikhiev N.N., Starikov S.N., Cheremkhin P.A. Estimating how the dynamic range and noise of the recording cameras affect the quality of digital holograms [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2013. V. 80. № 5. P. 53–64.

Ссылка на англоязычную версию:

N. N. Evtikhiev, S. N. Starikov, and P. A. Cheremkhin, "Estimating how the dynamic range and noise of the recording cameras affect the quality of digital holograms," Journal of Optical Technology. 80(5), 301-308 (2013). https://doi.org/10.1364/JOT.80.000301

Аннотация:

Рассмотрено влияние характеристик регистрирующих камер на качество восстановления цифровых голограмм. Методом численного моделирования с использованием характеристик реальных камер получено, что для диффузных объектов отношение сигнал/шум не зависит от расстояния до объекта и вида объекта и определяется только характеристиками камер и относительной площадью объекта. Получены количественные оценки.

Ключевые слова:

цифровая голография, цифровая камера, отношение сигнал/шум, временные шумы, пространственные шумы, голограмма Френеля

Благодарность:

Работа поддержана Министерством образования и науки РФ (ГК № 14.В37.21.0248).

Коды OCIS: 090.1995, 110.4280, 230.5160, 090.1760, 100.2000

Список источников:

1. Juptner W., Schnars U. Digital Holography: Digital Hologram Recording, Numerical Reconstruction, and Related Techniques. Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag. 2005. 164 p.
2. Seebacher S., Osten W., Baumbach T., Juptner W. The determination of material parameters of microcomponents using digital holography // Opt. Lasers. Eng. 2001. V. 36. № 2. P. 103–126.
3. Choi Y.-S., Lee S.-J. Three-dimensional volumetric measurement of red blood cell motion using digital holographic microscopy // Appl. Opt. 2009. V. 48. № 16. P. 2983–2990.
4. Javidi B., Tajahuerce E. Three-dimensional object recognition by use of digital holography // Opt. Lett. 2000. V. 25. № 9. P. 610–612.
5. Ferraro P., Finizio A., Gertrude A., Locatelli M., Meucci R., Miccio L., Paturzo M., Pelagotti A., Poggi P. Optical reconstruction of digital holograms recorded at 10,6 μm: route for 3D imaging at long infrared wavelengths // Opt. Lett. 2010. V. 35. № 12. P. 2112–2114.
6. Чураев А.Л., Стаселько Д.И. Рассеяния света галоидосеребряными фотоматериалами для голографии. Индикатрисы рассеяния света на микрокристаллах и поверхностном рельефе эмульсии // Опт. и спектр. 1986. Т. 61. № 3. С. 591–597
7. Стаселько Д.И., Чураев А.Л. Рассеяния света галоидосеребряными материалами для голографии. Влияние голограмм шумов и спеклограмм // Опт. и спектр. 1986. Т. 61. № 4. С. 828–834
8. Mills G.A., Yamaguchi I. Effects of quantization in phase-shifting digital holography // Appl. Opt. 2005. V. 44. № 7. P. 1216–1225.
9. Pandey N., Hennelly B. Quantization noise and its reduction in lensless Fourier digital holography // Appl. Opt. 2011. V. 50. № 7. P. B58–B70.
10. Charriere F., Colomb T., Montfort F., Cuche E., Marquet P., Depeursinge C. Shot noise influence in reconstructed phase image SNR in digital holographic microscopy // Appl. Opt. 2006. V. 45. № 29. P. 7667–7673.
11. Charriere F., Rappaz B., Kühn J., Colomb T., Marquet P., Depeursinge C. Influence of shot noise on phase measurement accuracy in digital holographic microscopy // Opt. Express. 2007. V. 15. № 4. P. 8818–8831.

12. Joud F., Verpillat F., Atlan M., Taillard P.-A., Gross M. Shot Noise in Digital Holography // Information Optics and Photonics: Algorithms, Systems, and Applications / Ed. by Fournel T., Javidi B. New York-Dordrecht-Heidelberg-London: Springer Science+Business Media. 2010. P. 163–175.
13. Janesick J. Scientific Charge-Coupled Devices. Bellingham-Washington: SPIE Press. 2001. 920 p.
14. Nakamura J. Image sensors and signal processing for digital still cameras. Boca Raton, FL: CRC Press. 2006. 322 p.
15. Evtikhiev N.N., Starikov S.N., Cheryomkhin P.A., Krasnov V.V. Measurement of noises and modulation transfer function of cameras used in optical-digital correlators // Proc. SPIE. 2012. V. 8301. P. 830113.
16. Fienup J.R. Invariant error metrics for image reconstruction // Appl. Opt. 1997. V. 36. № 32. P. 8352–8357.
17. Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая голография. М.: Мир, 1973. 698 с.
18. Стариков С.Н., Черемхин П.А., Краснов В.В. Запись и численное восстановление цифровых голограмм Френеля // Вестник РУДН, Серия “Математика. Информатика. Физика”. 2011. №4. С. 113–123.