题目：大景深数字全息再现像的融合算法研究

数字全息作为一个新型的测量技术，用CCD/CMOS等成像器件替换传统的全息材料记录全息图；再现全息图时，利用计算机模拟再现光衍射传输过程，通过计算实现全息图的数字再现。因此，数字全息具有全息图和再现像数字处理的灵活性和方便性。由于数字全息是基于波面的计算反演技术，单次曝光记录的全息图可通过改变再现距离得到不同层面的再现像。在全息成像中，当物体的纵深超过光学系统的景深时，一次再现计算只能得到物体部分纵深信息。通过图像融合计算将不同再现距离下的再现像进行融合，则可以得到较大景深范围的图像，扩大数字全息的成像范围。

本文在总结国内外数字全息技术和多聚焦图像融合技术的基础之上，对大景深数字全息再现像融合算法开展了理论分析、模拟仿真和实验验证三方面研究。首先对数字全息记录与再现的基本原理进行了分析，重点研究数字全息系统的景深和散斑噪声的产生原理。然后针对散斑噪声对全息再现像融合质量的影响，重点研究了多聚焦全息再现像融合算法，并主要分析了基于变换域和空域的两类方法。为了实现在抑制噪声的同时保留图像的细节信息，针对变换域融合方法，提出了小波-Contourlet变换结合形态学的方法对全息图进行处理；针对空域融合方法，选用对噪声有较好抑制作用的加权中值滤波算子（FSWM）和对边缘信息有较好保留作用的主成分分析（PCA）的方法。仿真分析结果表明，以上两种改进后算法大大提高了融合图像的效果，抑噪和保持边缘效果显著。最后，搭建了数字全息成像光路，对色子和硬币这两种具有不同特性的样本进行了测量，得到了多幅多聚焦图像的再现像，并用本文提出的算法对其进行融合。实验结果表明，本文的算法有效地将不同表面特征的样本实现了融合，将数字全息成像范围扩大到了11.5cm，充分表明了算法的可行性及有效性。

本文为数字全息成像的实际应用提供了理论依据和实验参考，为扩展数字全息的应用范围奠定了研究基础。