【摘 要】随着现代计算机技术的不断发展以及相关设备的不断完善，全息技术也因此受到了不断推动而快速发展。近年来，全息技术中的数字技术更是突飞猛进，研究应用越来越受到关注。全息技术中的两个重要的组成部分为：计算机图像处理和CCD技术。文章着重从前一者进行阐述，并作了模拟试验，介绍其在全息学中的应用。

【关键词】全息技术 计算机图像处理 CCD技术

近年来，随着计算机技术的不断发展以及摄像设备的不断进步，数字化的全息技术越来越受到关注。所谓数字化的全息技术就是对全息成像的整个过程能够利用数字化的信号来进行处理，这其中包括全息图像的记录以及存储还有后期的处理等过程。这种技术淘汰了以往的全息干涉技术，对于信息的记录取而代之的是CCD技术；淘汰了光学衍射技术，取而代之的是计算机的模拟技术。本文从计算机图像处理技术在全息学中的应用方面进行详细的阐述与讨论。

图像处理技术

计算机图像处理技术就是将接收到的图片通过数字化即计算机内的数字矩阵存储起来，然后利用计算机算法对数字矩阵进行处理。在实际应用中，由于目的以及用途的不同，常常要对数理方法分类，大概包括以下这么几种。（1）数字化图像。多位数字化图像就是将普通意义上的模拟图片进行在计算机内的数字化即转化为数字形式。（2）增强以及复原。为了对那些不需要在某些用途中着重分析的部分先出或者弱化以使它们对有用信息的干扰减小，使信息更加的清晰和便于处理。（3）图像编码。所谓编码就是对图像进行压缩处理，既确保图像不失真又要能简化图像，这样就会使得图像易于存储。（4）图像重建。有时候并不能直接获得图像，而是获得采集来的数据，这时就要利用图像重建这一功能将图像重新建立出来。（5）模式识别。有时利用图像功能来进行系统的密码设置，比如较高科技的人脸识别，指纹识别技术。这些都是利用了模式识别这一功能。（6）计算机的图形学。所谓计算机图形学指的是对于模糊概念上的图形，即不是实际存在的图形通过这一技术显示出来。

众所周知，在二十世纪八十年代计算机技术的发展可谓是速度惊人，伴随着的是计算机技术的快速发展与应用。即便是到今天为止，许多领域都采用了计算机图像处理技术，如医学、军事、科研甚至就是人们生活中许多小的方面都离不开它。通过这些年的不断发展与进步，我国的计算机图像处理技术渐渐地赶上了国外一些发达国家的步伐，在诸如卫星、传感器等图像应用方面甚至已经处于领先的地位。

计算机图像技术的发展还远远没有停止。全息技术的下一代正在朝着3D全息成像发展。所谓3D全息成像技术就是这种技术所成的像是立体的，它是通过空气作为介质，利用衍射以及干涉形成立体的影像投射。能够展现出如同图像中的实际场景就在眼前，让人如临其境。这种技术只要将3D的图像记录下来，不管到何处都会近乎真实地再现当时的场景，用一种超清晰的视觉以及立体感营造一种所谓的“咫尺天涯”的特殊环境。这种技术的发展会使得全息视频会议渐渐地被淘汰掉，不但能让观众欣赏到真实的3D视觉盛宴，还免去了必须戴特殊眼镜的步骤。更为有价值的是，这种全息技术在未来还可以应用到医师的异地会诊甚至是参加异地的病人手术。

全息学中计算机图像处理技术的应用

全息学中计算机图像处理技术的应用一般可以归类为两个主要方面：

（1）计算全息。这一方面应用的最终目的是获得全息图。具体的实施过程是将计算机图像处理技术与光全息技术结合起来进行处理，并通过计算机进行相关的操作最终将通过计算机图形学结合起来的两种技术得出全息图。

（2）图像的增强与复原。为了实现对图像的画面质量进行优化与提高，渐渐发展出了图像编码技术。这种技术按照不同应用类型可以大概分为两类，频域和空域两类方法。所谓空域法就是把图像在空间中处理成各个像素的组成集合并且处理空间中的这个二维函数。频域方法处理的过程是首先将图像正交变换，经过正交变换之后得到系列阵列，经过一系列的变化之后反变换到空间域最终得到全息图像的过程。

目前对于动态的全息3D图像在实际生活中的里几乎没有，大都是应用在军事科学研究中。通过这项技术对于现代化的军事管理以及指挥控制能力都是具有重要意义的，这些优越性是以往的2D图像达不到的。另外还有一些全息摄影技术的视频会议设备也在开发当中，一旦这些设备开发出来对于未来的商业也会产生推动意义。

模拟计算

在本文当中借助着Matlab软件，结合着图像处理技术编写了程序，这些程序可以用来模拟计算全息并最终实现全息图像的滤波，图1所表示的是这一过程的流程图。

通过编写Matlab程序最终来实现全息的制作过程。在图2中可以看到原始的物图，并且在物图上表明了一个涉字，具体的尺寸为像素，紧接着在图3中示出了参考的光波，图4中示出了经过计算机计算以后的计算全息图频谱，最后在5图中得到了计算以后还原得到的全息再现图。

图2原始物图 图3参考光源

图4计算全息图 图5全息再现图

通过以上的程序，可以观察到模拟计算全息并实现全息图像的过程实际上就是之前说到的计算机图像处理技术在全息技术中的应用。通过将全息图像利用计算机进行记录与存储，然后紧接着利用计算机能够对图片进行质量的增强，效果的优化以及图像的复原等功能将物光与参考光进行一定的干涉，然后得到全息图像，并进行一定程度的处理之后消除图像中的噪声，最终得到优化以后的比较高品质的全息再现像。

参考文献：

[1]周广林.声全息技术的研究现状与展望[J].声学技术,2003,22(2):120-125.

[2]徐景坤.CCD技术应用于研究物理为影过程[J].感光科学与光化学,1996,14(2):101-107.

[3]王兴江.美国空军研究3D全息成像技术[J].电子工程信息,2008(5):39-39.

[4]张智雄.全息学与情报研究[J].情报理论与实践,1996(4):72-74.