数字全息记录中物体有效信息量分析-重庆理工大学学报.PDF

第２６卷　第８期 重 庆 理 工 大 学 学报（自然科学） ２０１２年８月 Ｖｏｌ．２６　　Ｎｏ．８ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ａｕｇ．２０１２  数字全息记录中物体有效信息量分析 胡　南，汪志勇，周　密 （重庆理工大学 光电信息学院，重庆　４０００５４） 摘　　　要：根据光学信息论，得出３种常见数字全息记录系统传递的极限空间频率和信息量。 由于全息记录必须引入参考光，系统传递的信息量并不全是物体传递的信息量，因此，重点讨论 了参考光引入的附加空间频率信息对物体有效记录空间频率信息的影响，得出物体实际被记录 信息量和ＣＣＤ的信息容量的关系。结果表明，３种数字全息光路中，参考光是点源偏置的光路 最有利于ＣＣＤ对目标物体的信息记录。结合实验对相关参数进行了讨论。 关　键　词：信息量；空间自由度；数字全息；像素数；极限空间频率；分辨率 中图分类号：Ｏ４３８．１　　　　文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－８４２５（２０１２）０８－００７９－０６ ＤｉｇｉｔａｌＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＲｅｃｏｒｄｓＳｙｓｔｅｍＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄｏｎ ｔｈｅＥｆｆｅｃｔｉｖｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏｎｔｅｎｔｏｆＯｂｊｅｃｔ ＨＵＮａｎ，ＷＡＮＧＺｈｉｙｏｎｇ，ＺＨＯＵＭｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｏｐｔｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｓｐａｔｉａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｓｙｓｔｅｍｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｉｎ３ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｇｉｔａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｒｅｃｏｒｄｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｐａｔｈｈａｖｅｂｅｅｎａｎａｌｙｚｅｄｔｏｏ．Ｔｈｅｐａｒｔｉｃｕｌａｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔ’ｓｅｆｆｅｃ ｔｉｖｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｒｅｃｏｒｄｓａｎｄｉｔｓｒｅｓｕｌｔｈａｓｂｅｅｎｆｉｇｕｒｅｄｏｕｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅ ｓｕｌｔｓｏｆａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｏｍｅｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｒｅｃｏｒｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｅｎｔ；ｓｐａｃｅｆｒｅｅｄｏｍ；ｄｉｇｉｔａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ；ｐｉｘｅｌｎｕｍｂｅｒ；ｈｉｇｈｅｓｔｓｐａｔｉａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ 　　继 Ｓｈａｎｎｏｍ创立信息论后，以意大利科学家 Ｎ ＝Ｎ ·Ｎ ·Ｎ ·Ｎ （１） ＤＯＦ ｔ ｓ ｃ ψ 其中： Ｇ．ＴｏｒａｌｄｏＤｉＦｒａｎｃｉａ为代表的学者发展了光学信 Ｎ为时间自由度，对静态光场为定值；Ｎ为 ｔ ｓ 息论。光学信息论指出：一个光学信道的主要信 空间自由度，由光路结构确定，其大小表述为空间 息量（不考虑噪声）为［１］ 带宽积ＳＷ；Ｎ为颜色自由度，单色光场取 １，三原