В настоящее время наряду с традиционным оптическим восстановлением акустических и радио-голограмм все чаще используют цифровое восстановление и обработку таких голограмм. Этому способствует появление быстродействующих ЭВМ нового поколения. позволяющих выполнять восстановление голограмм, практически, в реальном времени. Кроме того, на ЭВМ используются алгоритмы, которые трудно, а иногда и невозможно реализовать в оптических системах. Важным достоинством цифровых систем обработки является также возможность получения полной метрологии изображений, таких как геометрические размеры, геодезическая привязка на сетке наблюдений и т.д. Цифровому восстановлению голограмм, в частности акустических, посвящено большое количество работ, в которых рассматриваются различные аспекты существующих методов восстановления и их практического использования /1-4/.

Запись ультразвуковой голограммы проводилась в баке с водой размером 1´ 1´ 1 м³. Объекты в виде буквенных символов. изготовленные из листового алюминия толщиной 1 см, помещались на расстоянии 60 см от границы водной поверхности, а сферический источник ультразвукового излучения располагался вблизи нее. Использовался радиоимпульсный режим облучения с частотой заполнения 150 кГц (λ=1 см), размеры объектов - 12λ, 22λ, ρ минимальными размерами деталей 2λ, 4λ.

Регистрация отраженного объектом излучения осуществлялась при синтезе квадратной апертуры размером 45´ 45 λ ηа счет механического сканирования 31-элементной приемной линейной антенны. Плоская опорная волна под углом 19,5° по отношению к нормали линейной антенны имитировалась в электронном тракте. Накопление информации осуществлялось в блоке памяти, основу которого составляла запоминающая ЭЛТ. Зарегистрированная голограмма размером 30´ 30 мм² выводилась на экран телевизионного монитора и фотографировалась для получения оптического транспаранта. Фотографирование выполнялось фотоаппаратом "Практика" с объективом "Пентакон", фокусное расстояние которого f=50 мм, максимальное разрешение 70 л/мм. Были получены транспаранты размером 0,5-0,6 мм для оптического восстановления и размером 8 мм для ввода в ЭВМ /5/. Отсутствие непосредственного ввода информации в машину снижает качество восстановления голограмм, т.к. появляется два дополнительных этапа, вносящих искажение: фотопроцесс при изготовлении транспаранта и ввод голограммы в ЭВМ.

яркости в диапазоне 0-3D оптической плоскости, растр ввода 25 мкм. Массив введенной голограммы составляет 300´ 300 пикселей. В блоке 2 производится геометрическое формирование голограммы, дополнение нулями, перестановка или мультипликация отдельных ее частей. В блоке 3 проводится предварительная коррекция голограммы с учетом условий записи и ввода амплитудной и фазовой информации поля.

Второй этап, выполняемый в блоках 4, 5, сводится к решению дифракционной задачи нахождения поля изображения по полю, зарегистрированному в плоскости голограммы. Важным условием является уточнение параметра восстановления, в данном случае параметра преобразования Френеля α=Δ²/λz, где Δ - шаг между отсчетами на отцифрованной голограмме, λ, z - соответственно, длина волны ультразвука и расстояние от объекта до голограммы. Необходимо учитывать соответствие используемого дискретного преобразования реально протекающему процессу при оптическом восстановлении голограмм. При определении параметра преобразования, как правило, используется априорная информация, если же расстояние от объекта до голограммы не удается точно измерить в процессе записи голограммы, параметр α уточняется с помощью последовательных одномерных преобразований Френеля вдоль строки, соответствующих фокусировке изображения в оптической системе.

На рис.4 показано изображение, восстановленное оптически. Результаты этапов цифрового восстановления приведены на рис.5а-г. На рис.5а,б показан фрагмент восстановленного изображения макета буквы "С" с параметрами преобразования Френеля α=5´ 10^-4, α=5,5*10^-4. На рис.5в,г - изображение, откорректированное по гистограмме.

1. Ярославский Л.П. Введение в цифровую обработку изображений. М., Сов.радио, 1979.

4. Мерзляков Н.С., Попова И.Р., Ярославский Л.П. Цифровое восстановление акустических голограмм Френеля, Тезисы доклад. V-ой Всесоюзной конференции по голографии, Рига, 1985, ч.2, с.218-9.