碩士開題報(bào)告1

長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)研究生碩士學(xué)位論文開題報(bào)告論文題目：三維菲涅耳計(jì)算全息圖的編碼再現(xiàn)研究專業(yè)名稱：信號(hào)與信息處理eq\o\ad(入學(xué)時(shí)間,)：2009.9eq\o\ad(研究生姓名,)：導(dǎo)師姓名：填表時(shí)間：2010年10月10日長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)研究生學(xué)院制研究生碩士學(xué)位論文開題報(bào)告程序1、學(xué)生和導(dǎo)師共同根據(jù)導(dǎo)師研究方向及實(shí)際條件準(zhǔn)備開題報(bào)告。 2、開題報(bào)告工作時(shí)間一般為四周。 3、各院主管院長(zhǎng)組織本單位所屬各學(xué)科、專業(yè)論文開題報(bào)告答辯委員會(huì)，并且組織學(xué)生及導(dǎo)師進(jìn)行開題報(bào)告答辯工作。答辯委員會(huì)成員應(yīng)由各院分學(xué)術(shù)委員會(huì)成員組成，答辯會(huì)議由各院分學(xué)術(shù)委員會(huì)主席主持。答辯會(huì)議應(yīng)堅(jiān)持公開、公正、嚴(yán)肅、認(rèn)真的原則。4、各學(xué)科、專業(yè)論文開題報(bào)告答辯委員會(huì)成員在學(xué)生答辯后應(yīng)采取表決方式，依據(jù)同意人數(shù)超過(guò)總?cè)藬?shù)三分之二的原則來(lái)決定該學(xué)生的開題報(bào)告是否合格，并由各院主管主任在開題報(bào)告的院意見(jiàn)欄內(nèi)簽署意見(jiàn)。5、各院主管院長(zhǎng)應(yīng)在論文開題報(bào)告答辯會(huì)議前一周將答辯會(huì)議日程安排報(bào)研究生學(xué)院。6、各院論文開題報(bào)告答辯結(jié)束后，二天內(nèi)應(yīng)匯總?cè)块_題報(bào)告送研究生學(xué)院審批。研究生學(xué)院在一周內(nèi)將審批結(jié)果通知各單位，各單位應(yīng)立即將審批結(jié)果告知導(dǎo)師及學(xué)生。開題報(bào)告留研究生學(xué)院存檔。7、各學(xué)科、專業(yè)開題報(bào)告的答辯審核工作應(yīng)在研究生學(xué)院的規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。對(duì)于因?qū)W生或?qū)煹脑蛟谝?guī)定時(shí)間內(nèi)完不成開題報(bào)告，或開題報(bào)告選題不符合本學(xué)科、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及開題報(bào)告答辯未予通過(guò)等情況，研究生學(xué)院可延長(zhǎng)該生在校學(xué)習(xí)時(shí)間或提出更換導(dǎo)師的建議報(bào)校學(xué)術(shù)委員會(huì)審批。

A：研究生論文選題的來(lái)源及意義來(lái)源：吉林省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（20101523）《三維計(jì)算全息圖的編碼再現(xiàn)方法研究》。意義：隨著人類對(duì)生活品質(zhì)要求的不斷提高，對(duì)于三維空間的研究已經(jīng)不再局限于諸如：三維動(dòng)畫，三維立體圖片等娛樂(lè)媒體類方面的研究。本課題提出一種三維物體再現(xiàn)技術(shù)，三維物體的再現(xiàn)可滲入到醫(yī)學(xué)，考古，軍事，航空等各個(gè)領(lǐng)域。采用全息技術(shù)的三維物體再現(xiàn)，與一般的三維物體不一樣，他提供了一種視差，使得觀察者可以對(duì)所得的三維物體影像各方位的移動(dòng)來(lái)進(jìn)行觀察，就像是觀察一個(gè)真正的三維物體一樣。并且，在全息物體生成過(guò)程中，在進(jìn)行三維物光波記錄時(shí)，存儲(chǔ)的是其幅度和相位信息，從而在再現(xiàn)時(shí)，能得到較逼真的物體影像。也就是說(shuō)采用三維物體全息技術(shù)，可以得到更加逼真的圖像。全息圖記錄了物光波每一點(diǎn)的幅度和相位信息，因此，即使該物體具有缺損或者部分損傷，也不會(huì)影響整個(gè)三維物體的再現(xiàn)，依舊可以生成比較完整的影像。三維全息圖可以僅僅在幾分鐘內(nèi)生成，生成后易于保存，并且在生成以后可以在裸眼情況下觀賞幾個(gè)小時(shí)，如果需要更新或者去除，也是十分簡(jiǎn)單的。三維全息再現(xiàn)技術(shù)在醫(yī)學(xué)，軍事，考古，商業(yè)，工業(yè)以及生物研究中都極具有表現(xiàn)力。在醫(yī)學(xué)方面，通過(guò)全息技術(shù)，可以在眼疾的治療方面給予非常大的貢獻(xiàn)，通過(guò)病人眼睛的三維再現(xiàn)，極大的方便了診斷和醫(yī)治。在軍事方面，全息再現(xiàn)技術(shù)可以為軍隊(duì)偵查方面提供更加精確的情報(bào)和敵方的信息。在考古方面，通過(guò)全息再現(xiàn)，可以對(duì)損壞的文物進(jìn)行整體的觀察，并且容易保存整個(gè)文物的影像信息。在商業(yè)方面，利用全息技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種三維立體影像在商業(yè)價(jià)值上具有一定的開發(fā)潛力。在工業(yè)方面，機(jī)械，器皿表面的粗糙度，缺損程度都可以通過(guò)全息技術(shù)檢測(cè)出來(lái)。而在生物研究中，三維全息再現(xiàn)技術(shù)同樣起著很大的作用，帶給生物研究界很大的便利。比如，通過(guò)三維全息，不僅對(duì)生物標(biāo)本的觀察更加精確和細(xì)致，而且還可以觀察活體生物。因此，以三維全息再現(xiàn)技術(shù)為例的全息術(shù)作為一個(gè)新興工業(yè)體系正在崛起，其發(fā)展還不成熟，可以在消除冗余，加快速度以及提高全息圖質(zhì)量等方面進(jìn)行進(jìn)一步的研究和發(fā)展。B:論文選題在該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)、國(guó)外研究現(xiàn)狀全息技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有將近半個(gè)世紀(jì)的歷史，全息術(shù)的出現(xiàn)是英國(guó)科學(xué)家DennisGabor在1947年為提高電子顯微鏡的分辨率而提出來(lái)的，但是，由于缺少較強(qiáng)的相干光源，直到1962年Leith和Upatnieks在激光出現(xiàn)后，提出了離軸全息圖技術(shù)，全息技術(shù)才開始發(fā)展起來(lái)。在1965年，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，Lohmann等人用計(jì)算機(jī)合成通訊理論中的抽樣理論，奠定了計(jì)算全息技術(shù)的理論基礎(chǔ)，并且做出了世界上第一張計(jì)算全息圖(CGH)。計(jì)算全息技術(shù)的出現(xiàn)使得物體的再現(xiàn)過(guò)程具有更大的靈活性。目前，計(jì)算全息技術(shù)這一研究領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)外的研究狀況來(lái)看，取得了一些進(jìn)展，但是也面臨著諸多的考驗(yàn)。在國(guó)外，1990年，美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室以S.A.Beton為首的空間成像小組利用全息視頻技術(shù)首次生成了30mm*30mm*30mm的實(shí)時(shí)，具有水平視差的三維全息圖；然后在1992年又生成了150mm*75mm*160mm真彩的實(shí)時(shí)，三維全息圖像；1994年以后，MarkLucente研究的快速算法對(duì)三維全息圖的帶寬進(jìn)行壓縮，使得三維顯示實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。1999年，Zebra公司制作了目前世界上最大的全息圖，該全息圖可從任意角度進(jìn)行觀察。2000年，波蘭華沙大學(xué)以數(shù)字全息概念開展了用高分辨率液晶二維CCD和高精度距離選通技術(shù)直接獲取物體的灰度和相位信息的研究。瑞士洛桑大學(xué)在全息顯微領(lǐng)域作了大量的工作，基于菲涅耳衍射，采用數(shù)字全息重構(gòu)方法顯示了細(xì)胞變化的三維圖像。日本，韓國(guó)通過(guò)CCD獲取物體系列視差投影圖像，采用全息圖綜合方法生成了具有三維感的全息圖像。2002年初次實(shí)現(xiàn)了視頻速率三維圖像再現(xiàn)。2004年，韓國(guó)和日本通過(guò)減小LC-SLM器件單元尺寸已初步實(shí)現(xiàn)彩色動(dòng)態(tài)三維全息成像。在2004年，日本利用FPGA與反射式液晶屏，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)計(jì)算全息圖的三維顯示，所用時(shí)間為0.5s。在2005年，日本又利用芯片HORN-5，分辨率為1408*1050的反射液晶屏，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)計(jì)算全息圖的時(shí)間為0.0023s。在國(guó)內(nèi)，眾多的研究機(jī)構(gòu)在研究全息顯示的過(guò)程中，所采用的空間光調(diào)制器大都是液晶制品，廈門大學(xué)用液晶光閥顯示了靜態(tài)的二維全息圖，蘇州大學(xué)對(duì)數(shù)字全息進(jìn)行研究，衍射生成了三維全息圖像。而對(duì)計(jì)算全息技術(shù)的研究是從近幾年開始的，2002年，2005年中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)上都將計(jì)算全息作為議題進(jìn)行討論，但是目前，還在一個(gè)學(xué)習(xí)的狀態(tài)。計(jì)算全息技術(shù)具有很大的靈活性，計(jì)算編碼方法具有多樣性，計(jì)算全息技術(shù)已經(jīng)在三維顯示，圖像識(shí)別以及多種領(lǐng)域得到應(yīng)用，最近，計(jì)算全息領(lǐng)域的新進(jìn)展是利用高分辨率位相空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)計(jì)算全息圖的實(shí)時(shí)再現(xiàn)，這種技術(shù)的廣泛應(yīng)用顯示了計(jì)算全息技術(shù)的巨大的發(fā)展前景。C：論文選題的理論依據(jù)、研究方法、研究?jī)?nèi)容、實(shí)施方案和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題理論依據(jù)：全息圖是將光學(xué)和數(shù)字圖像相結(jié)合，光學(xué)全息是利用光的干涉特性，通過(guò)物波和一束相干參考波的干涉將物波的幅度和相位信息轉(zhuǎn)化為一個(gè)干涉條紋的強(qiáng)度分布圖，記錄的物波信息必須是真實(shí)的物體，而計(jì)算全息是利用這個(gè)原理，把物波信息在計(jì)算機(jī)上模擬出來(lái)，再對(duì)該物波信息的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行處理，形成一個(gè)可以進(jìn)行光學(xué)再現(xiàn)的編碼圖案。研究方法：研究?jī)?nèi)容：1.研究三維計(jì)算全息圖的數(shù)值計(jì)算方法，建立三維計(jì)算全息圖的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)計(jì)算全息圖的制作。2.研究計(jì)算全息系統(tǒng)取樣的充分必要條件，使得計(jì)算得到的全息圖能夠滿足全息抽樣定理的要求，同時(shí)給出理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.設(shè)計(jì)合理有效的計(jì)算全息圖編碼壓縮方案，減少全息圖的信息冗余，提高效率，節(jié)省計(jì)算成本。4.改進(jìn)和優(yōu)化三維計(jì)算全息圖的計(jì)算方法，使之更易于實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)和比較。實(shí)施方案：1.設(shè)法獲得三維物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并將這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)按相對(duì)于全息面的深度不同進(jìn)行歸類，再計(jì)算出相應(yīng)深度光軸上點(diǎn)的菲涅耳波帶。從全息圖的特點(diǎn)出發(fā)，分析全息圖的記錄和再現(xiàn)原理。2.通過(guò)對(duì)比分析幾種經(jīng)典的計(jì)算全息編碼方法，改進(jìn)和完善離軸菲涅耳全息圖的信息編碼壓縮的方法，減少信息冗余，提高編碼效率，注意保持三維物體的幾何結(jié)構(gòu)，力爭(zhēng)獲得良好像質(zhì)的再現(xiàn)像，為全息圖的信息存貯與傳輸提供新的途徑。擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：1.完成三維物體的菲涅耳全息圖的記錄與再現(xiàn)模擬。2.改進(jìn)和完善菲涅耳全息圖的信息編碼壓縮方法，提高編碼效率和再現(xiàn)質(zhì)量。D：論文選題研究工作基礎(chǔ)條件和可能出現(xiàn)的問(wèn)題（實(shí)驗(yàn)設(shè)備、研究資料等）（1）實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)一臺(tái)及MATLAB仿真軟件。（2）實(shí)驗(yàn)室工作基礎(chǔ)設(shè)施。（3）圖書館資料及網(wǎng)絡(luò)資源信息庫(kù)。E.論文選題前期準(zhǔn)備工作(調(diào)研工作及10篇以上主要參考文獻(xiàn))[1]吳小平，高平山，菲涅耳全息圖的CCD記錄及重現(xiàn)，中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)，2009[2]鄭華東,于瀛潔,程維明，三維物體空間再現(xiàn)技術(shù)中的全息圖計(jì)算，光學(xué)精密工程，2008[3]譚新成,基于數(shù)字全息的工件表面檢測(cè),[碩士學(xué)位論文],煙臺(tái)大學(xué),2008[4]巢亞鋒,三維計(jì)算全息的研究,[碩士學(xué)位論文],重慶大學(xué)，2008[5]鄒凱，數(shù)字全息三維輪廓生成方法的研究，湖北大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2009[6]HuadongZheng,YingjieYu,CuixiaDai,Anovelthree-dimensionalholographicdisplaysystembasedonLC-R2500Spatiallightmodulator,Optik120(2009)431C43[7]巢亞鋒，王丁，一種新的三維計(jì)算全息圖的計(jì)算方法，光學(xué)與光電技術(shù)，2007[8]LeonidP.Yaroslavsky,Computer-GeneratedHologramsand3-DVisualCommunication,ProceedingsofIEEE,2010[9]杜杭，土惠南,全息真三維顯示系統(tǒng),激光雜志，2009[10]BhargabDas,JobyJoseph,KeharSingh,Materialsaturationinphotopolymerholographicdatarecordinganditseffectsonbit-error-rateandcontent-addressableresearch,OpticsCommunications282(2009)177C18,2005[11]林瀚，鐘金鋼,基于光學(xué)三維形貌數(shù)字重建的不規(guī)則表面的參數(shù)測(cè)量,光學(xué)技術(shù),2008[12]葛寶臻,羅文國(guó),呂且妮,趙慧影,張以謨,數(shù)字再現(xiàn)三維物體菲涅耳計(jì)算全息的研究,光電子激光，2002[13]尹霞,計(jì)算全息視角擴(kuò)展和編碼效率研究,[碩士學(xué)位論文],山東師范大學(xué)

F：論文工作總體進(jìn)度安排(文獻(xiàn)閱讀、方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、計(jì)算與實(shí)驗(yàn)、論文書寫等)2010年8月－2010年10月查閱資料、進(jìn)行調(diào)研、可行性研究，完成開題報(bào)告，并提交導(dǎo)師審查。同時(shí)，根據(jù)初步確定的思路，搜集、整理有關(guān)文件資料。在此期間分析研究國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)。準(zhǔn)備設(shè)備，進(jìn)行前期的預(yù)研工作。

2) 2010年11月－2011年3月進(jìn)行方案、算法設(shè)計(jì)，并對(duì)相關(guān)算法進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真。做好基礎(chǔ)性研究工作。

3) 2011年4月－2011年10月在導(dǎo)師指導(dǎo)下，調(diào)試、測(cè)算實(shí)驗(yàn)系