CN103513557B - 一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同轴数字全息成像方法，特别是涉及一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法。包括完成全息图和背景图的负像素消除、正像素叠加的重建预处理过程和累加全息图归一化重建预处理过程。其相位重建迭代算法包括四步步骤：完成插值缺失数据，记录面到物面的太赫兹复振幅传播，消除孪生像的波前振幅阈值处理，物面传播回记录面抽取正像素相位数据集完成重建。通过计算得到的物体复振幅被用作下一轮迭代计算的输入值，迭代过程为步骤二开始至步骤四，多次迭代的最终效果将消除孪生像，得到高保真度的物面复振幅。

Description

一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法

技术领域

本发明涉及一种同轴数字全息成像方法，特别是涉及一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法。

背景技术

太赫兹数字全息技术是一项发展迅速的新型成像技术，其依靠无像差衍射而无需镜头完成成像，相比传统的焦平面成像技术其提供了更高的分辨率。在过去的十年里，研究人员使用不同的太赫兹源和探测器进行了许多有关太赫兹数字全息技术的实验。同轴数字全息光路结构非常简单，需要使用的光学元件非常少，这使得其对于太赫兹成像有很大的优势，降低了对图像采集器空间频率的要求，但缺点为再现过程中存在共轭像。同轴数字全息的相位复原方法被提出用来消除全息术中的共轭像，在物面和记录面上施加不同的约束条件，通过迭代计算将样品的实像从干扰的孪生像中提取出来，得到准确的物面复振幅分布。这些技术在可见光领域得到广泛的应用，但在太赫兹成像领域应用较少，因为克服实验噪声数据对图像质量的影响依然还是一个挑战，其主要原因是由于系统中的热致电相机的灵敏度低，相机记录过程中的斩波器引起的空气振动亦会对太赫兹波强度产生影响，同时由于现有的太赫兹波段缺乏有效的滤波整形元件支持，光束质量较差。克服这些挑战要求实验中有更加优化的实验步骤和成像方法来增强全息图的质量，以获取准确的物面复振幅分布。

发明内容

一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法，其特征在于：

1、一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法，其系统光路包括CO₂泵浦太赫兹激光器1，He-Ne激光器2，分光棱镜3，反射镜4，第一镀金抛物面镜5、第二镀金抛物面镜6，样品7，热致电图像采集器8。CO₂泵浦太赫兹激光器1用于输出连续太赫兹波；He-Ne激光器2用于输出连续红色激光；分光棱镜3用于反射He-Ne激光器2的输出光波2a和透射CO₂泵浦太赫兹激光器1的输出光波1a；反射镜4用于偏转CO₂泵浦太赫兹激光器1和He-Ne激光器2输出光的角度，得到反射光4a；第一镀金抛物面镜5和第二镀金抛物面镜6组成一个扩束单元，可将反射镜4的反射光4a直径扩束，传播方向平行；样品7放置在第二镀金抛物面镜6和热致电图像采集器8之间，且需保证其被测面积小于光束直径，光束照射在样品7上散射的部分光波具有物体形貌信息称为物光波7a，未散射的部分光波称为参考光波6a，物光波7a和参考光波6a干涉形成的同轴全息图被热致电图像采集器8采集，称为全息图H_i(x,y)，其中i表示采集的幅数。其它情况保持不变，在第二镀金抛物面镜6和热致电图像采集器8之间移去样品7，热致电图像采集器9记录的图像，称为背景图像B_i(x,y)，其中i表示采集的幅数。分光棱镜3用于将He-Ne激光器2的输出光波2a顺时针90度反射，依次穿过CO₂泵浦太赫兹激光器1的出射窗口玻璃进入CO₂泵浦太赫兹激光器1的谐振腔，在CO₂泵浦太赫兹激光器1的谐振腔内原路返回，穿过CO₂泵浦太赫兹激光器1的出射窗口玻璃，竖直穿过分光棱镜3，用于校准分光棱镜3，反射镜4，第一镀金抛物面镜5、第二镀金抛物面镜6，和热致电图像采集器8的相对位置。

2、一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法，包括全息图H_i(x,y)和背景图像B_i(x,y)的负像素消除、正像素叠加的重建预处理过程，当共m帧全息图H_i(x,y)中负像素出现的频率大于阈值ε时，替换取值为-1：

$H_s(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{H}_i(x,y)/T_{x,y}& [H_i(x,y)\&GreaterEqual;0]\&cap;[f_H(x,y)<\mathrm{\&epsiv;}]\\ -1& [f_H(x,y)\&GreaterEqual;\mathrm{\&epsiv;}],\end{array}\right.$

其中，m为复用帧数，H_i(x,y)为第i幅全息图，i的取值在1到m之间；f_H(x,y)为像素点(x,y)在所有m帧全息图中负像素出现的频率，ε为负像素出现频率的阈值，设为0.1；T_x,y为像素点(x,y)处的无负像素全息图帧数的累加值，H_s(x,y)为根据上述公式叠加后的全息图。当共m帧背景图像B_i(x,y)中负像素出现的频率大于阈值ε时，替换取值为-1：

$B_s(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{B}_i(x,y)/S_{x,y}& [B_i(x,y)\&GreaterEqual;0]\&cap;[f_B(x,y)<\mathrm{\&epsiv;}]\\ -1& [f_B(x,y)\&GreaterEqual;\mathrm{\&epsiv;}],\end{array}\right.$

其中，B_i(x,y)为第i幅背景图像，i的取值在1到m之间；f_B(x,y)为像素点(x,y)在所有m帧背景图像中负像素出现的频率，ε为负像素出现频率的阈值，设为0.1；S_x,y为像素点(x,y)处的无负像素背景图像帧数的累加值，B_s(x,y)为根据上述公式叠加后的背景图像。其中赋值-1为标记幅值缺失像素。

3、所述的平均复用帧数m，由于热致电图像采集器8采用旋转斩波器的方式记录全息图或背景图像，而太赫兹波强度对空气振动十分敏感，每一帧全息图或背景图像的总强度呈周期性变化。当热致电图像采集器8采样频率为48Hz时，强度变化周期为125帧。因此平均复用帧数m在热致电图像采集器8采样频率为48Hz时的最优帧数为125帧或125帧的倍数。

4、一种在太赫兹连续波段的同轴数字全息相位复原方法，包括累加全息图归一化重建预处理过程。下述公式中的-1代表全息图H_s(x,y)或背景图像B_s(x,y)的幅值缺失像素。当全息图H_s(x,y)或背景图像B_s(x,y)为-1时，归一化后的全息图H_n(x,y)取值为-1，当全息图H_s(x,y)和背景图像B_s(x,y)不为-1时，做如下处理过程：

$H_n(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{H}_s(x,y)/B_s(x,y)& [H_s(x,y)\&NotEqual;-1]\&cap;[B_s(x,y)\&NotEqual;-1]\\ -1& [H_s(x,y==-1]\&cup;[B_s(x,y)=-1].\end{array}\right.$

H_n(x,y)为归一化后的全息图，H_s(x,y)为原全息图，B_s(x,y)为背景图像。

5、一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法，其相位重建迭代方法包括四步步骤：

（1）将归一化全息图H_n(x,y)的非负值称为已知像素，将归一化全息图H_n(x,y)的-1值称为缺失像素。通过记录面上缺失像素附近的已知像素值，线性插值补回缺失数据，得到插值后的记录面强度分布H'_n(x,y)，其中线性插值属于常用方法。常数0设为记录面的初始相位值，记录面强度分布H'_n(x,y)的平方根设为记录面的初始幅值，初始相位值和初始幅值的乘积作为记录面的初始复振幅U_d(x,y)，开始迭代计算。

（2）采用角谱积分传播算法将记录面复振幅U_d(x,y)模拟传播到物面，得到物面复振幅U₀(ξ,η)，其中角谱积分传播算法属于常用方法。

（3）为消除孪生像，物面复振幅U₀(ξ,η)需做阈值处理，当振幅大于1时替换取值为1，其对应相位值为0，当振幅小于等于1时，保持原值：

${U_0}^{\&prime;}(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})=\left\{\begin{array}{cc}{U}_0(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})& \left[\right|U_0(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})|\&le;1]\\ 1& \left[\right|U_0(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})|>1]\end{array}\right.$

U₀(ξ,η)为阈值处理前的物面复振幅，U₀'(ξ,η)为阈值处理后的物面复振幅。

（4）采用角谱积分传播算法将物面复振幅U₀'(ξ,η)模拟传播到记录面，得到记录面复振幅U_d'(x,y)。对于U_d'(x,y)已知像素（即归一化全息图H_n(x,y)的非负值像素），提取出复振幅U_d'(x,y)的相位值φ_d'(x,y)，与归一化全息图的幅值（即归一化全息图H_n(x,y)的平方根）相乘，得到更新后的记录面复振幅U_d"(x,y)；对于U_d'(x,y)缺失像素（即归一化全息图H_n(x,y)的-1值像素），复振幅U_d'(x,y)保持不变，即U_d"(x,y)=U_d'(x,y)：

${U_d}^{\&prime;\&prime;}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{U_d}^{\&prime;}(x,y)& [H_n(x,y)=-1]\\ \sqrt{H_n(x,y)}\exp \left[{{\mathrm{j\&phi;}}_d}^{\&prime;}(x,y)\right]& [H_n(x,y)\&NotEqual;-1]\end{array}\right.$

U_d'(x,y)为阈值更新前的物面复振幅，U_d"(x,y)为阈值更新后的物面复振幅，φ_d'(x,y)为阈值更新前的物面相位值，j为复数符号，H_n(x,y)表示归一化全息图。

通过计算得到的物体复振幅U_d"(x,y)被用作下一轮迭代计算的输入值，即替换步骤（2）中的U_d(x,y)，迭代过程从步骤（2）开始至步骤（4），经过100次以上迭代后，将最终消除孪生像，得到高保真度的物面复振幅。其中100次迭代次数能够满足各种样品图像重建的需要。

有益效果

一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法，通过迭代数据分析能有效消除探测样品图像中的孪生像，提高全息图质量，同时恢复记录面上缺失的幅值和所有被记录点的相位分布，通过衍射回传从而得到高保真度的物体的重建复振幅图像。

附图说明

图1是太赫兹连续波段的同轴数字全息成像方法的系统光路。

其系统光路包括CO₂泵浦太赫兹激光器1，He-Ne激光器2，分光棱镜3，反射镜4，第一镀金抛物面镜5、第二镀金抛物面镜6，样品7，热致电图像采集器8。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的典型实施例及其特征。

一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法，其系统光路包括CO₂泵浦太赫兹激光器1，He-Ne激光器2，分光棱镜3，反射镜4，第一镀金抛物面镜5、第二镀金抛物面镜6，样品7，热致电图像采集器8。CO₂泵浦太赫兹激光器1用于输出中心频率为2.52THz（对应中心波长为118.83μm）的连续太赫兹波；He-Ne激光器2用于输出中心波长为632.8nm的连续红色激光；分光棱镜3用于反射He-Ne激光器2的输出光波2a和透射CO₂泵浦太赫兹激光器1的输出光波1a；反射镜4用于偏转CO₂泵浦太赫兹激光器1和He-Ne激光器2输出光的角度，得到反射光4a；第一镀金抛物面镜5和第二镀金抛物面镜6组成一个扩束单元，可将反射镜4的反射光4a直径扩束2倍，传播方向平行；样品7放置在第二镀金抛物面镜6和热致电图像采集器8之间，且需保证其被测面积小于光束直径，光束照射在样品7上散射的部分光波具有物体形貌信息称为物光波7a，未散射的部分光波称为参考光波6a，物光波7a和参考光波6a干涉形成的同轴全息图被热致电图像采集器8采集，称为全息图H_i(x,y)，其中i表示采集的幅数。其它情况保持不变，在第二镀金抛物面镜6和热致电图像采集器8之间移去样品7，热致电图像采集器9记录的图像，称为背景图像B_i(x,y)，其中i表示采集的幅数。分光棱镜3用于将He-Ne激光器2的输出光波2a顺时针90度反射，依次穿过CO₂泵浦太赫兹激光器1的出射窗口玻璃进入CO₂泵浦太赫兹激光器1的谐振腔，在CO₂泵浦太赫兹激光器1的谐振腔内原路返回，穿过CO₂泵浦太赫兹激光器1的出射窗口玻璃，竖直穿过分光棱镜3，用于校准分光棱镜3，反射镜4，第一镀金抛物面镜5、第二镀金抛物面镜6，和热致电图像采集器8的相对位置。

本发明的一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法，其特征在于其系统光路包括CO₂泵浦太赫兹激光器1，He-Ne激光器2，分光棱镜3，反射镜4，第一镀金抛物面镜5、第二镀金抛物面镜6，样品7，热致电图像采集器8，如图1所示。实验中的太赫兹激光器CO₂泵浦激光器，频率为2.52THz（对应中心波长为118.83μm），其可产生平均功率为120mW的连续太赫兹波，热致电图像采集器8的像素个数为124×124像素，像素尺寸为85μm×85μm，像素间隔为100μm×100μm，采样频率为48Hz，平均复用帧数在此时的最优帧数为125帧和125帧的倍数。

成像实验的样品选取纯振幅型物体金属针和隐藏复振幅型物体，即在9.8毫米厚的不透明高密度聚乙烯板上机械雕刻的图案。通过数据处理完成预重建过程和相位重建迭代过程，以减少噪声和孪生像。

首先参照发明内容，完成全息图H_i(x,y)和背景图像B_i(x,y)的负像素消除、正像素叠加的重建预处理过程和累加全息图归一化重建预处理过程。预处理完成的图像其相位重建迭代方法包括四步步骤：

（1）将归一化全息图H_n(x,y)的非负值称为已知像素，将归一化全息图H_n(x,y)的-1值称为缺失像素。通过记录面上缺失像素附近的已知像素值，线性插值补回缺失数据，得到插值后的记录面强度分布H'_n(x,y)，其中线性插值属于常用方法。常数0设为记录面的初始相位值，记录面强度分布H'_n(x,y)的平方根设为记录面的初始幅值，初始相位值和初始幅值的乘积作为记录面的初始复振幅U_d(x,y)，开始迭代计算。

（2）采用角谱积分传播算法将记录面复振幅U_d(x,y)模拟传播到物面，得到物面复振幅U₀(ξ,η)，其中角谱积分传播算法属于常用方法。

（3）为消除孪生像，物面复振幅U₀(ξ,η)需做阈值处理，当振幅大于1时替换取值为1，其对应相位值为0，当振幅小于等于1时，保持原值：

${U_0}^{\&prime;}(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})=\left\{\begin{array}{cc}{U}_0(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})& \left[\right|U_0(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})|\&le;1]\\ 1& \left[\right|U_0(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})|>1]\end{array}\right.$

U₀(ξ,η)为阈值处理前的物面的复振幅，U₀'(ξ,η)为阈值处理后的物面复振幅。

（4）采用角谱积分传播算法将物面复振幅U₀'(ξ,η)模拟传播到记录面，得到记录面复振幅U_d'(x,y)。对于U_d'(x,y)已知像素（即归一化全息图H_n(x,y)的非负值像素），提取出复振幅U_d'(x,y)的相位值φ_d'(x,y)，与归一化全息图的幅值（即归一化全息图H_n(x,y)的平方根）相乘，得到更新后的记录面复振幅U_d"(x,y)；对于U_d'(x,y)缺失像素（即归一化全息图H_n(x,y)的-1值像素），复振幅U_d'(x,y)保持不变，即U_d"(x,y)=U_d'(x,y)：

${U_d}^{\&prime;\&prime;}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{U_d}^{\&prime;}(x,y)& [H_n(x,y)=-1]\\ \sqrt{H_n(x,y)}\exp \left[{{\mathrm{j\&phi;}}_d}^{\&prime;}(x,y)\right]& [H_n(x,y)\&NotEqual;-1]\end{array}\right.$

U_d'(x,y)为阈值更新前的物面复振幅，U_d"(x,y)为阈值更新后的物面复振幅，φ_d'(x,y)为阈值更新前的物面相位值，j为复数符号，H_n(x,y)表示归一化全息图。

通过计算得到的物体复振幅U_d"(x,y)被用作下一轮迭代计算的输入值，即替换步骤（2）中的U_d(x,y)，迭代过程从步骤（2）开始至步骤（4），经过100次以上迭代后，将最终消除孪生像，得到高保真度的物面复振幅。其中100次迭代次数能够满足金属针和不透明高密度聚乙烯板上机械雕刻的图案的重建需要以及各种样品图像重建的需要。最终实验得到去除孪生像的金属针振幅图和相位图。对于隐藏复振幅型物体，太赫兹的能量衰减达到60%，归一化全息图通过250帧的累加，以达到更好的对比度效果，并通过以上方法重建了聚乙烯板上刻录的图案，完成100次迭代计算后消除了图像中的孪生像，得到高保真度的聚乙烯板上刻录的图案物面复振幅。

本发明的典型实施例的实验结果表明，该成像方法能完成振幅型物体和隐藏复振幅型物体的相位振幅重建，全息图累加数的标准基于热致电图像采集器的采样频率和灵敏度，该方法通过对纯振幅型物体金属针和隐藏复振幅型物体厚聚乙烯板的刻录图样的重建，证明其去除孪生像和减少图像噪声提高图像质量的可行性，并且通过该方法可获取隐藏物体的复振幅，从而重建隐藏物体的相位振幅图像，得到样品高保真度的物面复振幅。

尽管参考特定实施例详细描述了本发明，在此描述的本发明实施例没有打算是详尽的或者局限于所公开的具体形式。相反，所选的用于说明问题的实施例是为了使本技术领域内的技术人员实施本发明而选择的。在不脱离下面的权利要求所描述和限定的本发明的实质范围的情况下，存在变型例和修改例。

Claims (2)

1.一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法，其特征在于：

系统光路包括CO₂泵浦太赫兹激光器(1)，He-Ne激光器(2)，分光棱镜(3)，反射镜(4)，第一镀金抛物面镜(5)、第二镀金抛物面镜(6)，样品(7)，热致电图像采集器(8)；CO₂泵浦太赫兹激光器(1)用于输出连续太赫兹波；He-Ne激光器(2)用于输出连续红色激光；分光棱镜(3)用于反射He-Ne激光器(2)的输出光波和透射CO₂泵浦太赫兹激光器(1)的输出光波；反射镜(4)用于偏转CO₂泵浦太赫兹激光器(1)和He-Ne激光器输出光的角度，得到反射光(4a)；第一镀金抛物面镜和第二镀金抛物面镜组成一个扩束单元，将反射镜的反射光(4a)直径扩束，传播方向平行；样品放置在第二镀金抛物面镜和热致电图像采集器之间，且需保证样品被测面积小于光束直径，光束照射在样品上散射的部分光波具有物体形貌信息称为物光波(7a)，未散射的部分光波称为参考光波(6a)，物光波(7a)和参考光波(6a)干涉形成的同轴全息图被热致电图像采集器采集，称为全息图H_i(x,y)，其中i表示采集的幅数；其它情况保持不变，在第二镀金抛物面镜和热致电图像采集器之间移去样品，热致电图像采集器记录的图像，称为背景图像B_i(x,y)，其中i表示采集的幅数；

分光棱镜用于将He-Ne激光器的输出光波(2a)顺时针90度反射，依次穿过CO₂泵浦太赫兹激光器的出射窗口玻璃进入CO₂泵浦太赫兹激光器的谐振腔，在CO₂泵浦太赫兹激光器的谐振腔内原路返回，穿过CO₂泵浦太赫兹激光器的出射窗口玻璃，竖直穿过分光棱镜，用于校准分光棱镜，反射镜，第一镀金抛物面镜，第二镀金抛物面镜，和热致电图像采集器的相对位置；

全息图H_i(x,y)和背景图像B_i(x,y)的负像素消除、正像素叠加的重建预处理过程：当共m帧全息图H_i(x,y)中负像素出现的频率大于阈值ε时，替换取值为-1：

$H_s(x,y)=\{\begin{array}{cc}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{H}_i(x,y)/T_{x,y}& \&lsqb;H_i(x,y)\&GreaterEqual;0\&rsqb;\&cap;\&lsqb;f_H(x,y)<\mathrm{\&epsiv;}\&rsqb;\\ -1& \&lsqb;f_H(x,y)\&GreaterEqual;\mathrm{\&epsiv;}\&rsqb;\end{array},---\left(1\right)$

其中，m为复用帧数，H_i(x,y)为第i幅全息图，i的取值在1到m之间；f_H(x,y)为像素点(x,y)在所有m帧全息图中负像素出现的频率，ε为负像素出现频率的阈值，设为0.1；T_x,y为像素点(x,y)处的无负像素全息图帧数的累加值，H_s(x,y)为根据公式(1)叠加后的全息图；当共m帧背景图像B_i(x,y)中负像素出现的频率大于阈值ε时，替换取值为-1：

$B_s(x,y)=\{\begin{array}{cc}\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{B}_i(x,y)/S_{x,y}& \&lsqb;B_i(x,y)\&GreaterEqual;0\&rsqb;\&cap;\&lsqb;f_B(x,y)<\mathrm{\&epsiv;}\&rsqb;\\ -1& \&lsqb;f_B(x,y)\&GreaterEqual;\mathrm{\&epsiv;}\&rsqb;\end{array},---\left(2\right)$

其中，B_i(x,y)为第i幅背景图像，i的取值在1到m之间；f_B(x,y)为像素点(x,y)在所有m帧背景图像中负像素出现的频率，ε为负像素出现频率的阈值，设为0.1；S_x,y为像素点(x,y)处的无负像素背景图像帧数的累加值，B_s(x,y)为根据公式(2)叠加后的背景图像；其中赋值-1为标记幅值缺失像素；

累加全息图归一化重建预处理过程：公式(3)中的-1代表全息图H_s(x,y)或背景图像B_s(x,y)的幅值缺失像素；当全息图H_s(x,y)或背景图像B_s(x,y)为-1时，归一化后的全息图H_n(x,y)取值为-1，当全息图H_s(x,y)和背景图像B_s(x,y)不为-1时，做如下处理过程：

$H_n(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{H}_s(x,y)/B_s(x,y)& \&lsqb;H_s(x,y)\&NotEqual;-1\&rsqb;\&cap;\&lsqb;B_s(x,y)\&NotEqual;-1\&rsqb;\\ -1& \&lsqb;H_s(x,y)=-1\&rsqb;\&cup;\&lsqb;B_s(x,y)=-1\&rsqb;\end{array}\right..---\left(3\right)$

H_n(x,y)为归一化后的全息图，H_s(x,y)为原全息图，B_s(x,y)为背景图像；

相位重建迭代方法四步步骤：

(1)将归一化全息图H_n(x,y)的非负值称为已知像素，将归一化全息图H_n(x,y)的-1值称为缺失像素；通过记录面上缺失像素附近的已知像素值，线性插值补回缺失数据，得到插值后的记录面强度分布H'_n(x,y)；常数0设为记录面的初始相位值，记录面强度分布H'_n(x,y)的平方根设为记录面的初始幅值，初始相位值和初始幅值的乘积作为记录面的初始复振幅U_d(x,y)_，开始迭代计算；

(2)采用角谱积分传播算法将记录面复振幅U_d(x,y)模拟传播到物面，得到物面复振幅U₀(ξ,η)；

(3)为消除孪生像，物面复振幅U₀(ξ,η)需做阈值处理，当振幅大于1时替换取值为1，其对应相位值为0，当振幅小于等于1时，保持原值：

${U_0}^{\&prime;}(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})=\left\{\begin{array}{cc}{U}_0(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})& \&lsqb;\left|U_0(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})\right|\&le;1\&rsqb;\\ 1& \&lsqb;\left|U_0(\mathrm{\&xi;},\mathrm{\&eta;})\right|>1\&rsqb;\end{array}\right.$

U₀(ξ,η)为阈值处理前的物面复振幅，U₀'(ξ,η)为阈值处理后的物面复振幅；

(4)采用角谱积分传播算法将物面复振幅U₀'(ξ,η)模拟传播到记录面，得到记录面复振幅U_d'(x,y)；对于U_d'(x,y)已知像素，即归一化全息图H_n(x,y)的非负值像素，提取出复振幅U_d'(x,y)的相位值φ_d'(x,y)，与归一化全息图的幅值，即归一化全息图H_n(x,y)的平方根相乘，得到更新后的记录面复振幅U_d"(x,y)；对于U_d'(x,y)缺失像素，即归一化全息图H_n(x,y)的-1值像素，复振幅U_d'(x,y)保持不变，即U_d"(x,y)＝U_d'(x,y)：

${U_d}^{\&prime;\&prime;}(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}{U_d}^{\&prime;}(x,y)& \&lsqb;H_n(x,y)=-1\&rsqb;\\ \sqrt{H_n(x,y)}\exp \&lsqb;{{\mathrm{j\&phi;}}_d}^{\&prime;}(x,y)\&rsqb;& \&lsqb;H_n(x,y)\&NotEqual;-1\&rsqb;\end{array}\right.$

U_d'(x,y)为阈值更新前的物面复振幅，U_d"(x,y)为阈值更新后的物面复振幅，φ_d'(x,y)为阈值更新前的物面相位值，j为复数符号，H_n(x,y)表示归一化全息图；

通过计算得到的物体复振幅U_d"(x,y)被用作下一轮迭代计算的输入值，即替换步骤(2)中的U_d(x,y)_，迭代过程从步骤(2)开始至步骤(4)，经过100次以上迭代后，将最终消除孪生像。

2.根据权利要求1所述的一种连续太赫兹波的同轴数字全息相位复原成像方法，其特征在于：

平均复用帧数m在热致电图像采集器采样频率为48Hz时的帧数为125帧的倍数。