3.5 Способы устранения спекл-структуры

Существует два основных метода устранения спеклов и множество способов.

Во-первых, в некоторых случаях спеклы можно сделать меньше, чем детали объекта, представляющего интерес. Размеры спеклов являются дифракционно-ограниченными, так что, если детали объекта крупные, то спеклы становятся «ненаблюдаемыми».

Во-вторых, спеклы можно усреднить. Осуществляется это движением рассеивателей, использованием разных длин волн, изменением апертуры в плоскости регистрации.

Возможны и другие способы. Все эти способы снижают разрешение изображения ниже дифракционного предела; везде используется некогерентное сложение изображения. Чтобы свести к минимуму корреляцию спеклов, достаточно очень небольшого движения, так что, сохраняя один из рассеивателей неподвижным и при этом, вращая или перемещая второй, можно получить изображение, по существу свободное от спеклов за счет усреднения по времени.

Влияние усредняющего действия приемной апертуры на величину флуктуаций рассеянного когерентного излучения. Если размер приемной апертуры больше, чем средний размер спекла, статистика измеренной интенсивности уже не подчиняется закону Рэлея. Хорошей аппроксимацией такой интегрированной интенсивности служит гамма-распределение. В этом случае контраст спекл-структуры уменьшается из-за усреднения спеклов, попадающих в область приемной апертуры. Важно в этом случае уметь оценивать уменьшение контраста из-за усреднения, выполняемого приемной апертурой. Измеренная интенсивность выражается через интенсивность спекл-картины как свертка с функцией B(x,y), описывающей форму приемной апертуры.

.

Спектр Винера измеренных флуктуаций интенсивности W¢(u,v) связан со спектром флуктуаций спекл-картины W(u,v) следующим соотношением

W¢(u,v) = W(u,v)êb(u,v) ê2,

где  b(u,v) фурье-образ B(x,y). Дисперсия флуктуаций измеренной интенсивности выражается как:

.

Но на практике чаще используют упрощенный метод оценки дисперсии флуктуаций измеренной интенсивности рассеянного излучения, используя следующую модель: предполагается, что изображение состоит из некоррелированных спеклов, или ячеек, характерного размера; считается, что в пределах апертуры содержится N таких ячеек. Тогда полная комплексная амплитуда U внутри апертуры запишется в виде , где Um- комплексная амплитуда от m - ой ячейки. Так как по предположению Um независимы, величину U можно считать результатом процесса случайных блужданий. Вычисление моментов распределения для этого случая показывает, что контраст спекл-картины оказывается равным , иначе говоря, контраст уменьшается обратно пропорционально квадратному корню из площади апертуры. Подобный метод применим лишь для полностью когерентного освещения.