数字全息相比于传统光学全息技术,具有成像快、操作方便等优势。尤其是,结合数字图像处理技术可以对数字全息的再现像进行实时优化。因此,数字全息已广泛运用于测量、存储以及粒子追踪等诸多领域。相比于其他类型的数字全息,无透镜傅里叶变换数字全息具有提高CCD有效带宽的利用率、降低物体相位和幅度信息的损失等诸多优势。然而,在无透镜傅里叶变换全息的再现像中,散斑噪声和零级像同样严重降低再现像的质量。本文主要研究提高无透镜傅里叶变换数字全息再现像质量的方法。文中提出了基于拉普拉斯变换和像素值分布统计去除零级像的方法,以及选择性空域掩模法和基于全息图区域分割及重组的降低散斑噪声的方法。本文主要工作如下:第一部分:介绍了全息术的发展以及数字全息的优劣之处。重点介绍了现阶段数字全息在多领域和多层面的运用,及国内外在数字全息降噪和去除零级像领域的研究现状。第二部分:重点讨论了数字全息的波前记录和波前再现及其记录条件。阐述了无透镜傅里叶变换数字全息在记录过程中,能提高CCD有效带宽的利用率,且在再现的过程中,仅进行一次快速傅里叶变换,极大地降低了物体相位和幅度信息的损失。第三部分:介绍了无透镜傅里叶变换数字全息的干涉图经过拉普拉斯算子处理,经再现之后能有效去除零级像的原理。文中提出了一种优化的方法,该方法通过再现像的像素值分布直方图设定合理的阈值,不仅能更进一步地除去零级像,还能降低散斑的影响。基于光学平台搭建光路,记录无透镜傅里叶变换数字全息的干涉图,且基于该方法对干涉图进行再现处理。通过主观和客观上的分析对比,验证了该方法不仅可以进一步去除零级像的残余,而且增强了再现象的对比度,同时也降低了散斑噪声。第四部分:介绍了数字全息中激光散斑产生的原因及其分布特性,重点介绍传统的空域掩模法。提出了选择性空域掩模法和基于全息图区域分割及重组的方法,并将选择性空域掩模法和基于全息图区域分割及重组的方法分别同传统的空域掩模法进行对比。主观上,选择性空域掩模法和基于全息图区域分割及重组的方法所得到的无透镜傅里叶数字全息再现像,都能显著降低再现像的冗余度;客观上,选择性空域掩模法和基于区域分割且重组的方法相比于传统的空域掩模法,在算法的运行时间、EPI值和ENL值的大小等方面都更有优势。通过实验证明,选择性空域掩模法和基于全息图区域分割且重组的方法都能够更快地降低无透镜傅里叶变换数字全息再现像的散斑噪声,而且更好地增强再现像的像质。