基于dsp的数字波面干涉图的预处理技术研究（可复制）.pdf

摘要关键词:干涉仪图像处理小型化随着现代科学技术的发展,高速度、高精度的在线检测技术越来越受到生产工程领域研究人员的关注,干涉仪作为检测光学系统、光学元件最有效、最准确的仪器得到了快速的发展,干涉仪的小型化是目前发展的一个热点。本文对干涉图像处理算法、硬件实时实现做了系统的研究,为小型化打下了良好的基础。在分析干涉条纹图像特点及图像噪声特征的基础上,重点开展了基于布平台的干涉图像实时处理算法的研究。通过对于涉图像特征的分析以及干涉条纹中噪声问题研究,基于图像处理效果和易于硬件实现两方面的考虑,试验并分析比较了多种算法在干涉图像平滑中的应用,设计了基于布教ǖ母缮嫱枷衿交软件系统,实现了算法的硬件实时运算。通过大量的实验证明,干涉图的处理算法是行之有效并易于硬件实现的,同时此硬件平台可以应用于小型干涉仪的设计和仿真实验。薹于纳⒆植娓缮嫱嫉脑ご砑际跹芯硕士论文●
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于涉仪发展概况光干涉测试技术是公认的检验光学系统、光学元件和波像差最准确的手段之一,是以光的波长为计量单位的一种高精度、高灵敏度的计量测试方法【.干涉仪可以高速、非接触地传输被测信息,是高精度光学测量中常用的重要仪器。二十世纪八十年代后,国际上将激光技术、图像处理技术、光子技术与计算机技术引入到光干涉计量测试领域,用于光学系统及零部件波像差与成像质量的评价,实现了实时快速、高精度、多参数、自动化计量测试,随着激光、计算机和集成化光电探测器件的出现与迅速发展,移相干涉术的日益成熟,光于涉测量技术自动化要求也越来越高,分辨率也达纳米级,使干涉测量技术广泛用于平整度测量和质量控制等。在光学加工业中,对面形检测仪器有着大量的要求,仪器主要有干涉仪、轮廓仪等,用于满足各种用途、各种的形状和各种尺寸的光学元件的检测,波面干涉仪是应用最为广泛、测量精度较高的检测仪器。如六十年代华东工学院光学工厂推出的饩低妇蹈缮嬉恰⑸虾9饣こ瞥龅立式平面干涉仪等,成为当时的标准化仪器。目前由于光学元件波面检测精度、检测速率、信息存储等诸多方面的要求,对数字化的干涉仪以及专用干涉仪的需求不断增长。国外在这方面的工作起步早、发展快,已推出大量应用于各种检测范围和用途的数字干涉仪,在国内也已有较多的用户,如公司早期的系列干涉仪和近年推出的盗懈缮嬉牵丫晌P幸抵型ㄓ美嗍植娓缮嬉堑氖率当曜肌近年来国内外光学加工业不断发展,对加工元件精度的提高和生产的日益国际化,对高精度的数字波面干涉仪提出了大量的需求,推动了这方面研制工作的进程,如浙江大学、长春光机所、上海光机所、上海大学、南京理工大学等都在这方面作了大量的工作,部分还推出了具有自主知识产权的仪器。基于嵌入式设备的干涉仪的优点表现在:由于这种系统的处理系统是一个功能专一、计算能力强大与软件结合紧密的芯片,不像现有系统那样受通用计算机系统中其它软件、硬件的影响,因此性能上更稳定,且便于安装、维护。嵌入式设备的易于移动、受环境影响小的特点,使得它能够更加方便的在加工现场进行检测,模块化、集成化的设计使得这类型的干涉仪便于管理、易于维护,降低生产成本,因此应用范围更广。基于嵌入式系统的干涉仪目前在国外已开始进入实用阶段,司已经提供了三种类型的版本:、。由于小巧的外形,使得仪器置于几乎任何地点。无需笨重的计算机或者其它终端。此类型仪器的硕士论文基于氖植娓缮嫱嫉脑ご砑际跹芯.
鲁二钟二,,位相差△妒二%一∥:与光程差占的关系为溶凳街%撸莆2ㄊ』一汤/艿籎:与波长绕安称为干涉级次。干涉级次七可能是整数也可能是小数.,口当缈保衚,式中侨我庹/獭船“凇分布的。而且,当△∥〉妒优异抗振和坚固设计,可以在严苛的车间环境中使用。而同类型的干涉仪在同内还没有相关的研究报告·干涉原理及噪声分析两列光波相遇而光亮发生明暗变化的现象就称为光的干涉现象,产生干涉现象的光称为相干光】。两束光相干的条件是同偏振、同频率以及位相差恒定。光程差设有两个满足相干条件的振幅相等的单色平面波【若将这两个波叠加,则叠加电场为叠加后的干涉光强为上式就是等幅双光束干涉的表达式,。叠加区任一点或任一时刻的合成光强的精确值取决于两光在该点或该时刻的位相差。即当∥,有,一两束强度不等的相干光的干涉有类似的情况,其干涉光强表达式为式中气,厶分别为两相干光的光强;ヒ欢剩何A焦獾南辔徊睢S缮鲜娇见,强度不等的两光束干涉场的干涉光强随两光位相差的变化仍是按余弦规律..为,.“,顾郝畚摹基于氖植ㄑ8缮嫱嫉脑ご砑际跹芯。痎妒。.·
剖∑∑㈨硝啤啤韏,√,口当△±彷时条纹的形成是基于光学干涉原理,当空间两束相干光的波阵面在空间相遇时,就会在空间特定的位置形成明暗分布