电子散斑干条纹图和相位图滤波方法的应用研究.pdf

摘要关键词:电子散斑干涉条纹图,电子散斑干涉相位图,图像滤波,偏微分方程电子散斑干涉测量蛐次狤是一种全场非破坏性光学测量技术,广泛应用于光学粗糙表面的变形测量和无损检测。准确地提取相位在应用获得物体变形位移信息中起着非常重要的作用。然而,通常实验获得的相位图在很大程度上受到噪声的影响,所以滤波方法的研究就变得很重要了。本文针对电子散斑条纹图和相位图的滤波方法进行了研究。首先本文将改进的偏微分方程滤波方法应用在电子散斑条纹图上。然后,根据电子散斑相位图的特性,在滤波的过程既要去除噪声又要保持相位跳变信息,本文将偏微分方程滤波方法与正余弦滤波法相结合,应用于电子散斑相位图去噪。本文把最小二乘拟合的思想加入到相位图滤波上,提出了一种有效的滤波方法:切线方向的最小二乘相位图滤波法。改进的相位图滤波方法具有以下几个优点:第一,本算法适用性强,可以应用在由各种方法得到韵散斑相位图噪声去除上;第二,本算法可以根据图像噪声大小的情况进行迭代次数的选择;第三,根据相位条纹图的条纹形状,本算法中滤波窗口可以选取竖直方向的矩形窗口或正方形窗口。为了达到更好的滤波效果,对于条纹比较稠密的相位图,可以在沿条纹切线方向的窗口中进行平滑处理,可以有效的避免条纹模糊现象的发生。而对于条纹稀疏的相位图,可以在计算过程中采取串行计算:对于一幅图像,逐个像素点进行运算,得到滤波后的相位值,并立即更新原图像当前点的相位值,这样可以提高算法的平滑效率。本算法是一种行之有效的相位图滤波算法,具有较高的实用价值。图像处理,切线方向的最小二乘拟合滤波方法
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签字日期:硼年/詹晨王文平学位论文作者签名:上天干独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤鲞叁堂或其他教育机构的学位或证。辏本学位论文作者完全了解鑫鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检签字日期:年本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他入已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:导师签名:,月日月/
第一章绪论电子散斑干涉测量技术概述散斑干涉测量技术,具有非接触,高精度和全场等优点,一直为人们所重视,尤其是被大量地应用于表面变形的测量。它利用一束相干光照射在未经加工的工件表面,形成散斑图。当被测工件产生微小的位移时,在其表面形成的散斑图也必将发生移动,利用光学照相的方法将散斑图记录下来,比较前后两次散斑图就可以得到物体的位移信息,这就是光学散斑的测量原理。用于散斑照相通常利用银盐干板做记录介质,不仅费时、费力,且操作过程复杂;再加上干涉条纹图的处理极其费时,这就给干涉技术的推广带来了困难。为了适应工业部门的快速和自动计量的要求,必须解决记录方法和干涉条纹图自动处理等问题。散斑最初是被人们当作全息照相时的噪声而被认识的。当激光照射到漫反射物体表面时,物体表面的近前方的空间将布满明暗相问的亮斑和暗斑,这些亮斑和暗斑的分布是散乱的,故称为“散斑”。在全息干涉法中就发现了这种现象,当时认为这是一种“噪声”。因为散斑是由粗糙面的散射形成的,所以也可以说散斑是粗糙表面的某些信息的携带者,这样借助于散斑不仅可以研究粗糙表面本身,而且可以研究它的形状和位置的变化【俊闎和紫扔τ霉獾子器件阆窕代替了全息干板记录散斑场的光强信息,并存储在磁带上由电视摄像机输入的物体变形后的散斑图通过电子处理的方法不断与磁带中的变形前的散斑图进行比较处理,从而在监视器上能观察到散斑干涉条纹,这种方法就称为电子散斑干涉法简写为同年,也发表了类似的文章。年劝讶⒏缮媸踔械牟慰光位相调制技术引入电子散斑,使之能测量振动的位相分布;年致了电子散斑干涉法中的消相干效应,并提出了相应的改进措施;年利用双波长电子散斑干涉法测量了物体的轮廓:年认低车囟缘缱由斑干涉中各种参数的选取和优化作了详细的报道。这样,人们完成了对电子散斑技术的基本原理和它的性质的研究,提出了改善条纹质量的系统参数选取方法,为以后的研究和应用打下了基础,并研制了商品化的干涉仪。随后,把断续激光用于电子散斑,年仁褂昧诵」β始す馄骱桶氲体激光器实现了电子散斑干涉术,从而使系统更加紧凑、实用。上世纪八十年代,出现了集成化的电子存储模块。把这种技术应用在电子散
为了适用于各种工程环境测量的需要,一些仪器化、商品化的电子散斑干涉子