傅里叶变换轮廓术中预处理滤波方法的研究

用傅里叶变换轮廓术测量复杂物体形状时,频谱能量分布弥散,出现频率混叠现象,滤波时难以确定截止频率.选用了3种频域滤波窗以及小波滤波4种滤波方法对傅里叶变换轮廓术中的变形光栅图进行处理,计算机模拟并比较了在有噪声和无噪声的情况下不同滤波方法的误差分布.数据分析表明,选用合适的小波基对信号进行滤波处理比其余3种滤波器的测量精度要高.     

傅里叶变换轮廓术中预处理滤波方法的研究

用傅里叶变换轮廓术测量复杂物体形状时，频谱能量分布弥散，出现频率混叠现象，滤波时难以确定截止频率。选用了3种频域滤波窗以及小波滤波4种滤波方法对傅里叶变换轮廓术中的变形光栅图进行处理，计算机模拟并比较了在有噪声和无噪声的情况下不同滤波方法的误差分布。数据分析表明，选用合适的小波基对信号进行滤波处理比其余3种滤波器的测量精度要高。     

动态三维面形测量研究

光学三维面形测量技术,具有非接触、快速、精度高等优点,已得到了广泛的应用。基于傅里叶变换轮廓术(Fourier TransformProfilometry,简称FTP)的三维面形测量是一种具有广泛应用前景的方法。其基本思想是利用信号的频谱特性来恢复物体的三维面形。和莫尔轮廓术、位相测量轮廓术     

小波滤波器组在三维轮廓术上的应用

在傅里叶轮廓术中引入小波变换滤波器解析对物体的三维形貌进行测量和分析．采用对数伽柏(log Gabor)函数生成一组非线性滤波器对光栅图像进行滤波，从而获得光栅图像的相位信息，以实现全自动化测量和提高测量精度．最后给出模拟和实验结果．     

彩色结构光π相移傅里叶变换轮廓术的研究

对三维测量系统中使用的光栅进行编码时,将红、绿、蓝三个分量的灰度值均按余弦曲线分布,且三分量间有2π/3的相位间隔,形成颜色渐变的彩色光栅,再将该光栅投射到被测物体上。图像采集装置采集到的是受物体高度调制后的变形光栅,利用傅里叶变换轮廓术对变形光栅的三个分量分别处理,计算出三组被测物体的高度数据,然后对这三组数据进行平均。仿真结果表明彩色光栅投影方法可以得到被测物体的表面高度信息。     

用时间域相位解包法测量不连续物体的三维轮廓

针对传统相位解包方法不能测量不连续物体轮廓的问题,提出了一种基于时间域相位解包的傅里叶变换技术.该技术采用先投影一系列间距随时间变化的正弦条纹图到被测物体上,再用电荷耦合器件和图像采集卡来获取由物体面形调制而变形的条纹图,并沿时间轴对这些变形条纹做傅里叶变换、滤波和反变换,然后沿时间轴解包,得到图像上每个时刻每个像素点的相位.由此得到的相位值在像面内是相互独立并且是沿时间轴变化的,这个相位变化率包含有物体的高度信息.实验表明,该技术成功地解决了不连续物体的轮廓测量问题,与传统的空间相位解包方法相比,该技术最大的优点是能够方便、准确地测量不连续和大陡度物体的轮廓.     

基于小波分析的傅里叶变换轮廓术应用研究

采用一种基于小波分析的傅里叶变换轮廓术测量了物体三维形貌。利用小波变化的时频特性,对测量光栅图像进行了处理,提取了有用的频率分量,获得了光栅图像的相位信息,抑制了频率混叠。计算机模拟结果验证了该方法的可行性,并在有噪声和无噪声的情况下与一般数字滤波器处理结果进行了比较,无论从测量精度还是测量范围都得到了提高。     

基于小波分析的傅里叶变换轮廓术应用研究

采用一种基于小波分析的傅里叶变换轮廓术测量了物体三维形貌.利用小波变化的时频特性,对测量光栅图像进行了处理,提取了有用的频率分量,获得了光栅图像的相位信息,抑制了频率混叠.计算机模拟结果验证了该方法的可行性,并在有噪声和无噪声的情况下与一般数字滤波器处理结果进行了比较,无论从测量精度还是测量范围都得到了提高.     

提高结构光三维形貌测量精度的分段拟合滤波方法

在基于结构光的三维形貌测量法中,物体高度调制后的变形结构光场经过成像系统成像,由测量系统获取,并通过滤波,相位测量和解相位恢复出物体的高度信息.其中滤波是提高测量精度的重要环节.本文通过计算机模拟及数据对比证实,在相位测量轮廓术的基础上采用分段拟合滤波滤除噪声的有效性和实用性,并对分段拟合滤波的计算精度和计算误差进行实验模拟分析.     

基于小波神经网络的复杂三维物体测量

将小波神经网络引入基于结构光投影的复杂物体三维面形测量.在测量过程中,利用小波函数的时频特性及变焦特性和神经网络强大的函数逼近功能,得到离散条纹图的连续逼近函数,从中解出物体的相位信息,获得物体的三维面形分布.应用小波神经网络,在结构光投影条件下,只需要获取一幅条纹图,便可以完成复杂物体的三维面形测量.该方法相比传统的傅里叶变换轮廓术方法,不存在滤波操作,具有更高的灵敏度,在条纹图存在阴影的情况下,能更准确获得物体的相位信息,更加适用于恢复复杂物体的三维面形.模拟及实验均验证了该方法的可行性.     

傅里叶描述子及DIP应用

计算机视觉常以物体特征为基础进行区别、分类,本文以傅里叶描述子描述物体的形状特征,同时借助快速傅里叶变换完成傅里叶描述子的程序实现,并作为数字图像处理DIP的基本技术应用在区域分类、物体轮廓识别等方面。     

多边形滤波窗口在傅里叶变换中的应用

针对传统傅里叶变换求包裹相位过程中矩形滤波窗口易产生噪声干扰的问题,设计了多边形和圆形滤波窗口。简述了傅里叶变换的原理,通过MATLAB对试验所得物体变形条纹图分别用矩形、多边形和圆形滤波窗口进行了滤波,并讨论了滤波后图像的信噪比。结果表明,针对不同形状的频谱图,采用最适合频谱形状的多边形滤波窗口得到的包裹相位图,噪声最小,质量更高。     

一种无阈值的傅里叶窗口滤波算法

提出了一种无需设定阈值的傅里叶窗口滤波算法,该方法解决了加窗傅里叶变换法无法克服的阈值问题,得到单一最佳频率图像,并大大缩短了计算时间．该方法可用于各类条纹图像的低通滤波,为从条纹图中进一步提取变形相位奠定了良好的基础．笔者介绍了自动窗口傅里叶变换算法的原理,利用该算法对散斑图进行了处理,并与加窗傅里叶变换法的滤波结果进行了对比．实验结果证明了无需设定阈值的傅里叶窗口滤波算法具有良好的滤波效果．     

利用分数与常规傅里叶变换测量物体横向位移和倾斜因子

根据分数傅里叶变换的基本性质,结合常规傅里叶变换的特点,提出了一种可以同时测量物体横向位移和倾斜因子的新方法,即采用二次曝光技术,同时记录物体变化前后的分数傅里叶强度,从而得到物体横向位移及倾斜信息.并在此基础上,给出了测定物体横向位移和倾斜因子的实验方案.     

频谱扫描的物体面形测量方法研究

根据正弦投影栅成像及其傅里叶变换的特点，提出了一种利用频谱扫描测量物体面形的方法．使用CCD摄像机采集一幅待测物面的图像，利用傅里叶变换法求出其空间频谱．扫描频谱图，确定参考平面投影栅线的空间频率，进而利用余弦函数模拟参考平面上的投影栅线分布．由待测物面上和参考平面上投影栅线的相对变形可求出物体的高度场分布．该方法不需要相位分布测量，也不需要解包裹运算，只需一幅图像即可实现物体的面形测量．笔者介绍了该方法的原理并进行了实验验证，给出了实验过程和实验结果．实验结果表明，该方法可实现物体面形的快速识别，有自动化程度高、计算速度快、对环境要求更低的优点．     

基于方棱镜的大错位电子散斑干涉形貌测量技术

分析了方棱镜的剪切原理,提出了利用方棱镜作为剪切元件的大错位电子散斑干涉形貌测量技术.利用方棱镜作为剪切元件,对被测物体进行微小偏转以引入载波条纹,通过CCD摄像机采集载波条纹图,利用傅里叶变换法解调可得到物体高度的位相信息,从而实现物体的形貌测量.     

基于傅里叶变换移相测量的相位测量轮廓术

移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源,提出一种对实际步进移相值进行测量,消除移相误差对相位测量影响的算法,该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合,利用傅里叶变换相位原理测量每次移相的实际相移量,然后根据相移实测值计算相位分布,进而获得物体表面蝗三维数据。该算法能够准确测量每步移相的实际相移量,不要求移相的均匀性和重复性,只需３帧图像就可解调出相位分布,不受移相误差的影响。仿真结果证实了该算法的有效性,实际图像数据处理结果表明,该算法可以基本消除由移相引起的误差。     

关于散斑图全场观测时两种Fourier变换光路的探讨

散斑图通过光学傅里叶变换和空间滤波再现是力学测量中的重要手段。常用的变换光路是把散斑图置于变换透镜的前焦面上。本文对把散斑图分别置于变换透镜前、后的两种傅里叶变换光路进行了讨论,指出对不要求“准确”的傅里叶变换的散斑图观测,采用散斑图置于透镜后的光路有较多的优越性。     

小波变换在光学中的应用

讨论了傅里叶变换的缺点及小波变换的定义和性质，分析了加窗傅里叶变换和小波变换的特点，用4f空间滤波系统实现了二维小波变换．     

电子散斑干涉离面位移场的调制与解调技术

利用电子散斑干涉技术物体的变形场进行定量测量．通过偏转参考物体法,实现散斑离面位移场的空间载波调制;结合傅里叶变换法解调,仅需一或两幅条纹图就可得出全场离面位移分布．理论分析与典型实验比较。表明该方法是可行的．