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.     

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。     

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。     

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。     

傅里叶变换及小波变换的工程应用

指出了傅里叶变换存在的问题,针对其存在的精确性低和不适用于非平稳信号两大问题展开了讨论,分析了几种提高谱质量的校正方法,对近几年得到迅速发展并形成研究热潮的小波变换技术的概念和其在故障诊断中的应用作了介绍。     

π相移及频域滤波对傅里叶变换轮廓术精度的影响

在傅里叶变换轮廓术（FTP）测量方法中,测量系统经成像装置获取由物体高度调制后的变形结构光场,并通过傅里叶变换、频域滤波和傅里叶逆变换恢复出物体的高度信息．其中频域滤波是FTP中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,在傅里叶变换轮廓术的基础上采用百相移技术消除背景分量,利用适当大小的矩形滤波窗口获得高质量基频分量,有利于减小测量误差．     

一种基于离散傅里叶变换的小波变换的快速算法

小波理论中的多分辨率分析和Mallat算法近年来已在数字信号处理中得到了广泛的应用．但如果直接按照上述算法计算信号的小波分解和重构,其计算量将是很大的．通过对离散傅里叶变换及Mallat算法原理的分析,针对离散小波变换算法结构特征,对其结构进行了重组,在此基础上利用快速傅里叶变换,提出了一种快速离散小波变换算法,并从理论上进行了分析和论证;与直接算法相比,可有效降低运算量．     

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．     

快速傅里叶变换(FFT)与小波变换技术

快速傅里叶变换是数字信号系统中解决离散问题较有效的手段.但是傅里叶变换缺乏空间局部特性,难以确定奇异点在空间的位置及分布情况.近年来兴起的小波变换技术同时具有良好的时域和频域局部特性,因而广泛应用于图象工程、信号分析、图象压缩等领域.本文给出了 FFT 与小波变换闻的关系并对其应用原理进行了分析.     

Fourier变义换和Gabor变换与小波变换的比较研究

对Fourier变换、Gabor变换和小波变换进行比较。从Fourier变换的定义出发，进行分析阐述，指出了Fburier变换不具有局部化分析的功能以及时频完全分离的缺点：通过对Gabor变换的核函数进行时频两域分析，说明了它品质因数是不恒定的以及它的一些缺陷；最后对小波变换的核函数进行分析，论述了小波变换具有品质因数恒定和多分辨率分析等优点。     

Fourier变换轮廓术中采用Gerchberg叠代消除边缘误差

运用Gerchberg叠代方法，对采集的不满场条纹进行外插处理，直到变形条纹的傅里叶频谱的能量集中在正负一基频周围，消除两基频的相互混叠。计算机模拟证实，采用以上方法可以提高FTP的测量精度。     

复Morlet小波光学三维轮廓提取关键参数快速设定方法

针对基于复Morlet小波的光学三维轮廓术关键参数设定受经验取值方法影响,实用性较差的现状,提出以小波基函数能量恒定原理、变换特性以及数字信号精确分析为基础,进行理论推导及数值计算验证,建立一种快速、有效设定复Morlet小波中心频率fc和带宽fb,以及尺度a等关键参数的取值方法。数值模拟和对实物形貌恢复效果实验结果表明：该取值方法能够快速有效地获取关键参数,同时在不同周期光栅和尺度参数下,可将误差平均降低0.030 4。     

改进型非相移的傅氏变换轮廓测量法

为提高傅氏变换轮廓法 (FTP)的最大可测梯度 ,改进了一种不需移相就能去除零次分量的新方法。通过额外产生零次分量并将其从畸变栅线频谱中去除 ,可使主频带在低频段得到很大扩展。同时控制 Ronchi光栅散焦 ,可有效抑制空间高次谐波。该方法建立的光学模型符合实际测量情况 ,据理论分析可将最大可测梯度提高至原来的 3倍。较之以往通过精确相移滤除零次分量的方法 ,该方法更易实施     

复Morlet小波的三维测量技术

为扩大小波变换轮廓术在三维测量领域的应用,提出了获得物体三维形貌的方法。该技术基于复Morlet小波变换理论,采用结构光照明,用最大值法提取小波变换的脊,获得变形光栅的包裹相位及整幅图像的包裹相位分布,再做相位展开。实验表明,该方法的误差在-0.37～0.38rad,能够满足物体三维测量技术要求。     

动态孤立区域位相展开方法的研究

位相展开问题是所有基于条纹分析的光学测量技术都难以避免的问题．在采用结构照明的光学三维传感方法中，位相展开是被测物体三维面形正确重建的关键步骤之一．特别是在冲击和爆轰过程中，由于突轰过程的特殊性，解出的位相是散布的，位相的展开更是一个难点．将调制度引入到动态傅立叶变换轮廓术，根据调制度信息建立三维模板，并在三维坐标空间下进行基于调制度排序的位相展开，很好地解决了二维情况下空间不连续区域和孤立区域无法正确展开位相的问题，为动态傅立叶变换轮廓术应用在冲击和爆轰过程中，获取物体散布的三维面形提供了强有利的新手段．给出了详细的理论分析和计算机模拟．     

一种离散小波变换的快速分解和重构算法

通过对实序列的快速傅里叶变换算法的推导及Mallat算法原理的分析，根据离散小波变换（DWT）算法结构特征，提出了一种离散小波变换的快速分解和重构算法；给出了相应的算法步骤，从数学理论上对该算法进行了论证。结果表明与原有的快速小波算法（Mallat算法）相比，可显著减少信号与滤波器长度N较大（大于16）时小波变换的实乘次数（分解仅为（5log2N 7)N次，重构仅为4N（1 log2N)次）提高了运算速度，且该算法有着良好的并行性，易于数字信号处理器（DSP）的快速实现。