Matlab在ESPI离面位移图像处理中的应用

采用电子散斑干涉法开展了测量拉伸条件下含硬夹杂物板的离面位移的实验研究。其中,用MATLAB对实验中所获取的散斑干涉条纹图进行了直方图均化、灰度调整、频域低通滤波、二值化分割数字图像处理,得到清晰的干涉条纹图。其条纹图与用ANSYS软件对该实验进行的有限元分析与仿真结果相符。     

一种快速时间相位展开方法

为了实现物体形貌的快速三维测量,提出了一种基于四步相移的快速时间相位展开方法.与传统四步相移不同,增加了2幅相连周期相移量相差为π的条纹图.根据四步相移条纹图获取包裹相位,通过增加的2幅条纹图结合四步相移条纹图中的2幅获得辅助相位.最后通过包裹相位和辅助相位共同确定条纹级次,所得条纹级次不易出错.与格雷码和相位编码方法相比,该方法只需要6幅条纹图且算法简单,可以实现物体形貌的快速测量.实验结果验证了所提方法的可行性,测量的均方根误差(RMSE)为0.037 mm.     

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．     

基于同态滤波的载波ESPI图像处理方法

在分析载波电子散斑干涉(ESPI)测量离面微小位移工作原理的基础上,提出了一种新的相关条纹图处理方法,这种方法将具有带通滤波效果的同态滤波技术和二次傅里叶变换技术相结合.实验表明,该方法不仅能有效滤除相关条纹图中的高频乘性噪声,而且能快速解调出离面位移和形变信息,适用于动态离面微小位移和形变的测量.     

投影栅三维形面测量中亚像素匹配算法

根据相位值寻找匹配点是投影栅三维形面测量系统的关键技术之一,匹配精度在一定程度上决定了系统最终的三维重建精度,而整像素匹配无法满足高精度三维形面测量的需要.根据相邻像素相位近似线性分布的特点,提出了一种基于相位线性插值的亚像素匹配算法.模拟实验表明: 应用该匹配算法后,三维重建测量精度有很大提高,匹配速度很快.验证实验显示: 应用该匹配算法后投影栅三维形面系统的测量精度可达0.03 mm, 能够满足一些高精度测量需求.     

散斑干涉相关条纹的交叉熵表征方法

为了避免数字散斑干涉计量中传统相关条纹表征方法因散斑噪声严重导致信噪比较低的问题,根据交叉熵的基本概念和对散斑干涉计量过程状态变化信息表征基本原理的分析,提出了一种新的相关条纹图生成方法--交叉熵法.理论推导和应用效果的定量分析表明:交叉熵方法所产生的相关条纹与减条纹本质上是一致的;由于交叉熵条纹表征方法融入了自适应同态滤波,与减条纹相比具有更好的条纹图对比度、较低的散斑指数和更好的包裹相位信息提取质量.     

数字云纹条纹图的形成及其相位分析

就载波云纹法的变形数字云纹条纹图的形成及其相位提取进行了分析．应用数字图像采集系统形成的变形数字云纹条纹图可实时观察全场变形，提出的相对傅里叶变换频域解调技术可高精度地计算出变形相位并形成高质量的全场相位图．给出了与理论相吻合的实验结果．     

激光全息照相实验计算机辅助处理的研究

为在激光全息照相实验中有效地开展全息干涉计量的实验内容，建立了一套基于图像处理技术的计算机辅助处理系统，本系统应用图形显示技术，使计算机的显示器在显示操作界面的同时也显示所采集的图像，编制了用于全息干涉等值线条纹图的实时处理软件，包括条纹的采取、存储、二值化和细化等功能，针对离面位移的处理结果表明该系统具有实时、准确等优点，可以在全息照相实验中推广使用。     

内应力在线测量的电子散斑图像采集和处理系统

通过设计基于电子散斑的内应力测量图像采集与处理系统,为毛坯内应力场的自动测量奠定了硬件和软件的基础。研究散斑条纹处理的算法,根据散斑条纹噪声产生的原因以及设计的测量光路的特点,提出了条纹去噪和条纹校正的算法,利用该算法对条纹进行处理,获得了清晰有效的条纹。     

单幅相位图的二维位移分离技术与图像处理

提出了利用单幅电子散斑物体变形相位图分离二维分量的方法.传统电子散斑干涉技术测量得到的是物体变形的混合相位场.当物体具有对称变形时,可通过图像处理的方法,获得二维变形的分量值.利用三点加载的简支梁进行了实验,给出了实验结果,验证了该方法的正确性,该方法保持了传统电子散斑干涉系统的简单、稳定、便于应用的优点,并进一步得到了二维场分量的信息.     

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．     

载波电子散斑干涉频谱旁瓣中心偏移的克服方法

详细分析了利用快速傅里叶变换相位解调法处理载波电子散斑干涉(CESPI)相关条纹图时产生频谱旁瓣中心偏移的原因及其影响.为了消除该频谱旁瓣中心偏移产生的转动量误差,借助一幅变形前载波相关条纹图,并结合频域同态滤波技术,设计了两种新的图像处理方法——形貌相减消差法和旁瓣共轭消差法.理论分析与实验结果表明:这两种方法均能有效地消除零频偏移产生的测量误差,提高测量精度;旁瓣共轭消差法还具有程序简单、操作方便的优点.     

散斑干涉相关条纹的交叉熵方法研究

现代电子散斑干涉计量过程中,状态变化信息的相关条纹表征对后续待测信息的提取起着重要作用,直接影响到后续处理的难度和信息提取的质量。本文根据交叉熵的基本概念和散斑干涉计量过程状态变化信息表征基本原理的分析,提出了一种新的相关条纹图生成方法－交叉熵法,通过详细的理论推导和应用效果的定量分析表明交叉熵方法所产生的相关条纹与减相关条纹在本质上是一致的,提出的方法完全有效。同时,由于交叉熵条纹表征方法融入了自适应同态滤波,与减条纹相比具有更好的条纹图对比度、较低的散斑指数和更好的包裹相位信息提取质量。     

一种二维相位展开方法及其有效算法研究

干涉相位图中务纹不连续、噪声、欠采样等因素使得相位展开较为困难．探讨一种基于路径积分的基本思想、采用最近相邻残差点连接方式的二维快速相位展开方法,并给出算法的具体实现流程．仿真实验结果验证了算法的有效性．     

数字散斑干涉计量中的相位测量

针对散斑干涉计量的特点,结合相移相位测量技术,提出利用物体本身变化产生的相位变化来实现散斑干涉计量中相位的测量方法,从而得到不同时刻物体的相位变化.通过对计算机模拟漫射体产生离面倾斜的时变散斑图,计算其均方根误差值,进行了验证.     

基于RGB三通道相位调制彩色编码

本文提出一种具有初始相位信息的RGB彩色编码方法。此法充分利用了彩色图像R、G、B三个分量携带的信息,即对三个分量分别进行相移为-120°、0°、120°的正弦调制,从而代替传统三幅相移法中的三幅相移图。首先投射一幅彩色RGB正弦条纹来调制被测物体的三维信息,摄像机拍得物体表面的变形条纹图,用数字方法把彩色变形条纹分为三幅灰度图像,然后应用三步相移方法获取截断相位,根据编码特征进行解码来指导截断相位的展开,获得展开相位,进而恢复出物体的三维面形。该方法编码稳定,解码方法可靠,只需要拍摄一幅图,就可以较好地重建空间分离物体的三维面形。通过实验证明了该方法的正确性。     

时间相位展开的误差分析与算法设计

时间相位展开方法投射一系列不同频率的条纹图到物体表面,然后将每点的相位在时间序列上独立进行展开,从而避免了误差的扩散,在近年来得到了很好的发展.本文对时间相位展开方法的效率、可靠性和精度之间的关系进行了研究和分析,并针对三种典型的时间相位展开方法：负指数拟合法,三频展开法和外差法,在上述三个方面作了定量计算和比较.根据几种方法的特点,提出了结合三频展开法和外差法优点的算法设计方法——三频外差法.计算机仿真和实验表明,该方法在仅使用三频条纹图的情况下,可以达到较高的可靠度和精度,应用前景比较好.     

电气工程图扫描输入和自动识别系统

在分析电气图处理的基础上,结合图像识别技术,就电气图纸扫描输入及识别的关键——矢量化处理问题进行探讨,提出了一种将二值点阵图形转换为矢量图形的贯穿笔道剥离算法．分析了多幅图形的拼接问题,为大幅面图纸的快速输入提供了重要依据．通过大量的实验验证,各种算法对手描图纸具有较强的适应能力和抗干扰能力．     

成像型VISAR系统中激光散斑抑制方法

成像型VISAR系统是激光驱动聚变实验中诊断冲击波速度的重要设备。由于采用了激光照明靶面的方式,所获得的速度条纹图中不可避免有激光散斑的影响。该文介绍了该系统的激光散斑形成的原因和散斑对速度分析的影响,提出了使用多模光纤束替代单根多模光纤耦合探针激光的光瞳照明方法,并对该方法进行了验证。结果表明,该方法对影响条纹图的散斑具有较好的匀滑效果,明显改善了扫描条纹的分裂情况。     

改进的KR模式匹配算法的研究与实现

文章在详细分析KR匹配算法的基础上,提出了改进的I_KR算法.I_KR算法的改进之处:一是采用2次Hash函数的方法在计算T的子串的散列值之后,马上与P的散列值进行比较;二是采用双向并行方式进行匹配.为了分析I_KR算法的性能,从不同文本串和模式串角度,在匹配次数和比较的字符个数方面对I_KR算法进行实验.实验结果表明,I_KR算法能够极大地减少匹配次数,缩短匹配时间,有效地提高模式匹配速度.