光学离焦三维传感技术的现状与进展

介绍了近年来光学离焦三维传感技术的研究现状，重点综述了离焦三维传感的原理、技术特点以及主动离焦和被动离焦的实现方法。分析了这两种方法的优缺点。最后讨论了在现有条件下进一步提高离焦三维传感精度的可能性。     

深度学习精确相位获取的离焦投影三维测量

数字光栅投影三维测量技术,通过离焦投影二值光栅条纹,生成三维测量所需正弦光栅条纹,能够实现超高投影速度,在快速三维测量领域具有极大潜力。但是,二值光栅条纹不可避免地包含高次谐波,导致计算所得相位包含相位误差,进而降低了快速三维测量精度。提出了一种基于深度学习精确相位获取的离焦投影三维测量方法,通过构建含噪声相位到精确相位的端到端深度卷积神经网络,降低高次谐波引入的相位误差,进而实现快速精确三维测量。首先,以理论分析证明所提方法的可行性,并以仿真和实验进一步验证了所提方法的有效性和精确性。与现有快速三维测量方法相比,所提方法在保证测量速度的同时保证测量精度。     

高密度全场主动离焦三维测量的精度分析

向物体投射正交正弦光栅或正弦光栅,都能实现我们提出的高密度全场离焦三维测量,实验发现测量精度依赖于投射模式和物体毒面纹理。计算机模拟显示物体深度测量精度与物体纹理的调制度、频率和投射光栅方向有关。对各种纹理,正交正弦光栅投射的测量精度都高于正弦光栅投射的测量精度。在相同实验条件下,正交正弦光栅和正弦光栅投射的弱纹理表面的深度测量均方误差分别为0．18mm和0．25mm,较强纹理表面的均方误差为0．35ram和0．54mm。     

纹理不均匀物体的主动三维离焦测量

使用主动三维离焦测量对表面纹理分布不均匀的物体进行测量 ,该方法通过将点阵照明模式和空域卷积 去卷积相结合 ,解决了离焦测量的图像交叠问题和匹配问题 ,减小了纹理不均匀导致的离焦测量的影响。使用该方法 ,我们的测量精度 (标准差 )就达到 4.3mm( 1 40mm范围 ) ,相对精度为 3.0 7%。     

共焦扫描成像研究

在建立的一套反射式光纤共焦扫描成像系统上进行了标准板的扫描成像实验及反色、拼接等图像处理,得到了二维扫描像,并进行了二维共焦扫描像及离焦像的比较。实验结果表明,系统具有亚微米级横向分辨能力,并具有微米级纵向层析能力。     

离焦模糊图像增强技术的研究

针对红外离焦图像处理后图像模糊效应问题,提出一种基于LIP模型的Lee图像增强算法的去模糊图像的算法,它能够有效地处理图像增强后的模糊效应,实现图像的清晰成像,该算法便于实现,可广泛地应用于图像显示技术,文中介绍了该算法的原理并对电力设备红外离焦图像处理结果进行了分析。     

基于离焦深度法的自动对焦光路设计

基于离焦深度法设计了自动对焦光路,光路由激光 光源,准直扩束透镜,调焦透镜,摄 像头组成。使用ZEMAX软件模拟了对焦过程,通过控制调焦透镜的位置获取光斑半径,计算 对焦位置。 移动调焦透镜,分别在距离对焦目标5.62 cm,7.38 cm,14.02 cm,16.88 cm,20.94 cm处得到了弥散光斑 的直径。计算得到的误差在1mm以内。基于此,实际搭建了对焦光路并进行模拟。采用位移 滑轨模拟透 镜的变焦运动,由摄像头获取物面上的激光斑点,通过MATLAB编程来快速获得光斑直径的之 间的比例。 结果显示,对焦结果误差在1cm以内,考虑到导轨读数存在误差,摄像头像素有限,激光功 率不稳定等原 因,虽然实际结果与理论模拟之间存在差异,但证实了此方法的可行性。后续工作将用位移 平台替换手动 滑轨,编程精密控制透镜的移动位置,实现自动对焦。研究工作为改进本课题组已经开发的 便携式高灵敏 毒品荧光检测系统提供技术参考。     

一种基于矩不变的离焦测距算法的研究

基于矩不变的离焦测距算法利用矩不变原理,通过测量图像边缘的模糊半径来估计摄像机镜头到物体的距离,该算法不需计算镜头的点扩散函数,对于较复杂的物体也是有效的,受光照变化的影响较小.并在该算法中采用了基于梯度幅值的自适应边缘检测方法,通过试验验证,提高了距离估测的准确程度.     

一种基于动态参照技术的离焦测距算法的研究

离焦测距是指最少只需要不同镜头参数下所拍摄的两幅图像就可以计算出物体到摄像头的距离信息,本文采用微幅调节成像平面的方式获取图像,利用动态参照技术计算景物距离,这种方法具有标定简单、计算量小、精度高,并且得到的估计结果与景物的纹理无关的特点,实验结果表明了此方法的有效性.     

一种新钞票纸张的离焦识别新方法

本文提出了一种采用离焦技术有效获取一捆新钞纸张信息的光学信息处理方法。给出了由光学离焦引起的光学低通滤波的数学解析描述。并用实验证明了光学离焦对钞票纸张识别的有效性和准确性     

介质圆柱的单站微波成像方法

提出一种对介质圆柱实现单站微波成像的方法。该方法通过时域有限差分法进行电磁场正过程的仿真计算,采用整数微分进化策略实现逆过程的寻优计算。分别分析TE模式和TM模式的近场散射信号得到介质成像目标在电磁波传播方向上尺寸大小的估计,并以此为依据,确定成像目标的尺寸范围,从而确定逆过程的寻优区间。该方法无需像传统成像方法围绕成像目标设置多个发射/接收天线以获取成像信息,从而大大减少了成像的必要条件。采用该方法,在TE模式和TM模式下分别对介质圆柱目标进行仿真成像,获得了良好的效果。     

一种基于清晰度的显微浮雕轮廓术

提出了一种基于清晰度的显微浮雕轮廓术。 采用5倍显微物镜,将正弦条纹通过投影仪从显 微镜目镜瞳口处耦合投射到载物台上,按照一个合适的步长移动Z轴,用CCD采集一系列不同 离焦量下 的条纹图像,用variance清晰度评价函数计算清晰度与离焦量之间的归一化曲线图,由此建 立清晰度与高 度的查找表;然后,放入待测浮雕物体,用CCD采集对应的条纹图像,采用图像分割分解不 同浮雕高度的 区域,再计算各区域内条纹的清晰度,根据查找表查找相应的高度,从而得到待测浮雕物体 不同区域的高 度信息,以此来重构浮雕物体的三维形貌。实验仿真分析证明了该方法的可行性,硬币上数 字为“0”的浮雕 物体表面三维形貌重建结果证明了该方法的有效性,其误差范围在[－2μm,2μm]之间 。     

基于GRT-CLEAN的高速旋转目标快速三维成像方法

针对传统高速旋转目标三维成像算法存在成像效果差、计算复杂度大、鲁棒性差的缺点,本文提出一种加速的GRT-CLEAN高速自旋目标三维成像方法。采用广义Radan变换(GRT)与CLEAN技术相结合的方法进行目标三维特征提取,实现高分辨精确目标成像;采用"先粗网格,后精确网格"的策略,分两步对散射点目标进行估计,降低计算复杂度,计算复杂度从Ο(N×P×Q×T)降为Ο(10~(-4)×N×P×Q×T),大幅提高成像速度。仿真实验与数值分析验证了本文所提方法的有效性。实验结果表明,本文所提成像在低信噪比和目标存在遮挡的情况下,依然能对目标进行有效成像;与传统的GRT-CLEAN成像方法相比,本文所提成像方法大幅降低计算复杂度。     

A quasi-3-dimensional simulation method for a high-voltage level-shifting circuit structure

A new quasi-three-dimensional (quasi-3D) numeric simulation method for a high-voltage level-shifting circuit structure is proposed. The performances of the 3D structure are analyzed by combining some 2D device structures; the 2D devices are in two planes perpendicular to each other and to the surface of the semiconductor. In comparison with Davinci, the full 3D device simulation tool, the quasi-3D simulation method can give results for the potential and current distribution of the 3D high-voltage level-shifting circuit structure with appropriate accuracy and the total CPU time for simulation is significantly reduced. The quasi-3D simulation technique can be used in many cases with advantages such as saving computing time, making no demands on the high-end computer terminals, and being easy to operate.     

一种用于高压电平位移电路结构的准三维模拟方法

A new quasi-three-dimensional （quasi-3D） numeric simulation method for a high-voltage level-shifting circuit structure is proposed. The performances of the 3D structure are analyzed by combining some 2D device structures; the 2D devices are in two planes perpendicular to each other and to the surface of the semiconductor. In comparison with Davinci, the full 3D device simulation tool, the quasi-3D simulation method can give results for the potential and current distribution of the 3D high-voltage level-shifting circuit structure with appropriate accuracy and the total CPU time for simulation is significantly reduced. The quasi-3D simulation technique can be used in many cases with advantages such as saving computing time, making no demands on the high-end computer terminals, and being easy to operate.     

Cross-track three apertures millimeter wave SAR side-looking three-dimensional imaging

The airborne cross-track three apertures MilliMeter Wave (MMW) Synthetic Aperture Radar (SAR) side-looking three-Dimensional (3D) imaging is investigated in this paper. Three apertures are distributed along the cross-track direction, and three virtual phase centers will be obtained through one-input and three-output. These three virtual phase centers form a sparse array which can be used to obtain the cross-track resolution. Because the cross-track array is short, the cross-track resolution is low. When the system works in side-looking mode, the cross-track resolution and height resolution will be coupling, and the low cross-track resolution will partly be transformed into the height uncertainty. The beam pattern of the real aperture is used as a weight to improve the Peak to SideLobe Ratio (PSLR) and Integrated SideLobe Ratio (ISLR) of the cross-track sparse array. In order to suppress the high cross-track sidelobes, a weighting preprocessing method is proposed. The 3D images of a point target and a simulation scene are achieved to verify the feasibility of the proposed method. And the imaging result of the real data obtained by the cross-track three-baseline MMW InSAR prototype is presented as a beneficial attempt.     

杨氏双孔激光干涉实验的精确图像

根据激光干涉产生的原理,对杨氏双孔激光干涉实验所产生的平面及空间图像进行了数学推导,得出了三维及二维干涉图像方程.同时也分析出三维干涉图像为双曲面族,以及二维干涉图像为双曲线族的图像特征.     

基于互补型格雷编码的离焦二元光栅相位展开方法

离焦投影使编码光图像黑白灰级跳变产生模糊而 造成二值化错误,导致相位级次解码 出错,影响相位展开。本文提出利用互补型格雷编码光计算相位级次,完成离焦二元光栅相 位展开。生成两种编码光序列,出现误码的位置相互交错,具有互补性。结合 两种互补性编码光图像进行相位展开,可有效避免编码光图像二值化错误所引起的误码影响 。对陡 变物体测量的结果表明,相位相对误差(RE)为1． 03％,误差峰谷值(PV)为0.24rad,均方差(RMS )为0.14rad。本文方法提高了离焦二元光栅测量精度 ,扩大了测量范围,尤其适用于陡变或不连续物体的三维面形测量。     

ITRI‐WiMAXT: A WiMAX conformance testing tool

The WiMAX Forum certifies and promotes the compatibility and interoperability of broadband wireless products where many testcases need to be developed for WiMAX procedures. In this paper, we develop a conformance test tool called ITRI‐WiMAXT based on the TTCN‐3 specifications. Then we show how WiMAX procedures are tested in ITRI‐WiMAXT. Based on ITRI‐WiMAXT, we have proposed several test procedures accepted by the WiMAX Forum. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.