基于分形插值的频域散斑相关法面内位移测量

针对传统频域数字散斑相关法在测量物体面内位移测量精度较低的问题,提出一种基于分形插值的频域数字散斑相关法。该方法在频域数字散斑相关法的基础上,引入Hanning窗函数对图像进行滤波处理,克服了图像边缘效应对最终位移值的影响;同时利用散斑图像的子区域与整幅图像在结构形态和灰度特征的自相似性,采用分形插值的方法进行亚像素插值,进而能精确定位相关点,得到更精确的亚像素位移值。实验结果表明:该方法保持了频域散斑相关法的测量速度,且将测量的绝对误差降低在0.01~0.03 pixel以内,并进一步通过刚体平移实验测试了算法的可靠性。     

图像多重分形测度的速降函数投影方法与图像奇异性分析

该文给出了一个基于多重分形理论的图像奇异性分析框架.该框架通过定义在图像梯度级上的测度,证明了该测度在速降函数上的投影与尺度之间满足幂指数关系.给出了将图像分解为一系列具有不同奇异性指数和分数维的分形集合的分解算法.最后理论分析并提出了选择速降函数的基本原则,讨论了仅根据分形集合上的导数信息就可以重建该分形层面图像分量的重构算法.实验表明,该文给出的多重分形框架在图像奇异性检测和分析中具有十分重要的意义.     

sol-gel法制备掺Al的ZnO薄膜及其表面形貌表征

用原子力显微镜,观察了sol-gel法制备之掺Al的ZnO薄膜的表面形貌,计算了薄膜的表面高度–高度相关函数H(r)-r,并用分形表面高度–高度相关函数的唯象表达式,对薄膜表面高度–高度相关函数进行拟合。结果表明:掺Al的ZnO薄膜表面具有典型的分形特征,Al掺杂量的增加和退火温度升高,使掺Al的ZnO薄膜的表面粗糙度w从1.39增大到5.47,分形维数Df由2.12减小到2.08,水平相关长度ξ从31.25增到76.17。     

用二次电子线扫描法研究冲击断口的分形特点

一、前言自从Mandelbrot提出分形理论以来,分形已应用于金属断裂表面的定量分析,分形维数是金属断裂表面粗糙度的一种量度。根据最近的研究,确定分形维数的方法有以下几种:(1)切割小岛法;(2)垂直剖面法;(3)二次电子线扫描法。Huang等认为,二次电子产额对样品表面形状非常敏感,而与样品的原子序数无关。因此二次电子扫描线的像可以间接地反映断口表面的线粗糙度,并可用于分形研究。本文用二次电子线扫描法研究45号钢冲击断口的分形维数,以探索金属材料断口分形维数与韧性之间的对应关系。     

基于分形维数的计算机生成图像检测方法

计算机图像生成技术的快速发展使计算机生成图像具有极强的真实感.通过肉眼来区分计算机生成图像和自然图像变得越来越困难.本文提出了一种基于分形维数的计算机生成图像检测算法.不同于传统的算法,该算法利用两种图像表面纹理特征和自相似性的不同,提取局部图像块的分形维数作为统计特征,进而区分计算机生成图像和自然图像.实验表明,该算法给出了计算机生成图像检测的新方向,具有很好的检测率和研究前景.     

基于分数维的彩色图像检索研究

为使图像检索结果接近人类感知,提高单一特征的检索精度,提出了一种综合特征的图像检索新方法。通过计算图像在HSV颜色空间中各个通道的分形维数,并将分形维数非线性量化,使得分形维数与粗糙度呈近似线性比例关系,以便于与图像的颜色直方图特征相结合实现图像相似匹配计算。实验表明,该方法能够达到较好的检索结果,检索效果在一定程度上符合人眼感知。     

三色激光散斑自相关法测量表面粗糙度的分析

为研究表面弯曲对利用多色散斑测量表面粗糙度的影响,引入表面曲率半径,通过模拟粗糙表面以及其形成的多色散斑场,讨论了不同曲率半径的粗糙曲面对模拟散斑场和散斑延长率的影响.结果表明,引入粗糙表面的曲率半径,对三色激光散斑自相关测量法是可行的.粗糙表面曲率半径越大,其模拟的散斑场和计算的散斑延长率与平直的粗糙表面越接近.曲率...     

粗糙薄膜表面的原子力显微镜研究和多重分形分析

用一系列生成元模拟了具有不同特征的、与原子力显微镜图像相似的规则粗糙表面。详细讨论了规则粗糙表面多重分形谱参数的意义。并通过与方均根粗糙度（rms）和简单分形维数D0的比较，描述了多重分形分析的优点。最后用多重分形的方法分析了由AFM测量的ZnO薄膜和高聚物PtBuA薄膜的表面形貌。     

基于散斑图像的远程振动频率提取方法研究

为了得到远程物体的微米级振动的频率信息,采用基于散斑图像的远程振动频率提取方法,以波长为532nm连续激光器作为光源照射50m远处被测物体表面,通过高速摄像机记录物体表面反射空间内的散斑图样提取物体的微振动频率。采用激光散斑图像的数据处理方法,进行了研究分析和实验验证,利用长焦镜头对远程散斑图像进行适当散焦处理,然后提取视频散斑图像间互相关系数峰值点与原点之间的矢量大小来获取散斑的变化信息,同时对一定宽频率范围内的振动频率进行提取。结果表明,用该方法得到的激光散斑远程微振动频率的提取准确度达99.22%。该数据结果为激光散斑应用于远程频率振动检测提供了一定的论证依据。     

二维分形界面的远区散射场

采用分形函数模拟二维粗糙表面，首先给出了分形函数模拟的计算分式，然后进行了数值计算。通过发迹分形函数中的各个参数值去模拟不同粗糙度的表面，从而得到多种情况下的远区散射场的分布。     

硫醇自组装多晶金表面AFM图像的分形研究

本文针对多晶粗糙电极表面自组装膜（SAM）体系,提出了利用原子力显微镜（AFM）相图分形维数进行表征的新方法。首先对自组装多晶金电极进行了交流阻抗测试,结果表明随着乙醇自组装液中十二烷基硫醇（C12SH）浓度增大,自组装膜中缺陷面积减少,趋向于形成完整致密的单分子层吸附膜。而对组装电极AFM图像的分形研究表明,在不同C12SH浓度条件下,电极表面高度图分形维数无明显变化,相图却呈现不同的分形特征,且体现的变化规律与交流阻抗测试结果一致,证实了AFM相图分形维数表征法研究粗糙金表面硫醇自组装膜吸附行为的可行性,为粗糙表面分子吸附行为的AFM研究提供了新思路。     

环形光纤激光器自混合散斑自相关测速的研究

研究了一种基于强度自相关函数的光纤激光器自混合散斑速度测量方法.基于环形激光器光反馈理论,对自混合散斑信号进行自相关分析,推导出自混合散斑信号的自相关频率与表面粗糙物体运动速度之间的关系式.利用构建的环形掺铒光纤(EDF)激光器自混合散斑测速实验系统,对不同速度下的运动物体进行了实验测试,验证了自相关频率与物体运动速度...     

基于灰度共生矩阵方法的激光散斑特性分析

为了实现物体表面粗糙度的测量,基于激光散斑原理,利用灰度共生矩阵方法计算了激光散斑图像的基本参量,分析了激光散斑含有的物体表面粗糙度特征。在此基础上搭建了物体表面粗糙度激光散斑测量实验系统,采集了不同表面粗糙度标准样板在不同入射角条件下的激光散斑图,继而得到了研磨和平磨条件下散斑条纹对比度与光束入射角之间的关系。结果表明,入射角约为60°时,散斑特性及其对比度效果最好。     

电子探针对金属断口表面的方形研究

金属的断裂表面是粗糙的、不规则的,并具有自相似性质。因此,可能用分形方法进行研究。本文用EPM-810电子探针二次电子线扫描法。研究了45号钢不同回火温度条件下拉伸试样断裂表面的分形维数与断口表面粗糙度、断裂性质及微观组织之间的关系。     

一种基于多重分形的SAR图像边缘检测方法

分形维数只能刻画那些具有理想的自相似性的分形体,现实中的许多纹理并不满足这一条件,因此单一的分形维数并不足以描述和刻画SAR图像的纹理,多重分形维数更适合于描述图像的纹理.通过计算原始SAR图像离散点数据的奇异性指数,然后对应每一点奇异性指数计算全局多重分形奇异谱,根据判决准则区分边缘和纹理可以实现SAR图像的边缘检测,实验结果表明,基于多重分形特征的边缘检测算法能够检测到许多局部细节,同时又避免出现不重要的细节,突出了主要的边缘信息,很好地区分出SAR图像的纹理和边缘.     

30CrMnSi断口表面的分形特征

３０ＣｒＭｎＳｉ断口表面的分形特征周善民王伟兰胡小波（南昌航空工业学院，南昌３３００３４）断口表面是粗糙的和不规则的，具有近似的自相似性质，可以看成是一种分形结构，分形维数Ｄ是断裂表面分形结构时粗糙度的一种度量。选用３０ＣｒＭｎＳｉ合金钢为研究对象，...     

基于分形理论的红外图像边缘检测

提出了利用分形理论进行红外图像边缘检测的方法,比较了根据单一分形维数和根据多尺度分形维数两种方法的边缘检测结果,从而得出：分表理论可以用于红外图像的边缘检测,并且根据多尺度维数的方法能获得较好的边缘检测结果。     

TiN薄膜表面形貌的分形表征及其演化特征

用反应磁控溅射方法在Si基片上沉积TiN膜,用原子力显微镜(ARM)观察薄膜表面形貌.比较研究了尺码法、盒计数法、功率谱密度法与高度-高度相关函数法计算的表面形貌分形维数Df结果,并研究了TiN膜表面形貌的演化特征.结果表明,功率谱密度法与高度-高度相关函数法计算的Df值与AFM观测尺度不相关,具有较好的稳定性,随着膜厚h增加,薄膜分形维数Df先减小再增加,这是由生长初期基片表面影响与生长后期的晶粒长大所导致的.     

超辐射发光二极管的散斑自相关法表面粗糙度测量研究

利用相干或部分相干光被粗糙表面散射产生的散斑现象进行表面粗糙度测量是一类有应用前景的在线测量技术。研究了窄带连续谱光束被随机粗糙表面散射形成的远场散射光场的散斑延长效应和将其应用于表面粗糙度测量的可行性。理论和模拟研究表明:随着观测点逐渐远离散射光场中心,散斑延长率越来越大;在相同的观测位置,表面的粗糙度越小,散斑延长率越大。构建以超辐射发光二极管（Superluminescent Diode,SLD）为光源的实验系统,以散斑延长率衍生的光学粗糙度指标来衡量表面粗糙度,对电火花加工的表面粗糙度对比样块进行粗糙度测量实验,结果表明光学粗糙度指标随着被测表面粗糙度的增加而单调递减。比起一组分立波长的光源,采用窄带连续谱光源的表面粗糙度测量系统有更大的测量范围。     

激光显示中斑纹横向尺寸的估计

介绍了减弱散斑的很多方法,并分析了这些方法用来抑制激光显示中散斑的缺陷。通过研究分析激光电视的工作原理,得出了激光电视屏幕上散斑的形成原因。并建立了出瞳面和像面的二维坐标系统,利用统计光学方法得到了像面散斑光强横向自相关函数和规范化自相关函数的表达式,进一步推出像面散斑横向尺寸的平均大小。以红光为例,计算出斑纹横向尺寸的大小。最后分析和讨论了抑制激光显示中斑纹的方法,为以后激光电视中斑纹的消除奠定了理论基础。