基于二维小波的面型光滑度检测算法研究

在计算机视觉恢复三维型面的技术基础上,利用多个相机对测量物体进行三维重建,为了检测光滑度构造了高消失矩的小波,给出了利用小波变换描述三维面型的光滑度的算法,探测异常点和导数不连续点。经过不同消失矩小波的处理,表面光滑度不同的地方数值不同。导数阶数相同的光滑表面变成平面,而在异常点处小波重建值会有较大的变化,从而解决了遇到的问题,同时,该算法可以用于所有需要探测物体光滑度的应用中。     

基于改进价值函数和三维相位展开的动态三维测量方法研究

针对物体连续变化过程的三维测量,提出了一种有效的动态三维测量方法。该方法采用基于改进价值函数的二维小波变换解包裹相位、三维相位展开方法得到实际相位。其突出优势在于3个方面,首先仅需一幅光栅条纹图案即可重建物体三维面形,可实现高速动态三维测量;其次相较于基于直接最大模和基于价值函数的二维小波变换小波脊提取算法,基于改进价值函数的小波脊提取算法具有更好的抑噪能力;最后,提出了一种三维相位展开方法,在二维相位展开路径上引入了时间轴方向,从而实现了大梯度物体的相位展开,同时说明了三维相位展开的适用条件。仿真对比了直接最大模的二维小波变换法、基于价值函数的二维小波变换法和基于改进价值函数的二维小波变换法的解包裹相位效果,同时对多种二维相位展开方法、所提三维展开方法进行仿真对比与分析,最后对连续凸起曲面进行了实验比较,证明所提方法可用于物体连续变化过程的动态三维测量。     

小波变换轮廓术测量精度影响因素的研究

对影响小波变换轮廓术测量精度的部分因素进行了研究。首先,为了考察光栅频率和入射角对测量精度的影响,获得合适的光栅频率和入射角,对不同光栅频率和入射角下的半圆形轮廓进行了研究;然后,为了研究不同的小波母函数对相位提取精度的影响,使用不同的小波母函数对半圆形轮廓进行小波变换,分析不同的小波母函数对半圆形轮廓测量精度的影响;最后,通过对钢板进行重建验证,研究发现了决定小波变换轮廓术测量精度的一些因素,重建钢板的厚度误差不超过 0.05 mm 。     

基于价值函数的二维小波变换小波脊提取算法

条纹图存在噪声干扰时,将二维小波变换系数模的最大值作为小波脊,会产生较大误差。针对这一问题,提出了基于价值函数的二维小波变换小波脊提取算法。首先,提取二维小波变换系数模的最大值点,并将最大值90%的局部极值点提取出来,共同作为小波脊候选点;其次,在模上引入尺度因子的梯度,建立价值函数进而评估所有候选点的价值,利用对数Logistic模型进行权值调整改进,从而得到更加合理的价值估计;最后,使用动态规划思想准确找出最优的小波脊线,提取脊线处的相位即可得到包裹相位。其优势在于能准确解调信噪比较低的条纹图案,抗噪性能优于直接最大模的小波脊提取;并且只需投影一幅条纹图案即可重建物体形貌,可用于恶劣环境下的动态三维测量。计算机仿真和实验结果表明,对于含有噪声污染的条纹图,所提算法相较于最大模的小波脊提取算法,三维形貌恢复精度明显提高;而相较于全部局部极值点提取,其运算时间缩短了46.9%。同时,应用不同母小波于所提方法,仿真结果表明二维Cauchy小波具有更好的方向性和更高的精度。     

基于模极大值小波域的包络去噪算法研究

针对包络轮廓信息提取粗糙的难题,结合小波变换和希尔伯特变换原理,提出了一种基于模极大值小波域的包络去噪算法.仿真表明该算法提高了包络提取的精度,全面获得信号所隐含的故障特征.     

基于模极大值小波域的包络去噪算法研究

针对包络轮廓信息提取粗糙的难题,结合小波变换和希尔伯特变换原理,提出了一种基于模极大值小波域的包络去噪算法.仿真表明该算法提高了包络提取的精度,全面获得信号所隐含的故障特征.     

基于椭圆形滤波器的三维数据逆向建模技术

本文提出一种基于新滤波的算法——基于椭圆形滤波器的傅里叶变换轮廓术(EFTP),用于提取携带重构三维表面轮廓必不可少的相位信息的载频信号。与传统Bartlett、Blackman-Harris、Hamming和Hanning滤波窗函数相比,椭圆形滤波器滤波窗函数(Elliptical)能更好地滤出携带有物体高度信息的载频信号。通过传统滤波器与椭圆滤波器的滤波对比试验可知,基于椭圆滤波傅里叶轮廓测量技术的高度均方根误差略小于其它滤波算法,使用椭圆滤波器能有效减少误差,提高轮廓测量的精度,试验证明了该滤波方法的有效性和可行性。     

基于光栅相位法三维重构技术研究

投影光栅相位法（PMP）是一种基于光栅投影和相位测量的光学三维轮廓测量技术,可实现物体表面三维轮廓的自动测量。提出了结合投影仪移轴技术的平行光轴系统,利用计算机编程生成具有高对比度和高亮度、有相差的正弦光栅,用数字投影仪LCD将这些条纹依次投射到被测物体表面,由CCD摄像机获取受物体表面面形调制的变形光栅像,根据数字相移算法计算出相位分布再通过相位展开恢复出连续相位分布,由相位．高度关系最终求出物体轮廓的三维数据信息。针对该原理进行了阐述,并给出了详尽的算法及实验结果。通过MATLAB实验仿真,对条纹图像进行处理和轮廓重构。模拟实验证明,这种测量方法快速高效、分辨率高,且易于实现。     

小波变换轮廓术中快速相位展开方法研究

针对小波变换轮廓术中相位展开的精确性和快速性问题,提出了一种新的适用于小波变换轮廓术的相位展开方法.在使用小波变换得到条纹图像的相对相位分布的基础上,详细分析了利用小波变换脊处的尺度因子建立质量图指导相位展开的理论依据和实现方法,这种质量图建立方法有效反映了条纹图像各点的可靠性.在相位展开方面,针对全局洪水相位展开算法计算时间较长的问题,提出了根据质量图将相对相位分布图分层,然后逐层采用不同算法展开的方法.与全场洪水相位展开算法相比,该方法在保持较高测量精度的同时极大减少了相位展开所需的运算时间.计算机仿真和实物测量实验说明使用该方法可以得到准确的绝对相位值,处理速度较快.     

基于Mexican Hat小波变换和区域生长的光学轮廓术的研究

提出了一种新的基于结构光投影的光学轮廓术的测量算法.该算法利用Hilbert变换和Mexican Hat小波变换进行相位提取,利用小波变换的平滑功能实现初步滤噪和消除高次谐波.然后利用基于截断相位差统计分布和区域生长算法进行解包,并通过对无效点的判断和解包后的邻域平滑实现了准确的相位解包.文中通过仿真计算证明了该方法较...     

面向机器人成形加工可视化系统的三维形貌检测技术

将傅立叶变换轮廓法用于机器人等离子熔射成形过程中零件的三维形貌检测，目的是在满足一定精度要求的前提下，对机器人成形加工过程中被加工体进行现场检测和实时控制，并对成形过程工艺参数进行反馈修正，提高成形精度。详细论述了该方法的测量原理，零件形状与所对应的相位之间的关系，建立了三维形状测量的系统构架，最后给出了测量结果并提出了误差来源和改进措施。     

应用复Morlet小波变换分析条纹图相位

针对在使用干涉、Moiré偏折等方法进行流场高速动态测量时条纹图中大量无效数据对计算结果的影响,提出了一种基于连续小波变换的条纹图相位分析方法.利用小波变换的瞬时条纹频率分析能力,选用复Morlet小波及合适的小波参数,使得条纹图的小波变换模极大值与其调制度系数成正比,将其作为加权最小二乘法相位展开算法的权值,保证了相位有效展开.使用曲线拟合进行小波变换脊定位,缩短了定位时间并消除了噪声干扰.仿真实验显示,使用该方法得到的分析结果与实际相位值的相对误差小于0.01％;内波流场测量实验显示,使用该方法进行条纹图分析,密度梯度测量精度达到了5×10-6g/cm4.结果表明,用该方法进行条纹图相位分析可以有效消除无效数据对结果的不利影响,相位展开有效可靠,分析结果精度高.     

光栅纹影法二维层化流体密度场测量技术研究

提出了一种简单的流体密度梯度分布测量系统,该系统在传统纹影系统中引入计量光栅,将光线因流体密度变化引起的偏折转变为投影条纹图的变形,通过分析变形条纹图来提取流体密度梯度分布信息.在分析条纹图时,使用小波变换相位分析法,利用小波变换的局部化特性,有效消除无效数据的影响.实验结果表明:系统的密度梯度测量范围能够达到0.01 g/cm4,测量精度能够达到5×10-6 g/cm4.系统装置简单,调节方便,适用于密度变化大的流体密度梯度测量.     

并行多分辨率子波变换(WT)及其实现方法研究2.在目标轮廓抽取中的应用

子波变换的局域分析特性使它可用于目标阶跃边缘的增强,达到抽取目标轮廓特征的目的。本文中介绍了采用光学及数字方法实现子波变换,抽取目标边缘的理论及实验结果,并通过比较看出,数字方法的结果要好于光学方法     

纳米精度二维工作台测量镜的面形误差在线检测

针对二维工作台测量镜本身的面形误差以及装调等因素引起面形变化对二维工作台定位精度的影响,提出了一种用于纳米精度二维工作台测量镜面形误差的在线检测方法。利用两路激光干涉仪检测面形微分数据的基本原理,分析了零点误差和积分累计误差对测量镜面形误差检测的影响并提出了改进方法。利用三路激光干涉仪组成两组不等跨度的检测机构,得到两组工作台测量镜面形的原始数据,通过这两组数据之间的关系修正跨度间的面形细节误差,得到了精确的测量镜面形误差量。对此方法进行了理论推导、仿真计算和实验验证,并将结果与Zygo干涉仪测量得到的离线检测结果进行了对比,结果显示其差异在±10nm之间,且趋势有较好的一致性。得到的结果验证了提出的方法可正确测量和真实地还原测量镜的面形误差。     

改进双树复小波在阶跃特征结构表面基准提取中的应用

刻线尺寸的器件表面存在着大量的如槽、台阶等不连续特征,当提取其基准面来做质量评定时,ISO规定最小二乘拟合法来实现,但其鲁棒性远远差于滤波法。而若直接采用传统滤波法(如高斯滤波、小波滤波等)在不连续特征处会产生波动。基于此,提出一种新的滤波稳健算法,通过对双树复小波变换(Dual-tree complex wavelet transform, DT-CWT)进行全变分最小化理论(Total variation minimization, TVM)梯度处理,即对每层的小波系数运用阈值方法进行初始化,借助投影次梯度法将TVM理论与DT-CWT相结合,不断迭代,最终增强DT-CWT在提取几何结构特征基准面的鲁棒性。仿真结果表明,所提算法与传统滤波方法相比,整个表征精度(最大重构误差和均方差)具有最优性,且评定高度也最接近理想高度。对一实测标块,无论从直观三维视图还是侧面对比图,其在阶跃处能很好地抑制波动,与标块实际加工的理论高度偏差只有0.040 3 μm,保证了产品的几何特征,为实际的工程应用提供了一种有效的基准提取方法。     

基于Curvelet变换的遥感图像融合研究

Curvelet变换是继小波变换之后,更适合图像处理的一种新的多尺度变换分析方法,相比小波而言,它更加适合分析二维图像中的曲线或直线状边缘特征,而且具有更高的逼近精度和更好的稀疏表达能力,同时也具有很强的方向性.本文论述了Curvelet变换的理论和实现算法,基于考虑图像中的那些弱的边缘,提出了一种利用Curvelet变换进行遥感图像融合的方法.实验结果分析表明:将Curvelet变换引入图像融合,能够更好地提取原始图像特征,为融合图像提供更多信息,使融合图像在较好地保留光谱信息的同时,空间细节信息得到增强,优于典型的IHS变换、主分量变换及小波变换图像合方法.