改进的枝切法在散斑相位解包裹中的应用

为了实现枝切法在激光散斑干涉相位图解包裹中工程化的应用,解决由于外来光线干扰、激光器性能下降、相机拍照局部点欠采样等原因出现的枝切线密集、计算速度慢等问题,在Goldstein枝切法的基础上提出了优化改进方案。将残差点当作带着正负单位电量的“电子”,利用电磁力导引通过相位平滑或增加相位跳变处理消除残差点,减少枝切线数量,同时采用GPU并行计算技术提高图像处理速度。仿真实验和实际测量数据表明优化后 的枝切法解包裹图像质量更好,对于500万像素散斑相位图,通过电磁力引导可消除98%以上的残差点,减少90%以上的枝切线,处理时间可由以往15 s压缩至1.5 s,满足了枝切法高质量快速解包裹的工程化应用要求。     

基于改进粒子群算法的二维相位解缠方法

相位解缠是干涉合成孔径雷达(InSAR)干涉数据处理的关键步骤之一,枝切法作为一种经典的相位解缠算法在相位解缠过程中,建立的枝切线长度越短相位的解缠效果越好,枝切线该如何建立至关重要。在旅行商问题(TSP)理论求解最短路径的思想下,一种利用粒子群优化算法建立最短枝切线的方法被提出,该方法在基本粒子群优化算法中引入变异算子对粒子群算法容易陷入局部收敛的缺陷进行了改进。相对于Goldstein枝切法而言,该方法能够更有效的缩短枝切线的长度,避免解缠过程中\     

一种基于枝切法和有限元法的干涉SAR合成相位展开方法

该文提出了一种基于枝切法和有限元法的干涉SAR相位图展开方法。该方法针对不同质量的相位区域采用不同的方法：首先利用枝切法准确性高和一致性好的特点,使用该方法展开面积最大的一块缠绕相位区域;然后在较好的边值条件下利用最小二乘意义下的有限元法求解剩余区域的展开相位。仿真和实测数据处理结果表明,该方法很好地克服了枝切法不能得到完整解和最小二乘法对于相位坡度欠估计的缺点,且与其它方法相比具有较高的精度。     

采用JVC算法生成枝切线的干涉相位解缠方法

海面高程3维成像是随着天宫二号发射而实现的技术,相位解缠是3维成像高度计高程反演的关键步骤.为改进Goldstein枝切法,缩短干涉相位图中枝切线的总长度,提升相位解缠的精确性,该文提出一种基于JVC全局最优线性分配算法生成枝切线的相位解缠方法.首先找出干涉相位图中的所有残差点并计算每一对异号残差点之间的距离;通过对比每对残差点之间的距离和各自与最近边界的距离和,确定采用JVC算法放置枝切线还是在残差点与边界之间直接放置枝切线,使得平衡枝切线的总长度最短.通过对3维成像高度计海面高程仿真干涉相位图和Etna火山地区干涉图像进行解缠实验并与其他3种算法进行对比,表明该算法的解缠结果与真实相位值误差相对较小,而且能够有效避免"孤岛现象"的产生.     

采用JVC算法生成枝切线的干涉相位解缠方法

海面高程3维成像是随着天宫二号发射而实现的技术,相位解缠是3维成像高度计高程反演的关键步骤。为改进Goldstein枝切法,缩短干涉相位图中枝切线的总长度,提升相位解缠的精确性,该文提出一种基于JVC全局最优线性分配算法生成枝切线的相位解缠方法。首先找出干涉相位图中的所有残差点并计算每一对异号残差点之间的距离;通过对比每对残差点之间的距离和各自与最近边界的距离和,确定采用JVC算法放置枝切线还是在残差点与边界之间直接放置枝切线,使得平衡枝切线的总长度最短。通过对3维成像高度计海面高程仿真干涉相位图和Etna火山地区干涉图像进行解缠实验并与其他3种算法进行对比,表明该算法的解缠结果与真实相位值误差相对较小,而且能够有效避免“孤岛现象”的产生。     

InSAR相位解缠最小二乘算法的研究

相位解缠是干涉合成孔径雷达（InSAR）测量地形高程的重要步骤之一。由噪声和欠采样导致的相位不一致性问题是相位解缠的难点。本文分析了相位解缠最小二乘算法的原理和性质,总结了算法的优缺点。最后采用加拿大RadarSatl数据进行实验,验证了分析的结果。     

基于小波变换的加权最小二乘相位解缠算法

提出了一种求解加权最小二乘相位解缠问题的新算法,采用相位导数方差相关图定义了相位数据的初始权重,给出了利用多分辨率小波变换进行相位解缠的具体实现方法.利用离散小波变换,将原线性系统转化成具有较好收敛条件的等价新系统,通过独立求解新系统中的低频部分,加快了系统的收敛速度.仿真实验表明:该算法具有收敛速度快、解缠效果好等特点.     

基于区域分割的枝切与最小二乘法相位解包裹融合算法

针对纳米台阶物体的形貌测量要求,设计与搭建了部分相干光离轴像面干涉测量系统。相位解包裹作为干涉测量的关键环节,要求速度快、精度高、适应性强。分析了5种常用相位解包裹算法的特点,并结合纳米台阶的形貌特点提出了一种基于区域分割的融合算法。该算法通过光强度图与枝切线结合求解各分割区域的质量,在高、低质量区域分别用无权最小二乘法与枝切法相位展开,以满足测量实时性与精确性的要求。实验结果表明：所提算法具有较强的抗噪性,其计算耗时仅为枝切法的27.92%,对65.1纳米台阶高度样板测量相对误差仅为1.1%,对残差点具有一定抗干扰性,在纳米台阶形貌测量方面具有一定应用价值。     

网络流与曲面拟合结合的相位解缠方法

相位解缠是干涉合成孔径雷达信号处理的关键步骤之一,而噪声和数据欠采样等因素的存在使得这一过程非常困难。网络流算法有效抑制了噪声对高相干区域的影响并且能够克服“孤岛现象”,能够把误差传递限制在一个很小的范围内,但是由于噪声的影响,解缠结果还是会有明显的“尖峰毛刺”现象。针对网络流的特点,结合残差点的思想和曲面拟合法提出了一种新的相位解缠算法。新的算法根据相关度从初步解缠结果中找出噪声点,然后运用最小曲面拟合法重构值代替噪声点的数值,最后沿着已保存的积分路径更正所有包含此误差点的路径的结果。重复迭代直至将所有的噪声点全部消除,最终的解缠结果是由多个最小曲面多次构成。仿真实验和实测数据实验都证明新算法可以有效改善解缠结果中的“尖峰毛刺”现象的同时,可以进一步抑制解缠误差的传递,提高解缠精度。     

微波零平衡相位法检测多层复合材料的粘结缺陷

提出了一种采用微波零平衡相位法检测多层复合材料 (特别是吸音材料 )粘结缺陷的新方法。该方法的特点是 :使用数字移相器和数字衰减器作为比较基准 ;使用零平衡相位方法检测相位变化 ;使用全局曲线拟合进行数据处理。本文提供的样例试验条件为 :微波源工作频率 1.15GHz ,输出功率 10 0mW ,复合材料厚度 50mm ,粘结层缺陷空气层厚度 3mm ,检测到平均相位变化为 2 .2° ,经过曲线拟合数据处理后 ,平均相位变化可精确到 2 .17°。实验结果表明 :该系统结构简单、使用方便、灵敏度较高     

相位展开中基于调制度轮廓线的极点连接算法

在相位测量型光学3维传感技术中,为了正确恢复物体的真实相位,采用了一种基于调制度轮廓线连接极点的相位展开算法。该算法将调制度分布图与分支阻断法相结合,利用图像增强技术中拉普拉斯算子检测边缘,从被测物体调制度分布中提取物体的轮廓线,用于指导极点的连接和截断线的设置,最后结合菱形算法快速展开被测物体的截断相位,能够得到较为真实的相位展开结果。实验结果表明,新方法结合了调制度分布图展开相位可靠和分支阻断法计算时速快的优点。在面形存在陡变和凹陷的复杂情况下,新算法甚至比可靠度排序法更能够有效地恢复出物体的真实相位,保证了测量的精度,而且运算速度比可靠度排序算法快了3倍。     

激光大气传输光波相位不连续性问题研究进展

激光在大气中长距离传输时,即使湍流很弱也会产生强湍流效应。在强湍流效应中,一个重要的问题就是光波的相位不再是连续的,相位不连续性问题会引起现有的自适应光学校正能力的降低。介绍了相位不连续点产生的机理和基本性质,阐述了激光大气传输相位不连续性问题近年来的研究进展,为激光大气传输及自适应光学校正技术研究工作的更好开展提供了参考。     

全息位相差放大技术研究进展

位相差放大技术是提高位相分辨率和测量精度的一种手段,在干涉计量领域,可用来检测光学元件的微弱畸变和由于物场变化引起的系统位相的变化等.本文介绍了位相差放大基本原理和研究进展.     

离面位移数字散斑干涉系统测量材料内部缺陷

为了实现对材料内部较深层缺陷的大小和深度的检测,采用弹性理论分析并结合离面位移数字散斑干涉实验的方法,分析了含内部缺陷试件的离面位移分布,并给出了理论解。同时用数字散斑干涉和数值仿真得出试件的离面位移,将3种方法得到的离面位移及其1阶导数的分布做了对比,由对比结果可知,理论、实验及仿真得到的结果非常吻合,并对误差做了分析。从实验得到离面位移的1阶导数可获得缺陷的大小,结合理论计算出缺陷的深度,二者的误差都在允许范围之内。结果表明,利用离面位移数字散斑干涉系统测量材料内部较深层缺陷具有很高的准确性。     

两个耦合二能级原子与压缩相干态光场相互作用系统中光场的相位特性

应用Pegg-Barnett相位理论,研究了两个耦合二能级原子与压缩相干态光场相互作用系统中光场的相位特性,着重分析了光场的相位概率分布及相位涨落,并讨论了光场相干振幅分量和压缩参量以及原子间耦合系数对场的相位性质的影响.结果表明:光场相位概率分布呈现出三峰高斯分布,在零相位附近概率分布最大,且涨落较小,而其它范围内概率分布小且易振荡.同时由于光场压缩效应的影响使相位概率分布呈现出与相干态光场所不同的情况.     

无线高速链路快速可靠传输方法

在无线信道上,链路层选择性重传与TCP重传相比,可只对发生错误的部分链路帧重传,不需重传整个数据包,可以大大节约链路带宽资源。因此高速无线链路的应用需要一种高效率的发送与接收窗口控制方法。该方法将分组序号作为访问窗口结构数组的下标,并且联合应用预设表进行查找的搜索方法,实现了对窗口的高效率快速操作和对高速无线信道的数据传输支持。通过实验,验证了这种设计的有效性。     

位相板的制作及其在相衬法实验中的应用

为了制作用于相衬法实验的π/2相板,采用全息干版,通过控制其曝光时间及冲洗过程,使乳胶膜的厚度或折射率发生改变,从而调节位相的变化;采用双点光源干涉位相测量方法,检测并筛选出符合要求的相板,得到相板位相的2维分布图;将筛选出的有一定吸收的π/2相板作为相衬法实验的位相滤波器并置于透镜频谱面上,在像平面上所成的位相物体的像达到了预期的效果。结果表明,用全息干版制作相板的实验方案及工艺是可行的,且相板的位相与吸收率可以任意设计。这为设计、制作和检测相板提供了一种简单、廉价和快捷的实验方法及工艺流程。     

广义高斯光束中光斑半径和曲率半径特性研究

为了研究广义高斯光束特性中未曾研究过的光斑半径长短轴(wmax,wmin)的最小值位置(lwmin,lwmax)和曲率半径R1,R2两个特殊位置的突变点(lR1,lR2)之间的关系,并由它们的关系发现广义高斯光束的一些新的特殊性质,先采用abc参量法进行理论推导,得出无法得到lwmin,lwmax,lR1,lR2位置关系的简单解析解表达式,进而采用计算机软件进行数值分析,得到它们与初始点参量wmax,0,wmin,0,R1,0,R2,0以及旋转角φR1相应的关系图。结果表明,光斑半径长短轴的最小值位置始终处于曲率半径两个极值的突变位置之间,且lwmin,lwmax,lR1,lR2大致分布在l=0附近,lwmin相比较其它三者而言,出现明显不连续突变情况,这对实际普遍情况下的广义高斯光束是成立的。     

Shannon信息论及其新发展

综述了Shannon信息论,量子信息论与光学信息论的基本内容。全面、系统地分析了三者之间的关联性及其本质区别。最后,讨论了信息论未来的发展趋势。