双随机相位不对称分数傅里叶变换计算全息

提出了双随机相位不对称分数傅里叶变换计算全息.首先用一随机相位函数乘以输入图像信息,然后沿x方向实施α级次的一维分数傅里叶变换,再乘以第2个随机相位函数,最后沿y方向实施β级次的一维分数傅里叶变换.采用迂回位相编码法对变换后的结果编码,绘出计算全息图.为了恢复原图像,需要知道变换级次和随机相位函数.利用这种方法进行图像加密,使加密图像的密钥由原来两重增加到四重,从而提高了系统的保密性能.     

一种制作具有一定可视角度的傅里叶变换计算全息图的新方法

提出了一种制作三维物体具有一定可视角度的傅里叶变换计算全息图的新方法.根据CT断层扫描原理,通过从三维物体的二维数码照片中提取信息的方法制作傅里叶变换计算全息编码图.利用数字微反射镜(DMD)将制成的傅里叶变换计算全息编码图记录到全息干板上.为制作计算全息图提供了一种新的方式.     

基于小波数字滤波的傅里叶变换轮廓法

采用一种基于小波数字滤波的傅里叶变换轮廓法测物体三维形貌。先利用小波变换基本滤除变形栅线图中的直流分量和高频分量,再进行相位计算。结果表明,该方法在一定程度上解决了频率混迭的问题,从而也降低了对低通滤波器的设计要求。     

基于短时傅里叶变换的干涉相位解缠方法

提出了一种基于二维短时傅里叶变换的干涉相位图解缠方法.该方法首先将干涉相位数据转变成指数,利用二维短时傅里叶变换进行处理,设置阈值,进行二维短时傅里叶逆变换;最后,求取复数相位,获得滤波后干涉相位,达到降低噪声和清除残差点的目的,并利用改进的Itoh方法对滤波后的相位进行相位解缠.仿真和实测数据处理结果验证了该方法的有效性,且与其他方法相比具有较高的精度.     

基于傅里叶变换去隔行图像的动态3维面形测量

为了解决动态面形测量中隔行扫描CCD相机记录动态物体表面变形条纹图像存在缺陷的问题,提出了傅里叶变换去隔行算法,即把隔行扫描CCD获取动态物体的错位模糊帧图像分成两个单场图像,分别对每一单场图像进行傅里叶变换去隔行处理,再利用条纹分析法重建对应时刻的3维面形。理论分析得出单场傅里叶变换去隔行图像与对应的准确满帧图像相同的结论。结果表明,该方法可以很好地恢复条纹和重建物体,且简单实用,可用于基于空间相位检测、相位测量轮廓术、傅里叶变换轮廓术等条纹分析方法的动态物体3维测量中。     

提高傅里叶变换轮廓术测量精度的新方法

在傅里叶变换轮廓术 (FTP)测量方法中 ,成像装置获取受到物体高度调制后的变形结构光场 ,通过傅里叶变换 ,滤波和逆傅里叶变换恢复出物体高度分布。频谱滤波是FTP中很重要的一个过程 ,也是影响FTP测量精度的一个重要因素。通常滤波是手工选择合适的滤波函数和滤波窗口大小 ,窗口太小 ,表示物体细节的高频信息将丢失 ;窗口太大 ,无法消除噪声。本文提出一种新的滤波方法 ,无需手工选择滤波函数 ,可以很好地保留物体高频信息并消除随机噪声 ,从而提高FTP的测量精度。计算机模拟和实验证实了所提方法的有效性     

基于傅里叶变换的干涉条纹对比度增强算法

论述了一种干涉条纹对比度增强的算法.将二维离散傅里叶变换后得到的干涉条纹图像频谱分布,应用带通滤波器滤波.滤波过程中,在保持通带内相位谱不变的条件下,增大了通带内幅频谱的值.然后对滤波后的频谱分布进行逆二维离散傅里叶变换,可得到对比度增强后的干涉条纹图像.实验表明,该方法在保持干涉条纹中心线空间位置不变的情况下,可以有效地增强干涉条纹的对比度.     

基于迭代傅里叶变换的3维全息图计算新方法

为了进行3维物体全息图的快速运算,在迭代傅里叶变换算法基础上,通过分析透镜的傅里叶变换性质,采用编码球面相位因子的方法,将全息图平行光再现等效为点光源再现。将球面相位因子加入到迭代运算中,获得了具有深度特征的3维物体全息图;同时利用球面相位因子查表运算法简化了相位因子的计算,提高了算法的迭代速度,并基于空间光调制器进行了3维物体的再现实验。结果表明,该算法具有良好的收敛特性,计算的全息图能够在不同距离的像面实现对应层面的物场再现,具有3维的视觉效果。     

多维并行快速傅里叶变换

与传统的通过逐行逐列分别做一维快速傅里叶变换(FFT)计算多维离散傅里叶变换(DFT)的方法不同,本文将多维同时并行处理,导出了一种更有效的计算多维DFT的并行快速傅里叶变换(PFFT)算法。     

扫描波束天线无相位近场测量技术

以寻找高频扫描波束天线近场测量方法为目的, 提出了一种结合差分进化算法和迭代傅里叶变换算法的双平面无相位近场测量方法.首先用线极化探头在近区采集正交方向切向场幅值信息; 其次使用差分进化算法寻找合适的初始迭代相位; 再利用迭代傅里叶变换算法对一扫描面上的相位进行还原; 最后使用采样幅值和还原相位结合近远场变换理论求得天线远场方向图.为验证方法可行性, 以对称振子天线阵为模型, 对不同扫描角时的测量过程进行仿真, 均获得良好结果.     

2维载频条纹傅里叶变换轮廓术

为了在3维形貌测量中解决非连续物体所存在的非连续相位解包问题并提高测量精度,提出采用2维网格光栅作为空间载频条纹的傅里叶变换轮廓术。首先应用2维傅里叶变换对2维光栅条纹图像进行频谱分析;然后设计带通滤波器分离出两个1维变形光栅条纹,在1幅变形网格光栅条纹得到两个1维光栅各自所对应的包裹相位分布;最后应用查表法进行解包得到确定的调制相位分布,给出了详细的理论推导和实验结果。结果表明,采用2维网格光栅+查表相位解包法很好地解决了1维单一频率光栅条纹的低测量精度、1维双频光栅的频率混叠以及3维测量中高度不连续所存在相位解包问题,该方法是可行的。     

往复冲击条件下磨痕三维形貌的测量

提出一种采用傅里叶变换轮廓术(FTP,fourier transform profilometry)对磨痕三维形貌进行测量的方法,具有只需采集一帧条纹图、数据处理少、简单易行和测量速度快等优点,适于自动化测量。采用一种新的产生正弦光强方法,将正弦光强投影到试件表面产生包含三维形貌信息的光栅条纹,利用FTP重建磨痕的三维形貌。实验对不加润滑油状态下往复105次冲击后的磨痕形貌进行测量,并将实验结果与四步相移所测结果进行对比,验证了本文方法用于测量往复冲击条件下磨痕形貌的可行性,并为进一步研究往复冲击时接触润滑效应提供了新的实验依据。     

咀嚼过程人脸颊外形动态变化的光学三维测量

通过CCD摄像机快速获取由罗奇(Rochi)光栅投影到处于动态变化过程中人脸表面上的一系列变形条纹,经过傅立叶变换、频谱滤波、逆傅立叶变换及相位展开等处理后得到重建的一系列脸部颊面面形,再现处于咀嚼过程中的人脸颊部动态变化过程。     

形貌检测频域低通滤波器及检测误差修正

文章提出了用于傅里叶变换形貌检测法的新频域低通滤波器,并提出了修正在检测大梯度变化物体时常出现跳跃误差的相位逆解调法,给出了实际测量结果,并证明其具有使用简单、参数调整方便、应用范围广等特点,尤其是对具有大梯度表面和棱角细节的物体检测更有独到之处     

傅里叶变换轮廓术中抑制零频的新方法

基于条纹投影的傅里叶变换轮廓术(FTP)是一种非接触、快速的光学三维面形测量方法.将短时傅里叶变换引入傅里叶变换轮廓术中,通过合适滑动窗口把变形条纹分成许多局部条纹段.计算每一个局部变形条纹的归一化傅里叶谱,提取零频分量,从中重构出变形条纹的零频分量.再计算原变形条纹的归一化傅里叶谱,并从中减去零频分量,以达到利用一帧变形条纹就可以抑制或消除零频分量对傅里叶变换轮廓术测量的影响,使得携带被测物体高度信息的基频分量的扩展几乎可以达到零频,而不发生混叠,相当于达到了π相移技术消除零频的效果.同采用π相移技术来消除背景光场的改进傅里叶变换轮廓术方法相比,此新方法仅需要对CCD获取的一帧条纹图进行处理,测量装置简单,随着计算机处理速度的提高,使傅里叶变换轮廓术能真正发挥其快速测量的优势.     

三维面形测量中小波变换和傅里叶变换的对比研究

傅里叶变换轮廓术（Fourier transform profilometry,简称FTP）进行三维面形测量时,若无频谱混叠,可以得到很好的测量效果。但由于FTP是全局变换,频域内丢失了空间信息。当被测物体形状复杂或被噪声严重污染时,频域中频谱分布展宽,可能发生频谱混叠,导致基频分量提取不完整,从而不能正确地恢复出被测物体。本文利用小波具有的局部分析能力和噪声抑制能力,采用小波变换的方法（Continuous Wavelet Transform,简称CWT）从混叠条纹和噪声条纹中提取出完整的基频分量。我们采用Morlet复小波函数对变形光栅条纹进行处理,详细研究了CWT和FTP两种方法在不同情况下的优缺点,并通过计算机模拟和实验证实理论分析的正确性。     

几种小波在3维面形测量中的应用研究

为了从频域角度分析复Morlet小波、Fan小波和实Mexican hat小波等常用的小波频域特点,采用小波变换和基于结构光投影的3维面形测量方法重建被测物体,并进行了理论分析和实际实验。通过对比1维Morlet小波、1维Mexican hat小波、2维Morlet小波、2维Fan小波、2维Mexican hat小波抑制条纹非线性和噪声的能力,以及对具有不同形变特征的条纹图的相位解调精度,最终得到不同小波处理相同条纹时的重建精度。结果表明,2维小波比1维小波抑噪能力强;Mexican hat小波在恢复存在相位突变的条纹时精度较高。该研究工作为小波变换轮廓术的应用提供了理论参考。     

New data processing method for improving the measurement accuracy in FTP

During the 3D shape measurement,there are noises in the images that are obtained by the capture system.The traditional method,Fourier transform profilometry(FTP) technique,improves the accuracy only by the filtering method in the frequency domain.In this paper,the curve fitting method is used for the light field distribution calculation before the filtering process applied in the frequency domain by choosing a suitable filter window,and then the higher quality of the basic frequency component signal is got.This method can avoid the frequency overlapping caused by the noise,so the improvement of the measuring accuracy of FTP is realized.     

基于结构光投影的薄膜振动模式分析

为了验证薄膜振动模式的有效性,采用正弦条纹投影和傅里叶条纹分析的方法进行薄膜振动模式分析和振幅重建,并进行了理论分析和实验研究。在基于结构光的主动3维传感技术中,傅里叶变换轮廓术具有单帧获取、高分辨率、全场可实时测量等优势,成为可测量动态3维面形的一种实用方法。正弦光栅条纹被投影到振动中的薄膜表面,采用低帧频的CCD相机采集由薄膜振动导致条纹局部模糊的一系列变形条纹图。通过傅里叶变换轮廓术方法进行处理,最终得到不同频率下实际测量的薄膜振动模式结果。给出了理论计算结果与实测结果的验证比较。结果表明,该方法测量的振动模式结果准确反映了薄膜振动情况。3维面形测量结果和实验验证了该方法的可行性。     

2—D Fourier Transform Method for Optical Measurement of 3—D Surface

A emthod of 2-D Fourier transform used in 3-D surface profilometry is proposed,analyzed and compared with 1-D Fourier transform method in theory and practical measuring result.It was proved that the 2-D Fourier transform method has more advantages over 1-D Fourier transform methodd in biggest crook-rate limits,accuracy and sensitivity of measuring.Styudy on measuring object surface details with large crook-rate changing accurately used new higher-power index low-pass filter of spatial frequency domain.A new method of automatic produced reference grating image and error-correcting is proposed.One undeform row of deform grating image is used to extend a complete reference grating image,and some error-correcting method is used to process the result to get accurate surface shape and the deflection of reference surface normal line deviated from the axle of camera.By this new method,one deform rectangle grating image is only used to get the 3-D shape accurately.