提高傅立叶变换轮廓法测量三维物体轮廓陡峭度的方法

在简要地分析了傅立叶变换轮廓法（ＦＴＰ）和改进型傅立叶变换轮廓法（ＩＦＴＰ）测量三维物体形状轮廓的原理后，讨论了ＩＦＴＰ的不足，指出ＩＦＴＰ虽然提高了能测三维物体的陡峭度，但存在着人为引入的误差。针对ＩＦＴＰ的不足，提高了修改的方法，利用ＦＴＰ本身的特点，消除了人为误差，在提高测量陡峭度的同时，保证的测量的精度。     

节约器件的三维离散余弦正/反变换通道式算法结构

针对3D离散余弦正/反变换(DCT/IDCT)算法单元通道式结构需大量使用延时器和选择器以及不同分块器件的兼容性问题,提出一种节约延时器和选择器的通用性通道式算法单元及整体结构。首先,根据三维DCT理论提出兼容正反变换通用的通道式算法结构;建立由延时器和选择器组成的可重复使用的延时器组模型,使其具有整合性和嵌套性。然后,提出节约延时器的三维DCT通用性通道式算法单元及整体结构。最后,利用提出的节约器件的三维DCT/IDCT通道式结构对不同格式、不同大小分块的视频信号进行处理。实验结果表明,随着分块增大,提出的节约器件的方法使用的延时器和选择器的数量明显减小,当分块大小达到64×64×64时,延时器和选择器使用个数分别降低了54.7%和44.5%。得到的结果说明提出的方法可以减少延时器和选择器的使用,满足硬件对降低成本的要求,提高了能效,同时便于不同分块的集成。     

傅立叶变换轮廓法用于测量大型三维曲面

叙述了一种用傅立叶变换轮廓法(FTP)来实现的大型三维曲面形状测量系统,并讨论了FTP所能达到的最大测量范围及其在大型三维测量中的优势。     

彩色图像三维六边形离散余弦变换编码

为了适应人眼视网膜细胞的正六边形结构的排列方式并充分利用彩色图像各颜色分量间的相关性,提出了一种基于六边形采样的三维离散余弦变换方法。该方法根据传统的矩形采样和正六边形采样之间的关系来完成两者的转换; 然后在已有的六边形离散余弦变换的基础上提出三维六边形采样的离散余弦变换,并验证它的能量集中性。最后,在同一个模型下建立彩色图像的空间位置和颜色分量,并利用提出的方法分别以不同的子图大小对不同的图像进行整体变换。实验结果表明：相对于传统的矩形采样,提出方法的压缩比提高了约51.1%,峰值信噪比提高了约16.3%,从而有效地降低了彩色图像各颜色分量间的相关性。得到的结果表明,利用六边形采样技术可以提高采样率,降低编码速率。     

一种改进的面形测量新方法

对基于以正弦投影光场为结构光的位相轮廓测量求提出一种改进方案。该方案只需获得相应于投影光场相程分别为—α，0，＋α时的3帧变形光场强度值，即可计算面形数据。它对提高测量精度、测量违反、成像分辨率带来有利和方便。文中还提出一种用来产生正弦投影光场及实现离散相移的高稳定性干涉仪。     

三维物体面形信息获取和实时处理系统

将干涉图处理方法引入基于结构光法的三维物体面形测量中,由此研制并设计了结构光信息采集和硬件处理系统。由于预先对结构光信息进行了特征提取,整个系统简单,计算机处理数据迅速。     

基于全场条纹反射的镜面物体三维面形测量综述

随着集成电路、汽车行业、先进制造和天文学的发展,条纹反射术被广泛应用于测量镜面物体的三维形貌。条纹反射术通过反射条纹图中的相位信息计算被测镜面物体的局部斜率或深度信息来恢复物体的三维形貌。为全面了解条纹反射术研究的最新进展,本文综述了条纹反射的基本原理、反射条纹产生的方式、相位的计算方法、系统参数的标定和斜率积分获得深度数据,同时介绍了不依赖积分过程的直接条纹反射术。通过具体的应用和实例,指出了条纹反射术的优缺点。最后,指出了条纹反射术未来的研究方向。该综述文章为深入研究镜面反射物体的三维面形测量提供了有益的参考。     

付立叶变换轮廓术用于测量曲面形状

本文从投影光栅象的频率被曲面外形所调制的概念出发,对付立叶变换轮廓术的有关公式进行了推导,并运用这种方法对锥体及船壳模型等实物进行了测量。经过分析,得出了计算灵敏度的公式。该方法比传统莫尔方法更高的精度及灵敏度,并且不受莫尔条纹的种种限制,如条纹级次的确定等,因而该方法更适合于实际测量。     

基于离散余弦变换的IMF特征频率提取

针对经验模态分解(EMD)处理后,固有模态函数(IMF)分量通常会受到其他频率的干扰,导致物理意义不明确,提出应用离散余弦变换提取IMF中轴承故障特征信息的方法。该方法利用离散余弦变换对能量的集中性质,通过对离散余弦变换系数进行硬阈值处理重构信号,能够在时域有效凸显IMF的主要规律,在频域准确提取IMF的故障频率。     

一种基于相移技术的物体表面三维轮廓测量方法

提出一种将阴影莫尔条纹法与相位测量技术相结合的物体表面三维轮廓测量方法 ,该方法利用电磁铁和精密机械部件对光栅进行定位控制以实现精确相移 ,并采用三步相移技术对CCD摄像机采集的物体表面形貌莫尔条纹进行相位解调 ,可有效实现物体表面三维轮廓的高速、高精度自动测量。     

面向等离子熔射快速制模可视化系统的三维形状检测技术

提高金属原型等离子熔积成形的精度是使该技术走向实用化的关键之一。本文将傅立叶变换轮廓法用于等离子熔积成形过程中零件的三维形状检测，来对模型的尺寸和成形过程工艺参数进行修正和补偿，提高成形精度。文章详细论述了该方法的测量原理、零件形状与所求得的相位之间的关系，建立了三雏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。     

基于DCT变换的图像融合方法研究

提出了一种基于离散余弦变换(DCT)以及一种结合小波变换与DCT变换的图像融合新方法。前者将源图像进行分块DCT变换,依据DCT系数的高频能量,对源图像的对应区域进行融合。后者利用DCT系数的高频能量对小波分解后得到的低频子图进行融合,同时以此为依据对小波最高分解层的小波高频系数进行选择,其他分解层的小波高频系数依据最大局部方差准则进行融合。依照平均误差、峰值信噪比以及均方根误差等客观评价标准,将新方法与其他常用的基于小波变换或DCT变换的融合方法进行了比较。实验结果表明,结合小波变换与DCT变换的图像融合新方法获得的融合效果优于其他方法。该方法与常用的基于小波变换的融合方法相比,其平均误差减少了40.8%~69.5%,峰值信噪比提高了9.9%~15.6%,均方根误差减少了34.8%~47.5%,评价结果与目视效果相吻合,表明该方法能有效地提高图像融合的质量。基于DCT变换的图像融合新方法的融合效果仅次于结合小波变换与DCT变换的图像融合新方法且其计算量相对较少,适用于实时处理。     

Multifocus watermarking approach based on discrete cosine transform

Image fusion process consolidates data and information from various images of same sight into a solitary image. Each of the source images might speak to a fractional perspective of the scene, and contains both “pertinent” and “immaterial” information. In this study, a new image fusion method is proposed utilizing the Discrete Cosine Transform (DCT) to join the source image into a solitary minimized image containing more exact depiction of the sight than any of the individual source images. In addition, the fused image comes out with most ideal quality image without bending appearance or loss of data. DCT algorithm is considered efficient in image fusion. The proposed scheme is performed in five steps: (1) RGB colour image (input image) is split into three channels R, G, and B for source images. (2) DCT algorithm is applied to each channel (R, G, and B). (3) The variance values are computed for the corresponding 8 × 8 blocks of each channel. (4) Each block of R of source images is compared with each other based on the variance value and then the block with maximum variance value is selected to be the block in the new image. This process is repeated for all channels of source images. (5) Inverse discrete cosine transform is applied on each fused channel to convert coefficient values to pixel values, and then combined all the channels to generate the fused image. The proposed technique can potentially solve the problem of unwanted side effects such as blurring or blocking artifacts by reducing the quality of the subsequent image in image fusion process. The proposed approach is evaluated using three measurement units: the average of Q^abf, standard deviation, and peak Signal Noise Rate. The experimental results of this proposed technique have shown good results as compared with older techniques. Microsc. Res. Tech. 79:431–437, 2016. © 2016 Wiley Periodicals, Inc.     

探地雷达目标检测中的离散余弦变换方法

提出了一种以一维离散余弦变换分量作为特征量的探地雷达目标粗略检测方法.首先对探地雷达A-scan信号进行离散余弦变换,而后根据目标与背景处A-scan离散余弦变换最小分量差异较大的特点,引入离散余弦变换最小分量平方作为检测特征量,最后选取特定的阈值进行目标位置的判断,实现目标的粗略检测.实验结果表明,离散余弦变换最小分量作为检测特征量检测定位比较准确,虽然计算时间比能量法长,但精度比能量法高,可以用于目标的粗略检测.     

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。     

Fourier transform profilometry employing novel orthogonal elliptic band-pass filtering for accurate 3-D surface reconstruction

The article proposes a novel orthogonal elliptic band-pass filtering methodology in Fourier Transform Profilometry (FTP) for significant improvement of accurate 3-D measurement surface reconstruction with arbitrary object colors. Compared with phase shifting profilometry (PSP), FTP using fringe projection can achieve a general 3-D surface profilometry more efficiently by employing one-shot imaging. However, a challenging problem commonly encountered by FTP using fringe projection is its unreliable extraction of precise spectral information from the spectral domain especially when the spectral domain is complicated to process. Various filtering methods previously proposed in FTP have been proved unsuccessful or nonrobust. Thus, a new band-pass filter is developed from an adaptive orthogonal elliptic region to achieve higher accuracy of 3-D surface reconstruction. A comprehensive theoretical analysis is performed to investigate the physical measurement limits of the proposed method. The experimental results obtained confirm that the measurement accuracy of dimension and sphericity can be greatly enhanced when compared with that achieved by the traditional circular band-pass filter. The proposed method is proved to outperform all the other existing FTP band-pass filtering approaches. The maximum dimensional error measured can be controlled within 1.25% of the overall measuring height with various surface colors. However, it is also verified that the traditional three-step PSP can achieve slightly better measuring repeatability than the proposed method.     

用于强反射表面形貌测量的投影栅相位法

为了实现强反射表面三维形貌的光学非接触测量,提出一种改进的投影栅相位法。分析了强反射表面的反射光特点及其对相位解算的影响,指出了反射光亮度范围与相机动态范围的不一致是导致传统投影栅相位法测量失效的主要原因;提出了亮暗条纹投射、多曝光时间采集图像和图像合成等技术,使相机亮度测量范围与强反射表面的反射光亮度范围相一致,并分析了此方法的可行性和适应范围。最后,给出了改进投影栅相位法的条纹投射与图像采集步骤。实验结果表明,改进的投影栅相位法克服了强反射表面引起的条纹图像饱和或过暗问题,能够成功测量出99.6%以上的三维点云,有效解决了测量点云缺失问题,能够实现强反射表面三维形貌光学非接触测量。     

CCD的非线性效应对改进型傅里叶变换轮廓术的影响

在傅里叶变换轮廓术中 ,由于 CCD探测器光电响应的非线性 ,将在测量中引入高次项 ,从而对相位的求解造成较大误差 ,通过理论的推导定性地解释了误差的来由 ,并用计算机进行了模拟计算 ,最后提出了减小误差的方法     

足部三维测量系统中CCD传感器的全局标定

介绍了足部三维形貌测量系统的原理以及利用测量系统已有的一维运动机构和专用标定组件对测量系统所有CCD进行全局标定的实用方法。建立了基于光平面坐标系、标定坐标系、一维运动机构坐标系和CCD图像坐标系的测量系统模型;在测量系统一维运动机构的控制下,光平面分别对标定组件中两个斜面进行扫描,求取两个斜面上扫描线在光平面坐标系中的交点坐标,并根据光平面坐标系中交点坐标和CCD图像坐标系中交点坐标的对应关系,采用坐标映射方法建立光平面与CCD图像坐标系之间的坐标转换关系;确定了基于坐标系之间转换参数的优化目标函数,并根据标定块的标称值和实际测量结果,利用POWEL直接优化方法对坐标系之间的转换参数进行了优化。测量结果表明,单个CCD重复测量误差＜0.062 5%;4个CCD测量值相对误差＜0.365%。实验结果表明,所述全局标定方法减小了一维运动机构、光平面和足支撑玻璃平板之间安装调节误差以及CCD等器件非线性带来的影响,且简便、实用、不需要其它精密标定仪器,可以对测量系统进行现场标定。