单幅干涉条纹图相位提取新算法

散斑干涉测量中,得到的干涉条纹图必须通过提取当中的真实相位才能够得出所测的物理量。从干涉条纹图中提取相位常用的相移法,过程复杂、对环境要求较高,而且要通过解包裹运算才能求得真实相位,容易产生误差。通过希尔伯特变换,基于离散余弦求解泊松方程的方法,提出从单幅干涉条纹中提取真实相位的新算法。通过实验分析,本文提出的新方法能够有效地从单幅干涉条纹中提取真实相位,并且在现实情况中,本文提出的新方法从单幅干涉条纹图中提取相位误差小于相移法,而且运行速度快,为从干涉条纹图中提取真实相位提供了新的参考。     

基于Goldstein滤波的数字散斑条纹图降噪方法

有效去除数字散斑条纹图中的噪声是散斑干涉测量技术中的关键问题。提出了一种基于Goldstein滤波的数字散斑条纹图平滑方法。该方法需要将散斑条纹图中的干涉相位转换为矢量空间中的单位矢量,并进行快速傅里叶变换(FFT),得到其频谱,然后对频谱进行加权处理,从而抑制噪声的频率成分,再将加权处理后的频谱变换到空间域,计算干涉相位,得到原始散斑条纹图的滤波结果。将该滤波方法运用于四步相移数字散斑干涉条纹图像处理。实验结果表明,该方法在滤除散斑噪声的同时能够有效地保护散斑条纹图的轮廓和细节信息,增强了散斑干涉条纹的对比度。     

基于主元分析的随机相移散斑图分析算法

剪切散斑相移干涉术需要提取物体加载后的动态相位变化,因此提出一种基于主元分析的随机相移散斑图分析算法。该算法采用相关计算法从随机相移散斑图中获得随机相移条纹图,然后利用主元分析算法(PCA)从一组随机相移条纹图中提取动态相位分布。实验结果表明,相关计算法处理散斑图所得的随机相移条纹图具有较高信噪比,PCA提取的相位具有较高的精度和效率。该算法无需迭代计算,对随机相移条纹图的空间载波频率没有严格的要求,适合动态剪切散斑干涉测量。     

基于二维连续小波变换的干涉条纹图相位的提取

在光学测量领域中,干涉法具有极其重要的意义。针对干涉条纹图相位的提取,提出了一种基于二维连续小波变换的干涉条纹图相位提取的新方法。在文中提出的算法中,为了降低计算时间,在计算过程中引入快速傅里叶变换,并提出将传统二维连续小波变换中的连续的尺度因子和旋转角用离散的尺度因子和旋转角代替,这样就解决了二维连续小波变换算法计算耗时的问题。通过仿真和实验发现,该方法可以快速准确的提取出干涉条纹图的相位,对于有缺陷的干涉条纹图,可以实现缺陷的修复并获得其相位图,并收到了比较不错的效果。     

涡旋光用于物体面内位移变形测量的模拟

提出了一种利用涡旋光进行面内位移测 量的新方法。将传统的电子散斑干涉测量技术与液晶空间光调制器(SLM)相结合,把 利用SLM所 获得的涡旋光应用于双光路电子散斑干涉,从而测量变形物体的面内位移。推导出了以平面 光为物光、涡 旋光为参考光以及涡旋光为参考光、物光时物体发生面内变形前后的干涉强度公式, 模拟了变形前 后的干涉图样,分析了干涉变形图样的特征。运用四步相移方法求出了物体的变形相位公式 ,通过解包裹得 到了物体的变形相位。模拟结果与利用传统电子散斑干涉测量系统结合傅里叶变换法 获得面内位 移的变形相位分布是一致的,表明涡旋光可以应用于物体的变形测量,为物体面内位移变 形测量提供了一种新途径。     

实时全息干涉位移测量的自动化

实时全息干涉法可以观察记录整个测试过程中条纹图的动态变化,在传统的位移测量应用中只能通过条纹的变化给出定性分析结果。简述了实时全息干涉法进行微小位移测量的原理,根据实时全息干涉条纹和希尔伯特变换的特点,提出了利用希尔伯特变换法进行实时全息干涉位移测量的定量分析方法。实验表明：利用希尔伯特变换法可以自动提取实时全息干涉测量过程中全场各点在任意两个时刻间的相位变化傅,从面塞零位移测量鲍自动化、定量化。     

运用希尔伯特黄变换进行多分量信号的频散分析

基于谱分析原理将希尔伯特黄变换应用于多分量信号的频散分析,通过希尔伯特时频能量谱获得每个单分量信号的能量分布和群速度,通过希尔伯特时频相位谱获得每个单分量信号的相速度.在相速度的计算过程中提出异步相差和校正相差的算法,可以有效避免相位解缠.仿真结果表明,上述方案可以获得较为准确的频散分析结果.     

基于同态滤波的电子散斑干涉图像处理

由于散斑具有可测的强度和确定的相位,正逐渐被人们重视和进一步研究,现广泛应用于无损检测领域。电子散斑干涉条纹图上总是附带大量的随机散斑颗粒噪声。一般来说,散斑图像记录的变形信息主要集中在低频部分,而噪声主要在高频部分。为了得到变形物体的连续相位分布,需要用适当的方法对散斑干涉条纹图像进行滤波降噪处理。同态滤波是一种将亮度范围压缩和对比度增强的频域处理方法。采用基于同态滤波原理设计出的新的低通滤波器,将其运用于3步相移电子散斑干涉条纹图像处理,并从理论上进行了详细的论述。结果表明,运用该滤波器处理散斑条纹图像,过滤了大量的散斑颗粒噪声,增强了散斑干涉条纹的对比度。     

面内微位移测量的散斑相位涡旋相关方法研究

提出了用散斑相位涡旋相关方法测量面内微位移。 首先利用拉盖尔-高斯变换, 将光强灰度图的实值信号I(x,y)变为复光强信号(x,y),获得涡 旋分布矩阵;然后,以涡旋 核结构参数的偏心率e作为特征因子进行相关运算;最终实现面内微位移的测量。在相同计 算机配置下,对毛玻璃的面内位移进行了测量,结果显示,散斑相位涡旋相关法的平均计算 时间为35.4ms,传统数字散斑相关法(DSCM)的平均计 算时间为376.7ms,而两者的相对误差均小于5%,这与数值模拟结果 相符。实验结果与数值 模拟结果表明,散斑相位涡旋相关方法可准确测量面内微位移,与传统DSCM相比,在保持相 同测量精度的前提下,计算效率至少提高了1个数量级。     

提高散斑场纵向相关性的相位编码调制方法

散斑在轴向的退相关现象是制约散斑干涉测量适用性的关键问题之一,为了提高散斑场的纵向相关性,从而提高散斑干涉图像的条纹对比度,扩大物体离面形变的测量范围,提出一种对散斑场进行相位编码调制的方法,即将波前编码技术扩展景深的方法用于散斑场编码,在孔径光阑位置上放置立方型相位板实现相位调制。首先分析了该编码调制方法用于提高散斑场纵向相关性的可行性,然后基于4f系统模拟仿真并实验验证了通过相位编码调制提高编码散斑场的纵向相关性的实际效果。结果表明,编码后散斑的纵向尺寸从0.17 mm提高到0.4 mm,大约提高了2.5倍。     

几何位相非线性变化的实验研究

本文报道了Pancharatnam位相非线性变化的实验研究，实验结果与理论预言符合得很好。Pancharatnam位相的这种非线性可能在光开关中得到应用。     

DRFM相位校正技术研究

DRFM复制信号的相位不连续会破坏输出信号的相干性，影响干扰效果。将信号取样的起始和终止相位之差记录下来，并在信号复制时进行相位补偿的新技术，可以消除复制信号首尾相位差，并简化电路。3比特相位DRFM中相位校正的精度优于π／4。     

基于线性移相误差的[WT《A》]N步移相算法

移相误差是影响移相干涉术测量精度的主要来源,针对移相器的线性移相误差,文中提出一种新型的移相干涉术算法-N步移相算法。该算法通过最小二乘法估计出移相器做等步移相时的实际移相相位,利用上述估计值代入相位计算公式获得被测物体的相位分布。同时对该算法进行仿真研究,其结果表明,算法能准确地估计移相相位,获得被测物体的精确相位分布,并可实现λ/100的高精度测量,且在测量精度上明显优于其他算法。     

提高相位干涉仪测向精度与改善测角范围的探讨

简单介绍单基线相位干涉仪测向的基本原理，针对其测向范围与测向精度的矛盾，利用多基线相位干涉仪即可解决这一矛盾，既能增大测向范围，又可以达到高的测向精度，关键在于如何解相位模糊问题，文章给出一种解模糊的方法。     

和差两路相位不平衡性探讨

对和差两路相位的形成、影响相位不平衡性因素进行详细的分析，并在此基础上，提出减小和差两路相位差的方法。     

一种改进的射频相位校准方法

根据微差变频移相原理,提出了一种射频相位校准的新方法.该新方法采用固定电长度,微小改变信号频率实现移相的新途径对射频相位进行校准.理论分析和实测结果证明,此新方法能提高射频相位的校准准确度,在实际工作中有一定的实用性.     

基于相位测量法测量透射式相位光栅的表面形貌

建立了一套基于马赫-曾德尔干涉仪的测量系统,获得了透射式相位光栅的相位信息并推算出光栅的表面形貌。给出了相位测量法的基本原理,运用傅里叶变换法和相位解包裹技术,对实验系统采集的干涉图的相位信息进行处理并计算出光栅的高度、周期和底角等结构参数。结果表明,该测量方法和系统能够精确地测量光学相位元件的表面形貌,具有较高的实用价值。     

卫星通信地球站终端设备锁相源相位噪声分配方法

提出一种单路单载波卫星通信地球站终端设备中各锁相源相位噪声的分配方法，并联系地球站终端设备的研制任务给出一个实例。     

Frequency Independent Nonlinear Feedforward Phase Estimator

The major focus of this work deals with fast and efficient phase estimation in an additive white Gaussian noise environment, where the received signal is a function of both phase and frequency error (, ). The paper proposes a modified version of the Viterbi and Viterbi phase estimator, and compares this modified version with the original. The comparison is performed in terms of two criteria – estimator variance and phase ambiguity resolution. Results suggest that the new estimator has a lower variance than the original technique when a frequency error is present. In addition, when the frequency is perfectly synchronized, the two estimators yield similar performances at moderate to high levels of signal-to-noise ratios. Phase ambiguity resolution by unique word preambles is also investigated. Although the new estimator requires additional processing to resolve ambiguity, its probability of resolution error is shown to be almost the same as for the V & V estimator.     

鉴相方法的分析与比较

简要介绍了干涉仪测向中模拟和数字两种相位差测量方法,重点对这两种方法的测向误差进行了分析,最后对鉴相方法进行了比较。