亚像素数字散斑相关测量的曲面拟合法研究

研究了亚像素数字散斑相关测量中整像素搜索窗口、拟合窗口、散斑尺寸等因素对曲面拟合法测量精度的影响.采用二元二次多项式曲面拟合方法,利用计算机生成的模拟散斑图像,对水平位移分别为0.1,0.3,0.5,0.7,0.9pixel的图像进行了研究.结果表明,最佳搜索窗口为31×31～51×51 pixels,最佳拟合窗口为3×3 pixels,散斑图的平均散斑尺寸为2 pixel时,能较容易地实现相对误差小于5%的目标.而在高斯噪声免疫力方面,0.9 pixel以上的位移具有较强的免疫力.在散斑相关测量精度要求不是很高(＞1 μm)的情况下,曲面拟合法是一种非常适合的方法.     

数字散斑时间序列相关三维面形测量中提高精度的方法

本文提出一种基于数字散斑时间序列相关三维面形测量法中提高测量精度的方法－多相关峰优化法。在数字散斑时间序列相关测量法中,当物体表面存在复杂细微结构时,被物体调制的散斑图中局部区域的散斑子图像会出现明显变形和局部阴影,这时相关曲线会出现多相关峰。由于相关值很低,这些相关峰对应高度都有可能是测量点的高度值。本文用特殊的算法对这些相关峰对应高度值进行辨别,找出最适合的高度值作为测量值,对测量结果进行优化。实验证明该方法对改善因局部区域的散斑子图像的变形和局部阴影影响而导致的测量误差具有非常显著的效果,使得数字散斑时间序列相关三维面形测量法能够用来测量复杂三维物体面形。     

计算机辅助全自动位移散斑测量技术的研究

本文提出了一种计算机辅助的全自动位移散斑测量技术，用CCD摄像机拍摄物体位移前后的散斑图，然后重叠、分割图像，对于图像进行两次快速傅里叶变换，最后通过寻找峰值点位置，并由此计算得位移矢量．     

数字散斑联合变换相关法测量微小位移的研究

提出一种利用联合变换相关法对位移前后的散斑图像实现数字相关运算,通过相关峰的距离与散斑图所携带的位移信息之间的关系,测量物体的面内位移量。通过对全场的位移计算,得出对散斑图像先做限幅预处理后,再进行边缘提取,有效减弱了影响相关峰的不利因素,提高了相关点的精确性。对同一组散斑图进行匹配滤波相关运算和联合变换相关运算,把得到的全场位移矢量图进行比较,得出两者测量的结果是一致的。     

动态激光散斑用于透镜轴向象差的测量

在高斯光束照明下，根据在平面内匀速运动的散射体经光学系统在观察面内产生的动态散斑的复振幅和强度起伏的空－时互相关函数，给出了散斑纯沸腾状态的位置，这位置恰好是点光源经过透镜的成象位置，由此提出了一种测量透镜球差、象散和场曲的新方法，并与其它方法作了比较。     

基于亚像素偏移的高质量鬼成像目标重构方法

针对欠采样次数下传统计算鬼成像重构图像分辨率差和对比度低的问题,提出了一种基于亚像素偏移的高质量鬼成像目标重构方法.本文通过分析不同颗粒大小散斑图的重构图像特性以及亚像素散斑偏移的特性后,采用2 pixelX 2 pixel的大尺寸散斑颗粒在空间位置分别进行水平、垂直、斜向偏移,结合未偏移原始散斑图分别对未知目标进行图...     

数字散斑相关技术及其应用

在一些特殊的全场变形测量场合中引入了数字散斑测量技术,即利用材料表面散斑点的随机分布模式来测量变形。本文利用数字散斑相关技术研究了固体炸药的破坏模式,测量了预制裂纹尖端附近的变形分布,表明裂纹对尖端位移分布有显著影响。在电子封装结构的热变形分析中也引入了数字散斑相关技术,测量了封装结构中焊点附近区域的变形分布,显示出在焊点位置产生了由热变形不协调引起的变形梯度的高度集中。结果表明数字散斑相关技术在材料和结构的全场变形测量方面具有良好的应用前景。     

基于梯度法的数字散斑图像相关亚像素搜索算法

数字散斑图像相关法是对全场位移和应变进行测量的十分有用的无损检测技术.设计精确的亚像素搜索算法是提高测量精度的关键问题.研究了数字散斑图像相关技术的基本原理,在梯度法的基础上,提出了一种基于梯度法的变步长的亚像素搜索算法并应用到相关搜索中,通过对模拟散斑图的位移分析证明了该算法的可靠性和稳定性,并对刚体平移实验进行了测...     

激光散斑计量技术及其应用

近年来激光散斑计量技术发展迅速，已在许多领域得到了广泛应用。本文简要介绍了其中的电子散斑干涉法、错位散斑干涉法和散斑相关测量法，并对散斑图的处理方法进行了总结，概述了该技术近年来的发展及应用。     

基于小波熵的白蛋白热变性动态散斑研究

利用基于小波熵的动态散斑方法研究了白蛋白的热变性过程.采用CCD相机得到了白蛋白热变性过程中的动态散斑图序列;用动态散斑图序列生成了时序散斑图(THSP),再以小波熵为参数,将THSP的每一行分为8个时间窗口,利用db4正交小波对每个窗口进行了三级小波分解,得到了256×256×8的三维小波熵值矩阵.对小波熵值矩阵图像化为8幅256×256的灰度图,直观分析了动态散斑信号的变化规律,进而分析了白蛋白热变性过程中蛋白质分子系综的运动特性.结果表明,利用基于小波熵的动态散斑方法,能对白蛋白热变性过程中蛋白质分子的运动及凝聚过程进行初步的定量分析和研究.该方法是研究溶液中微粒运动的有力手段.     

像面散斑平均尺寸对散斑干涉条纹图的影响

散斑计量中,为了在动态测量中得到清晰的原始散斑条纹图,使更有效的提取相位信息,提出一种改变像面散斑平均尺寸大小对散斑成像影响的方法,进而改善原始散斑条纹图的清晰度。通过分析光路参数F数和放大倍数与像面散斑尺寸大小的定量关系,通过实验进行了验证。实验结果表明,形变量一定,系统放大倍数为1,成像透镜F值为4.5,或者,当F数为2,系统放大倍数为3.5,像面散斑平均尺寸大小为5.841μm,最接近像面尺寸5.86μm成像效果最好,经正余弦算法滤波后,得到的散斑条纹图最清晰,证实了像面上散斑尺寸大小对散斑条纹图的影响。     

计算机辅助散斑干涉法的研究与改进

针对传统的加法模式的计算机辅助散斑干涉法抗噪声能力弱、信噪比低的缺点,提出了一种减法模式的计算机辅助散斑干涉法.实验上对强度型加、减法模式的计算机辅助散斑干涉法和振幅型加、减法模式的计算机辅助散斑干涉法做了比较分析,最后发现振幅型减法模式的计算机辅助散斑干涉法抗噪声能力最强,信噪比最高,测量精度极其精确.因此一般选择用振幅型减法模式的计算机辅助散斑干涉法来进行物体的变形测量.     

参考束型散斑干涉计量中信息分布的统计模型

采用统计学方法建立了参考束型散斑干涉计量中信息分布的统计模型,由此导出了信息,的可测条件。     

全息散斑相关技术研究

本文把全息技术用于实现散斑场的相关,提出了全息散斑相关的设想。通过实验证明这种方法是可行的。     

基于光纤振动的激光散斑控制

散斑噪声的存在使得图像灰度剧烈变化,降低了图像分辨率,影响成像质量。为了控制散斑噪声,使用波长为405nm的激光作为显微系统照明光源,利用音圈电机振动光纤,通过对抛光玻璃显微成像,用CCD图像采集卡采集图像后进行了散斑噪声对比度分析。结果表明,在光纤振动幅度不变、振动频率在4Hz~55Hz内逐渐增加时,图像散斑对比度在0.0326~0.1197范围内逐渐变小;当频率大于51Hz时,图像散斑对比度曲线趋于平稳且对比度在0.0326处获得了最小值,图像清晰,达到良好的散斑控制。     

弱散射产生的远场高斯散斑场的动态特性

本文计算了三种不同表面相关下弱散射体平动时,散斑强度涨落的时-空交叉相关系数;用“非圆型度”和“束比”参数与交叉相关系数的关系,讨论了远场高斯散斑场的动态特性;提出了一种测量弱散射体运动速度的方法。     

动态主观散斑的时间相关性研究

根据散射屏移动时动态主观散斑时间相关公式,分析了成像系统主要参数对动态主观散斑时间相关性的影响：一般情况下屏表面参数对散斑的时间相关性影响较小;激光光斑大于成像系统物面分辨斑时,散斑的时间相关性由透镜孔径大小决定;激光光斑小于成像系统物面分辨斑的尺寸时,减小激光光斑尺寸能减弱散斑时间相关性。对于以上结果进行了相关的理论模拟和部分实验验证,通过模拟发现,激光光斑小于成像系统物面分辨斑时,散斑时间相关长度和光斑尺寸大小成正比。结论对于激光投影系统中利用时间平均进行的散斑抑制具有指导意义。     

用一张散斑图测量三维位移的方法

本文用一张散斑图测量了物体的两面交线上的位移。     

Reducing speckle artifacts in digital holography through programmable filtration

We propose a speckle reduction technique in electronic holographic display systems, where digital micro‐mirror array devices are used as spatial light modulators. By adopting a programmable filtration in a general 4‐f optic configuration, it is shown that the signal spectrum components in the frequency domain of a viewing‐window‐based holographic display system can be selectively filtered. Compared to the widely utilized single‐sideband filtration techniques in electronic holographic display systems, our proposed programmable filtration can be utilized to effectively reduce the speckles in the reconstruction of point‐cloud‐based computer‐generated holograms. Experimental results are presented to verify our proposed concept.     

激光散斑用于非正常人眼的检查与校正

本文通过对推导毛玻璃以恒定速度的面内运动在成像系统中所产生的激光散斑的统计特性,提出激光散斑运动与近视眼和远视眼的对应关系,并给出激光散斑在视力校正中的应用。