基于三角形收缩法改进的分数傅里叶变换估计牛顿环参数

作     者：武进敏 姜盛 鲁溟峰 沈德明 范军芳 李亚峰 张峰 陶然 WU Jin-min;JIANG Sheng;LU Ming-feng;SHEN De-ming;FAN Jun-fang;LI Ya-feng;ZHANG Feng;TAO Ran

作者机构：北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京理工大学信息与电子学院北京100081 

出 版 物：《计量学报》 (Acta Metrologica Sinica)

年 卷 期：2023年第44卷第12期

页      面：1783-1790页

学科分类：08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFC1511705) 国家自然科学基金(62171025) 北京市属高等学校高水平科研创新团队建设支持计划(BPHR20220123) 北京市自然科学基金(4232044) 北京理工大学实验室研究项目(2021BITSYA18) 北京信息科技大学高教研究项目(2022GJYB16) 

主　　题：光学计量 透镜曲率半径 牛顿环条纹图 分数傅里叶变换 三角形收缩法 

摘      要：针对分数傅里叶变换用于牛顿环参数估计时速度较慢的问题,通过分析牛顿环条纹图分数傅里叶域幅值最大值与相应旋转角的分布规律,提出基于三角形收缩法改进的分数傅里叶变换进行牛顿环参数估计的方法。实验结果表明:该方法具有可行性,对于图像尺寸小于640×640 pixels的条纹图,处理所需时间1 s,随着图像尺寸增加,条纹图中包含的条纹数目增加,曲率半径估计值相对误差降低,而处理时间仍可满足工程实际需求。以处理1080×1080 pixels的图像为例,估计值相对误差为0.001%,处理时间为3.31 s。该方法估计720×720 pixels高斯噪声污损的牛顿环干涉条纹图像平均用时1.28 s,约为传统分数傅里叶变换用时的1/700。