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并行相移数字全息条纹分析插值算法的设计

激光与光电子学进展 2020年第16期57卷 99-107页

作者：鄂雪飞冷俊敏北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100101 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100101

为减小并行相移数字全息重建过程中的插值误差、提高再现图像的质量,提出了一种基于全息图像条纹特性和像素分布的并行相移数字全息条纹分析插值算法。该算法首先根据相移特性从并行相移数字全息图中提取各同相全息图像,将各图像分为3×... 详细信息

为减小并行相移数字全息重建过程中的插值误差、提高再现图像的质量,提出了一种基于全息图像条纹特性和像素分布的并行相移数字全息条纹分析插值算法。该算法首先根据相移特性从并行相移数字全息图中提取各同相全息图像,将各图像分为3×3的方块区域;按照全息条纹特性对分割的方块区域进行多方向插值,根据多方向插值后的图像频域特性进行选择性合并,生成新的全息再现物场。实验结果表明:与传统并行相移全息插值算法相比,所提算法可将再现图像的峰值信噪比提高45%以上;与其他改进算法相比,所提算法的计算时间缩短为原来的一半左右。所提算法能更好地重建并行相移数字全息图像,减小插值误差,保留细节信息,提高再现图像质量,可用于很多领域的动态三维物场信息的获取,如生物细胞观测、移动物体体检、微观粒子成像和跟踪等领域。

关键词：图像处理条纹分析插值误差并行相移数字全息

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畸变测量中应用窗口傅里叶变换载频条纹分析

光电工程 2010年第1期37卷 13-18页

作者：杨初平翁嘉文刘建斌华南农业大学物理系广州510642

为了测量光学成像系统的径向畸变,提出了基于伸缩窗口傅里叶变换空间载频条纹相位分析的测量新方法。畸变分布测量转化为调制相位测量。首先,将纵向朗奇基准光栅作为模板,通过成像系统成为变形光栅即畸变像。接着采用伸缩窗口傅里叶变... 详细信息

为了测量光学成像系统的径向畸变,提出了基于伸缩窗口傅里叶变换空间载频条纹相位分析的测量新方法。畸变分布测量转化为调制相位测量。首先,将纵向朗奇基准光栅作为模板,通过成像系统成为变形光栅即畸变像。接着采用伸缩窗口傅里叶变换提取畸变载频光栅条纹中心无畸变点的基频和相位信息,获得理想无畸变像的基频成分,然后对变形载频光栅条纹进行频谱分析,滤波提取基频信息、逆傅里叶变换、相位解包,提取径向调制相位分布,计算畸变图像的径向位置畸变分布。最后利用该径向位置畸变分布规律和双线性插值灰度重建对畸变图像进行校正。详细的理论分析和实验结果证明,该方法是可行的。

关键词：光学测量图像畸变条纹分析伸缩窗口傅里叶变换

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基于条纹间距调节的条纹分析

科学技术与工程 2015年第12期35卷 193-196页

作者：张伟朱福龙张鸿海陈炎明湖北汽车工业学院机械工程学院十堰442002 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 湖北省计量测试技术研究院武汉430223

基于莫尔条纹的测量中,较好的条纹图、包裹相位图质量,能够提高测量的有效性和测量精度。合理的条纹分布密度,能够有效降低条纹图与包裹相位图中的噪声影响,消除条纹分布过密产生的相位混频。合适的莫尔条纹密度可以通过调节条纹间距来... 详细信息

基于莫尔条纹的测量中,较好的条纹图、包裹相位图质量,能够提高测量的有效性和测量精度。合理的条纹分布密度,能够有效降低条纹图与包裹相位图中的噪声影响,消除条纹分布过密产生的相位混频。合适的莫尔条纹密度可以通过调节条纹间距来确定。测量结果表明该方法能够适应被测表面的条纹分布,获得可靠的测量数据和有效的测量精度,得到较好的测量结果。

关键词： Moiré测量条纹分析降噪相位混频

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基于条纹分析技术的镜头畸变校正实验设计

实验室研究与探索 2022年第7期41卷 128-132页

作者：吴杰鸿翁嘉文曾应新华南农业大学电子工程学院(人工智能学院) 广州510642

针对光学条纹分析技术在镜头畸变检测校正中的拓展应用教学,设计一套镜头畸变校正实验检测与分析系统。方案在Matlab环境下实现对实验数值仿真及处理,并对镜头畸变模型及参数、畸变条纹基频、畸变中心等参量展开定量讨论分析。系统采用... 详细信息

针对光学条纹分析技术在镜头畸变检测校正中的拓展应用教学,设计一套镜头畸变校正实验检测与分析系统。方案在Matlab环境下实现对实验数值仿真及处理,并对镜头畸变模型及参数、畸变条纹基频、畸变中心等参量展开定量讨论分析。系统采用液晶平板显示器展示载频条纹图像作为校正模板,通过相机广角镜头进行拍摄获得畸变条纹图像,根据条纹分析方法获得各个畸变参量,实现对畸变图像的校正。方案将理论分析、数值仿真和实验测量三者相结合,帮助学生综合掌握条纹分析技术与镜头畸变校正的相关知识与应用,有利学生的实践动手能力和创新设计能力的培养。

关键词：实验仿真条纹分析畸变校正 Matlab软件

希尔波特变换条纹分析法及其在非球面镜测量上的应用

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希尔波特变换条纹分析法及其在非球面镜测量上的应用

作者：吕捷南京师范大学

学位级别：硕士

近代光学干涉检测是一项复杂的精密测试技术，它需要结合并运用光学、电子、机械、计算机等多个领域的知识和技术，这种检测方法最终归结为对一系列静态或动态连续的实时干涉条纹图进行分析和计算。条纹图像数字化处理技术基本上分为... 详细信息

近代光学干涉检测是一项复杂的精密测试技术，它需要结合并运用光学、电子、机械、计算机等多个领域的知识和技术，这种检测方法最终归结为对一系列静态或动态连续的实时干涉条纹图进行分析和计算。条纹图像数字化处理技术基本上分为两类：基于条纹亮度分析的条纹中心法和基于时间与空间相位分析的相位法。条纹中心法的算法为条纹跟踪法，即模仿趋近法来研究条纹中心。相位测量法能够克服由于条纹跟踪而产生的问题，而且相位测量只受照相机的空间分辨率和计算机处理数据能力的局限。在相位法中，普遍采用的求解相位的方法主要有三类：一类是傅里叶变换法，该方法只需一幅条纹图即可算出相位，但计算量较大;一类方法是相移技术，该方法需要相移器和多幅相移图。根据相移次数的不同，目前有三步、四步和五步等不同的相移器算法;另一类是最大——最小扫描法。本课题研究了希尔波特变换法解调相位的原理和利用希尔波特变换法对干涉条纹的分析与处理的方法。同时，本论文也论述了仅用一幅光载频干涉条纹获取非球面镜表面的全部相位信息的方法。该方法是通过对条纹进行希尔波特变换、高通滤波、相位去包裹等操作，再由最小二乘原理，迭代出条纹的相位分布，并通过积分关系得到波面的面形信息。并讨论了条纹相位的算法，误差修正和测量面形的应用。干涉仪采用的是利用双波带板产生干涉条纹的径向剪切干涉仪，用CCD摄像机采集干涉图像。

关键词：希尔波特变换条纹分析干涉法非球面离散信号

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基于小波脊的条纹分析技术及应用研究

基于小波脊的条纹分析技术及应用研究

作者：曾惠萍暨南大学

学位级别：硕士

振幅、位相以及位相中蕴涵的频率是光学条纹信号的主要特征，其特征大小及变化规律被广泛应用于许多科学研究和工程应用领域的位移、形变和密度的精密测量，以及雷达、生物、医学等信号的检测与诊断。本文先从小波脊提取光学条纹信号的... 详细信息

振幅、位相以及位相中蕴涵的频率是光学条纹信号的主要特征，其特征大小及变化规律被广泛应用于许多科学研究和工程应用领域的位移、形变和密度的精密测量，以及雷达、生物、医学等信号的检测与诊断。本文先从小波脊提取光学条纹信号的瞬时频率和位相的基本原理开始阐述，提出基于瞬时频率梯度的多尺度窗口傅里叶变换方法，并通过理论分析、计算机模拟和实验研究了该方法在三维测量、非平稳信号的时频分析及其它相关位相测量方面的应用。首先，通过理论分析和计算机模拟分析研究了小波脊检测条纹信号的瞬时频率和位相的有效性，同时通过对实际干涉条纹图的分析说明检测条纹图的频率和位相的变化可以检测条纹的空洞、不连续区域等。其次，在阐述多尺度窗口傅里叶变换原理的基础上，理论分析了多尺度窗口傅里叶变换的时频窗的变化规律及其与小波变换的多分辨分析的异同之处，研究了基于瞬时频率的多尺度窗口傅里叶变换在三维物体测量中的应用。为了尽可能提高频率分辨率和提高基频提取的精确度，本文根据条纹分析的特点明确提出了信号局部平稳长度的概念，研究了基于瞬时频率梯度的多尺度窗口傅里叶变换在三维测量中的应用，提高了位相的提取精度，并具有一定的抑噪能力。再次，研究了基于瞬时频率梯度的多尺度窗口傅里叶变换分析非平稳信号的时频局域化能力，并与Winger-Ville分布和小波变换方法相比较，给出模拟和实验分析的结果。最后，把基于瞬时频率的多尺度窗口傅里叶变换方法应用于非平稳的白光干涉谱信号的分析，解调出白光干涉谱信号的位相，以实现薄膜厚度等相关物理量的测量。

关键词：条纹分析窗口傅里叶变换多尺度窗口傅里变换小波脊瞬时频率位相

条纹分析中一种简单的Zernike多项式拟合方法

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光学学报 1985年第4期 368-373页

作者：刘月爱中国科学院光电技术研究所

本文介绍了一种实现干涉条纹Zernike多项式拟合的简单算法。该算法虽然仍是基于Gram-Schmidt正交化方法,但用该算法求解Zernike系数时并不需要经过正交化过程,而是用谱Zernike多项式的协方差矩阵的线性变换来直接求解。因而它很适合于... 详细信息

本文介绍了一种实现干涉条纹Zernike多项式拟合的简单算法。该算法虽然仍是基于Gram-Schmidt正交化方法,但用该算法求解Zernike系数时并不需要经过正交化过程,而是用谱Zernike多项式的协方差矩阵的线性变换来直接求解。因而它很适合于编写拟合过程的计算机程序,是一种比较理想的实现Zernike多项式拟合的算法。

关键词：多项式拟合算法 Zernike 协方差矩阵条纹分析

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光学计量的干涉条纹分析

国外科技新书评介 2015年第5期 23-24页

作者：郭抒中国科学院理化技术研究所

本书论述了光学计量学中经典和现代干涉测量法的理论原理和实际应用。本书的新颖之处是频率转换函数（FIF）的应用，以及干涉条纹分析中随机过程的理论；这些数学工具能更好地描述各种相位解调算法，并获得较理想的光谱响应、失谐不灵... 详细信息

本书论述了光学计量学中经典和现代干涉测量法的理论原理和实际应用。本书的新颖之处是频率转换函数（FIF）的应用，以及干涉条纹分析中随机过程的理论；这些数学工具能更好地描述各种相位解调算法，并获得较理想的光谱响应、失谐不灵敏性、信噪比的稳健性以及谐波排斥性。

关键词：干涉测量法条纹分析光学计量转换函数随机过程解调算法数学工具光谱响应

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光纤点衍射干涉仪调整方法与条纹分析

光机电信息 2003年第3期20卷 28-30页

作者：曹晓君张学军李艳红中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130022

随着对高精度光学元件的需求不断增加 ,对光学检测精度的要求也随之提高 ,合理可行的检测方法对光学加工的发展至关重要。本文在已建立好的点衍射干涉仪的基础上 ,对仪器的调整进行分析 ,提出合理的调整方案 ,得出被检波面面形的干涉图... 详细信息

随着对高精度光学元件的需求不断增加 ,对光学检测精度的要求也随之提高 ,合理可行的检测方法对光学加工的发展至关重要。本文在已建立好的点衍射干涉仪的基础上 ,对仪器的调整进行分析 ,提出合理的调整方案 ,得出被检波面面形的干涉图。该干涉仪由光纤直接提供高精度的参考波面 ,与被检波波面发生干涉。其特点是结构简单合理、易于调整耦合输出、条纹记录迅速、受外界环境影响较低、引入误差较小 ,有利于进一步的拟合分析。

关键词：光纤点衍射干涉仪调整方法条纹分析