环形孔径白光散斑照相法的研究

提出利用环形孔径进行白光散斑照相，测量物体的变形和位移。该方法具有灵敏度高、灵敏度调节范围宽、全场滤波可得到物体所有方向的位移等值条纹和逐点滤波可提高衍射晕边缘的条纹对比度等特点。     

一种用于自动分析散斑摄影条纹图的数字图像复原技术——衍射晕影响的消除

本文提出了一种消除衍射晕非均匀照度影响、提高计算机自动测量散斑摄影条纹图精度的数字图像复原算法.简单介绍了散斑摄影条纹的自动分析过程.在VAX-11/785计算机上对模拟的无噪声白光散斑条纹进行验证,结果表明,本算法和程序是可靠的.     

五孔剪切相机同时测量二维曲率,扭率和斜率

本文首次提出一种散斑剪切相机。该相机能把曲率、扭率和斜率的二维信息同时记录在一张双曝光散斑图上。对散斑图进行滤波分析时在频谱面上出现十三块互不重叠的衍射晕。在适当的衍射晕上滤波即可获得二维曲率、扭率和斜率的等值全场条纹。     

横向位移双曝光散斑图维纳谱的信息分布

讨论了横向位移双曝光散斑图维纳谱的信息分布，并由此导出杨氏纹图的一般表达式。讨论了条纹可见度与应变，面内转动，照明光束直径与条纹图图空间坐标的关系，指出了在条纹可见度影响下最大可见条纹数目。还讨论了散斑衬比与衍射晕的关系。     

全息散斑条纹的提取及图像处理

介绍了一种新的全息散斑条纹的提取方法.理论和实验表明:对全息散斑底片逐点再现时,两伴生亮斑条纹是全息散斑底片一级衍射光的杨氏干涉条纹,与中央的杨氏条纹是一致的,有较高的条纹对比度且没有背景光晕的影响.利用计算机数字图像处理技术对伴生散斑条纹进行处理,定量测试了受静载物体的面内位移.     

研测动态问题的旋转孔径散斑照相法Ⅱ:矩位、平四位、直三位孔径

本文提出了旋转孔径散斑照相法中三种新颖的基本孔径:矩位孔、平四位孔和直三位孔,进行了理论分析和实验证明。采用新孔径拍摄散斑照相,散斑信息利用率高,衍射晕能量分布合理,信噪比提高,因而散斑条纹清晰度得到改善,相应的实验误差减小。     

基于Gabor滤波的散斑条纹图平滑方法

提出了一种基于伽博(Gabor)滤波的散斑条纹图平滑方法.通过加窗傅里叶运算提取散斑条纹图的条纹频率和条纹梯度方向,并利用它们确定具有频率和方向选择性的Gabor滤波器对散斑条纹图进行Gabor滤波.数值模拟和实验结果表明,该方法在滤除散斑噪声的同时能够有效的保留散斑条纹图的条纹结构,为从单幅散斑条纹图中进一步提取条纹相位场奠定了良好的基础.     

基于改进旋滤波的电子散斑干涉图滤波方法

电子散斑干涉术条纹图在成像时不可避免地受散斑噪声调制,去除噪声是散斑干涉条纹处理的一项重要任务。利用散斑条纹图的方向性,提出一种基于模糊方向的旋滤波:在当前点的领域内定义4个模糊方向窗口,将传统旋滤波的一维、精确方向窗口的确定,转变为模糊方向窗口的确定;在确定的窗口内进行低通滤波时,采用自适应加权均值滤波代替传统的中值滤波。利用该方法分别处理模拟散斑条纹图和实验所得的真实条纹图,并与传统旋滤波、双边滤波和小波丢弃子带方法比较。实验结果表明,该改进算法在滤除散斑条纹图噪声的同时,有效保护了条纹的细节信息。     

散斑错位照相术的空间频率成分

本文分析了散斑错位照相术的空间频率成分,得到条纹纯暗区的散斑结构等同于两个半圆透镜散斑像场非相干迭加的结论,该结论有别于Y.Y.Hung的结果。还使用记录光瞳的方向孔径与散斑谱晕周界两个概念,分别计算了条纹纯亮、暗区域所对应的谱晕周界方程。对以上结论进行了实验验证,并附带提出了带通滤波器的最佳图形。该结果不仅可用于进一步改善错位照相条纹的质量,也对电子散斑错位干涉仪的研究有益。     

基于散斑相位条纹方向的自适应正弦/余弦滤波

结合正弦/余弦(sin/cos)滤波技术提出了依据散斑相位条纹图的条纹方向自动选取滤波窗口大小的自适应滤波法。通过计算散斑包裹相位条纹图的条纹方向,依据相位条纹方向自动选择合适的滤波窗口,对散斑包裹相位图的sin和cos变换图同时进行自适应均值滤波,再通过四象限反正切算法得到包裹相位条纹图。实验结果表明,该滤波法能有效保护条纹相位跳变信息,对于条纹密度变化较大且形状复杂的散斑包裹相位图,仍能进行有效的条纹滤波处理,滤波后的相位条纹图更逼近于原始条纹走向。     

成像型任意反射面速度干涉仪的散斑抑制

成像型任意反射面速度干涉仪(VISAR)是激光驱动聚变实验中诊断冲击波速度的重要设备。由于采用了激光照明靶面的方式,所获得的速度条纹图中不可避免有激光散斑的干扰,严重影响动态条纹的质量。介绍了该系统的激光散斑形成原因和散斑对速度分析的影响,提出了一种频谱面滤波的方式去除高频散斑噪声的方法,并通过搭建散斑光路、合理设置滤波孔位置和大小,对该方法进行了验证。结果表明,该方法对影响条纹图的高频散斑噪声具有抑制作用,适合应用于成像型VISAR系统。     

剪切散斑干涉术的统计分析

本文用统计光学方法分析了剪切散斑图的成象过程;散斑图的频谱分布以及全场滤波干涉条纹的形成.发现剪切散斑干涉条纹不仅与三维位移微分有关,而且与面内位移量有关.在此基础上又讨论了影响干涉条纹质量的有关因素,并作了实验验证.     

数字散斑条纹图的滤波方法

在现代数字散斑测量方法中，一般采用减模式来产生数字散斑条纹图，它是进一步图像处理的信息载体，同时不可避免地附带有大量的乘性噪声。为了保证测量精度，在进一步图像处理前必须对其进行降噪，选择合适的滤波方法显得尤为重要。在多年实际经验及阅读了大量文献的基础上，该文对国内外常用的数字散斑干涉条纹图滤波方法进行了分类阐述，选择了一些有代表性的方法予以实现，给出实验结果，并进行了对比分析。最后对数字散斑干涉条纹图滤波方法的发展方向给出了自己的看法。     

基于电子散斑干涉与数字剪切散斑干涉法的悬臂薄板振动分析

基于激光光路的光波随机相位扰动,分析了电子散斑干涉实时图像相减时模态条纹图的形成机理,提出了一种振幅涨落测量法。搭建了用于离面振动分析的电子散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量系统,并对完整和含狭缝的悬臂铝板的振动特性进行了实验研究。实验结果表明,实时图像相减模式获得的模态条纹图对比度明显优于其他方法,得到的前10阶模态条纹图与有限元法计算结果具有良好的一致性。相比于电子散斑干涉法,数字剪切散斑干涉法对试样局部的刚度变化和缺陷更敏感。     

数值孔径与数字剪切散斑干涉条纹亮度的关系

分析了数字剪切散斑干涉条纹图的形成理论，并获得了条纹亮度与摄象机数值孔径等参数的精确关系式，从理论分析和实验验证均得出在采用小的摄象机数值孔径和３ｍＷ Ｈｅ－Ｎｅ激光器的情况下，仍可获得比较满意的数字剪切散斑干涉条纹图，理论工作及其结论对于进行数字剪切散斑干涉实验的最佳参数选择具有指导作用。     

散斑条纹图的自适应窗口滤波方法

针对散斑噪声很难用常用的滤波方法进行滤除,在已有等值线滤波方法的基础上,提出一种更优的自适应窗口滤波方法。由于等值线窗口是在条纹方向图的基础上得到的,深入研究条纹方向的求取方法,提出了一种更为可靠的条纹方向求取算法,在得到高精度条纹方向的同时,还能估计出条纹的密度。使用等值线窗口技术,保持了窗口形状的自适应能力,然后利用对条纹密度的估计,根据条纹的宽度来确定滤波窗口的大小,实现了滤波窗口大小的自适应。最后,根据条纹方向和滤波后的图像可以直接得到条纹密度变化较大的单幅散斑图的相位结果。     

数字散斑干涉术物体形变测量

基于数字散斑干涉术测量物体形变的原理,研究了物体面内位移及变形的测试技术.采用电荷耦合器件记录变形前后的两幅散斑图,取代传统散斑干涉术中的记录干板,省去传统方法中干板显影、定影的繁琐的化学湿处理过程.分别用菲涅尔散斑和像面散斑方法获得散斑干涉图,用相减技术得到含有物体形变信息的散斑干涉条纹.设计高斯低通滤波器,对干涉条纹进行处理,提高了干涉条纹的对比度.提出扫描条纹中心行方法,由条纹中心行一维位相分布获得一维物面变形,实现了散斑干涉条纹的自动判读.试验表明,该方法简洁且实用.     

基于条纹等值线相关的散斑条纹图处理新方法

在数字散斑干涉术中,通常由物体变形前后得到的两幅原始散斑场用相减方法来得到条纹图,并由相移后的多幅(三幅以上)条纹图来求取相位场。介绍了一种基于条纹等值线相关的条纹图生成新方法,并在此基础上提出了基于单幅干涉条纹图的相位场提取新方法和基于条纹等值线相关的单步相移新方法。实验结果表明,该方法具有良好的结果和发展前景。     

低散斑环形光束整形器件的设计及实验

提出一种可有效抑制散斑噪声的衍射元件设计方法.在传统Gerchberg-Saxton算法的基础上,通过选择一种特殊的初始相位,在不降低衍射效率的同时,有效提升光斑的均匀性.以将高斯光束整形成环形平顶光束为例,开展了数值仿真和光学实验.结果表明,利用该方法和传统Gerchberg-Saxton算法设计得到的环形平顶光束散斑对比度分别为11%和34%,验证了该方法可以获得低散斑噪声的环形平顶光束.     

基于二维连续小波变换的ESPI条纹图相位提取方法

提出了一种基于二维连续小波变换的电子散斑干涉(ESPI)条纹图相位提取方法。通过检测二维小波脊确定条纹相位,并引入条纹频率作为向导,有效地避免了相位解调过程中的符号奇异性问题,从而使该算法既能处理开条纹图也能处理闭条纹图,且对散斑噪声具有较强的抑制能力。数值模拟和实验结果表明,该方法在抑制散斑噪声的同时能够有效地提取出条纹相位,对开条纹图和闭条纹图都能处理。