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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 31 毫秒
1.
周睿  魏凌  李新阳  王彩霞  李梅  沈锋 《物理学报》2017,66(9):90701-090701
针对夏克-哈特曼波前传感器探测系统中噪声随时间及空间变化频率较快的特点,为了准确估计系统的最优阈值,根据高斯光斑与噪声的分布特性,提出一种以滑动窗口内像素均值及图像信号的局部梯度作为参数,构造关于噪声权重函数的方法,由此获得子孔径阈值的最优估计值,并详细分析了算法的基本原理和实现过程.以典型处理方法获取的阈值与理论最优阈值的误差作为评价标准,仿真和实验结果表明本文提出的阈值估计方法在不同信噪比、不同光斑大小的条件下,均能取得优于典型阈值处理方法获得的结果,且与理论最优阈值的误差小于10%.  相似文献   

2.
陈林辉  饶长辉 《物理学报》2011,60(9):90701-090701
在基于哈特曼-夏克波前传感器(SH-WFS)的自适应光学系统中,通常采用质心算法探测点源信标的子孔径光斑偏移量.然而质心算法探测精度受到诸如减阈值等因素的影响,在低信噪比(SNR )时不能准确估计光斑质心位置,而相关哈特曼算法不需要减阈值,具有更好的鲁棒性.本文在介绍相关SH-WFS基本原理的基础上,通过建立基于点源信标探测的相关SH-WFS算法的随机噪声模型,推导了光斑偏移测量误差表达式,系统分析了光子噪声、CCD读出噪声、背景光子噪声等因素对相关SH-WFS测量误差的影响.并进行了数值仿真及实验,仿真 关键词: 相关哈特曼-夏克波前传感器 相关哈特曼算法 质心算法 测量误差  相似文献   

3.
In Shack–Hartmann wavefront sensor (SHWS), the behavior of the irradiance pattern produced by the micro-lens array is important for an accurate centroid estimation. In this paper, the behavior of a micro-lens array in SHWS is analyzed using Fourier optics, and reveals that in addition to the main, expected spots, secondary spots with smaller intensities also appeared as a result of diffraction by the small dimensions of the micro-lens and interference from the different micro-lenses. This result is confirmed by comparing with a irradiance pattern taken from an actual SHWS. The additional error in centroid estimation caused by these secondary spots is discussed and relationship to the parameters of the micro-lens of SHWS is analyzed.  相似文献   

4.
The accuracy of the Shack-Hartmann wavefront sensor for measuring the wavefront distortion is mainly dependent upon the measuring accuracy of the centroid of each spot. A modified center detection algorithm, which uses some power from the photon events of each pixel instead of photon events themselves, is analyzed theoretically and the computer simulations are given. The results show that photon noise error and sampling error increases as the power value goes up; and to some powers, the readout noise and background noise error decrease. An experiment is described through which the optimum power can be obtained.  相似文献   

5.
A laser dazzling experiment is performed on a linear CCD camera, in which a new dazzling phenomenon is found. It is that a laser beam has caused three spots in the output video of the CCD. The three spots lie in the line along which the linear camera is scanning. The middle spot is the image of laser beam that can be anticipated, but the two sideward spots is a new phenomenon that hasn’t reported in other open literatures. We testify that it isn’t laser high-order mode, diffraction and multiple reflections in the optical path outside the camera that cause the three spots. In the process that linear CCD camera scans the laser beam, the multiple reflections between the lens and CCD image sensor are analyzed. The results indicate that multiple reflections inside the camera can induce the sideward spots. Three basic factors that caused sideward spots have been summed up as follows: the scanning mode of the linear camera, the high brightness of laser, and structure of lens and CCD image sensor.  相似文献   

6.
Laue microdiffraction, available at several synchrotron radiation facilities, is well suited for measuring the intragranular stress field in deformed materials thanks to the achievable submicrometer beam size. The traditional method for extracting elastic strain (and hence stress) and lattice orientation from a microdiffraction image relies on fitting each Laue spot with an analytical function to estimate the peak position on the detector screen. The method is thus limited to spots exhibiting ellipsoidal shapes, thereby impeding the study of specimens plastically deformed. To overcome this difficulty, the so‐called Laue‐DIC method introduces digital image correlation (DIC) for the evaluation of the relative positions of spots, which can thus be of any shape. This paper is dedicated to evaluating the accuracy of this Laue‐DIC method. First, a simple image noise model is established and verified on the data acquired at beamline BM32 of the European Synchrotron Radiation Facility. Then, the effect of image noise on errors on spot displacement measured by DIC is evaluated by Monte Carlo simulation. Finally, the combined effect of the image noise, calibration errors and the number of Laue spots used for data treatment is investigated. Results in terms of the uncertainty of stress measurement are provided, and various error regimes are identified.  相似文献   

7.
引入生物显微镜用于探测病理切片离焦量。针对反射光斑内部纹理缺陷、畸变严重的特殊情况,通过自适应中值滤波、基于Ostu算法的Canny边缘检测(去除非圆弧边缘部分)、畸变校正、最小二乘法拟合非完整圆等算法,直接计算光斑半径大小及离焦方向,建立光斑半径与离焦量的线性关系模型。实验结果表明,与传统的灰度重心法相比,离焦量计算方法抗噪性强、稳定性高,可大幅度地提高线性关系模型的范围及光斑半径、圆心位置的准确度。  相似文献   

8.
基于优化探测窗口的光斑质心探测方法   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
 哈特曼-夏克波前传感器进行波前探测时,用子孔径光斑强度的一阶矩来计算光斑质心位置,子孔径窗口作为探测窗口,但探测时子孔径窗口内噪声对一阶矩有很大的影响,会使质心探测精度产生很大的误差。因此在计算质心位置时探测窗口的选取对探测精度有重要影响,必须选取合适的探测窗口来提高光斑质心探测精度。为此,在传统算法的基础上提出优化探测窗口的方法来提高质心探测精度,仿真和实验结果表明新方法提高了质心探测的精度,未经处理的高噪声恢复波前的波前残差峰谷值是2.851 4λ,均方根值是0.606 3λ,优化探测窗口后波前残差的峰谷值是1.636 2 λ,均方根值是0.367 1 λ,重构误差减小了40%。证明了算法的可行性和稳定性。  相似文献   

9.
中阶梯光栅光谱仪信号光斑位置的质心提取算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
中阶梯光栅光谱仪二维谱图中,信号光斑位置的提取精度直接影响光谱分析精度,是中阶梯光栅光谱仪研制中的关键问题之一。为保证中阶梯光栅光谱仪的高分辨率特征(其分辨率一般为几千以上,本仪器光谱分辨率为15 000),信号光斑的位置提取误差应小于0.03mm(小于2个像素)。在分析中阶梯光栅光谱仪谱图特征的基础上,提出了一种基于质心法的信号光斑位置提取算法,即通过搜索信号光斑探测窗口进行光斑判读以及信号光斑质心计算,实现了信号光斑位置的精确读取。实验结果表明,采用该算法可以有效地去除噪声光斑的干扰,实现信号光斑位置的快速精确读取,位置提取误差小于2个像素,波长误差小于0.02nm,满足本仪器要求。  相似文献   

10.
提高多光源汇聚光斑中心定位精度的形态学滤波方法   总被引:1,自引:1,他引:0  
唐树刚  党丽萍  白波 《应用光学》2008,29(5):693-696
在激光指令传输中,为形成较大的光覆盖区域并增大光源的作用距离,将多个特性相同的激光器矩阵排列,构成组合光源。针对点阵多激光管光源在开放环境下成像光斑具有多个光能中心的特点,采用形态学滤波中的开启、闭合运算,去除背景噪声斑点,平滑光斑内部的小光斑叠加和干涉造成的不规则条、孔,使得能以简化的分割和定位算法,快速获得接近实际的完整光斑边界,光斑中心定位精度的均方差不大于1.2%。该方法能快速、高精度定位这种叠加光斑的中心,为远距离激光对准和测控提供了可靠的精度和时效保证。  相似文献   

11.
崔夏荣 《光子学报》2008,37(12):2580-2584
为了探索二次JPEG压缩对数字图像与数码相机的噪音相关性的影响,提高利用噪音相关性鉴别数字图像来源的正确性,降低鉴别过程的复杂性,利用高品质的JPEG格式图像进行JPEG压缩实验,从噪音相关性的分布、噪音相关性的大小、鉴别阈值和错误拒绝率四个角度分析了JPEG压缩对噪音相关性的影响.实验结果表明,JPEG压缩会改变噪音相关性的分布特性,噪音相关性与品质因素是二次曲线关系,当品质因素小于90时,鉴别阈值取平均值,错误拒绝率不会产生明显的误差,从而找到了一种利用噪音相关性鉴别二次JPEG压缩图像来源的新捷径.  相似文献   

12.
为了实现室内运动目标位姿的高精度测量,建立了一套激光投影成像式位姿测量系统.该系统利用两两共线且交叉排列在同一平面上的点激光投射器作为合作目标捷联在运动目标上,通过与光斑接收幕墙的配合共同组成运动目标位姿测量基线放大系统,利用高速摄像机实时记录幕墙上投影光斑的位置,利用摄像机标定结果求解投影光斑的世界坐标,利用投影光斑之间构成的单位向量建立运动目标位姿解算模型.最后,根据测量原理推导了图像坐标提取、摄像机外部参数标定、光束直线度与目标位姿解算结果之间的误差传递函数.实验结果表明,当摄像机的视场范围为14 000mm×7 000mm时,测量系统的姿态角测量精度为1′(1δ),位置测量精度为5mm,且误差大小与目标位姿测量误差传递函数理论计算值一致,验证了本文提出的目标位姿测量方法与测量误差传递模型的准确性,能够满足目标位姿测量高精度的要求.  相似文献   

13.
张艳艳  陈苏婷  葛俊祥  万发雨  梅永  周晓彦 《物理学报》2017,66(12):129501-129501
自适应光学系统可以实时测量并校正波前信息,但是系统中大量的噪声严重影响了系统的探测精度.自适应光学系统中一般为加性噪声,本文提出一种全新的变分处理模型去除加性噪声,该模型采用自适应非凸正则项.非凸正则项在保持图像细节上较凸正则项具有更好的效果,能更好地保持点源目标的完整性.另外,根据不同区域的噪声水平自适应地构建正则化参数,使不同区域的像素点受到不同程度的噪声抑制,可以更好地保持目标的边缘细节.在算法实现上,为了解决非凸正则项收敛性较差的缺陷,采用分裂Bregman算法及增广拉格朗日对偶算法进行计算.实验及数值仿真结果都表明,该方法能够较好地去除系统中的加性噪声,且光斑信号保存得较为完整,处理后的质心探测精度及信噪比较高.  相似文献   

14.
死区对四象限跟踪传感器跟踪精度的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
马晓燠  母杰  饶长辉 《物理学报》2012,61(7):72903-072903
介绍了四象限跟踪传感器原理后, 分析了存在噪声和死区条件下的四象限探测器的光斑能量探测率、质心探测误差和光斑位移敏感度, 推导了此时四象限跟踪传感器跟踪误差的理论公式, 并通过实验证明了理论分析的正确性. 理论分析和实验的结果都表明, 在相同的噪声情况下, 质心探测误差和位移敏感度都随着光斑的高斯宽度与死区宽度之比减小而增大, 但是位移敏感度增大的趋势要小于质心探测误差增大的趋势, 它们共同作用的结果就导致了光斑的高斯宽度与死区宽度之比越大, 四象限跟踪探测器的跟踪误差越小.  相似文献   

15.
《Physics letters. A》2006,353(1):98-100
The motion of vacuum arc spots on nanocrystalline and coarse-grained CuCr25 alloys were observed by a digital high speed video camera and SEM. Experimental results show that without an external magnetic field a spot can move a long distance in a direction and leave a long straight arc trace (50–100 μm) on the surface of nanocrystalline CuCr25 cathode. This kind of spot motion can be defined as sub-directional motion. The spot motion is totally random and restricted on coarse Cr particles for coarse-grained CuCr25 cathode. Arc spots move sub-directionally and more easily on nanocrystalline cathode maybe results from an active surface formed by the special electronic structure due to Cu–Cr internal electric field.  相似文献   

16.
锥形透镜光纤聚焦特性研究   总被引:4,自引:2,他引:2  
刘旭  陈麟  蔡纯  肖金标  张明德  孙小菡 《光学学报》2006,26(8):182-1186
锥形透镜光纤(TLF)是实现光纤与平面光波光路(PLC)芯片高效耦合的核心元件。了解和掌握其聚焦特性是指导平面光波光路尾纤封装技术的关键。给出了表征锥形透镜光纤聚焦特性的两个参量出射光斑直径和远场发散角的理论分析模型,其误差小于1.14%;采用光束传播法数值模拟了锥形透镜光纤中的光波传输和模斑的演化,确定了锥形透镜光纤端面出射光斑的大小;优化锥形透镜光纤结构参量为:拉锥长度300μm,锥角0.733°,透镜曲率半径13.485μm;建立了基于数字摄像机的锥形透镜光纤出射光场测试系统,提出了物理光学反向推演法,计算出锥形透镜光纤聚焦光斑尺寸和远场发散角。理论与实验结果有着良好的一致:对于相同结构参量的锥形透镜光纤,实验反推法得到的出射光斑尺寸与理论值相比误差为3.15%,远场发散角误差为3.67%。  相似文献   

17.
在时间分辨的模式下, 实验研究了天鹅绒阴极产生的双脉冲相对论强流电子束的束心运动、束包络和束的发射度. 在实验中, 电子束流强度和电子束心运动用电阻环进行测试, 而电子束和石英玻璃的相互作用产生的契仑科夫辐射用来给出电子束包络和发射度信息. 电子束和石英玻璃作用产生的契仑科夫辐射用1台8幅分幅相机记录. 实验结果表明, 天鹅绒阴极产生的相对论强流双脉冲电子束在束流大小、束心运动轨迹、束包络及束发射度等方面具有较好的一致性.  相似文献   

18.
The variance of the position of point object because of photon noise for centroid estimation algorithm is derived for the first time when the background cannot be eliminated by threshold. On this foundation, the accuracy of centroid estimation algorithm is analyzed by comparing its estimated efficiency (the ratio of the Cramer-Rao lower bound of point object and the variance for centroid algorithm) based on the classic estimation theory. The results indicated that the following factors influence the accuracy of centroid estimation algorithm: SBR (the ratio of the outputs from the signal light and the background), the Gaussian width of signal spot and the size of detected window. The effects of these factors are also described.  相似文献   

19.
在应用机器人对车身点焊质量检测过程中,其焊点的定位精度受到点焊作业质量以及车身制造误差等因素的影响,导致实际焊点与设计值并不重合。针对传统示教无法对焊点定位进行实时补偿的问题,提出基于双目视觉引导机器人的焊点定位策略,并构建基于改进粒子群算法优化的支持向量机回归误差补偿模型,对定位结果进行补偿。在机器人末端安装双目传感器,利用双目定位原理对焊点进行初步定位,并将焊点位置的测量数据与实际数据作为学习样本,利用训练好的误差补偿模型预测系统定位误差,将补偿结果作为纠偏值引导机器人定位焊点。实验结果表明,补偿后的定位精度得到较大提升,验证了该方法的有效性。  相似文献   

20.
基于高斯分布的星点图像亚像元定位算法研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
李光蕊 《光学技术》2011,37(1):57-61
应用高斯点分布函数为数学模型,提出了一种新的获取高精度恒星质心位置的方法.由于入射到星像点邻域内像元中的光子能量呈近高斯分布,因此利用成像邻域内像元强度的比值,将高斯点分布函数展开成为关于质心位置的多项式,可将质心位置在x、y轴方向分别计算出来,并利用从星图中提取出的多星对角距误差的统计值来间接验证提出的算法.试验结果...  相似文献   

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