Physical spherical phase compensation in reflection digital holographic microscopy

Reflection configured digital holographic microscopy (DHM) can perform accurate optical topography measurements of reflecting objects, such as MEMs, MOEMs, and semiconductor wafer. It can provide non-destructive quantitative measurements of surface roughness and geometric pattern characterization with nanometric axial resolution in real-time. However, the measurement results may be affected by an additional phase curvature introduced by the microscope objective (MO) used in DHM. It needs to be removed either by numerical compensation or by physical compensation.We present a method of physical spherical phase compensation for reflection DHM in the Michelson configuration. In the object arm, collimated light is used for illumination. Due to the use of the MO, the object wavefront may have a spherical phase curvature. In the reference arm, a lens and mirror combination is used to generate a spherical recording reference wave in order to physically compensate the spherical phase curvature of the object wavefront. By controlling the position of the mirror and the sample stage, the compensation process has been demonstrated. The relative positions of the test specimen and the reference mirror must be fixed for the physical spherical phase to be totally compensated. A numerical plane reference wave is preferred for the numerical reconstruction of the phase introduced by the test specimen. Experimental results on wafer pattern recognition are also given.     

一种新的数字式多媒体图像采集系统

本文以多媒体概念为指导思想，论述了一种新的数字式多媒体图像采集系统。它采用多制式数字解码器、视频窗口控制器等超大规模集成电路芯片构成，较之以往的模拟式图像采集系统有本质区别     

数字图像技术的数字滤光方法在图像测温中的应用

针对在比色测温法中由CCD光谱响应带宽引起的误差,提出了数字滤光的误差校正方法。该方法利用数字图像技术将光谱曲线离散化,采用离散化数据模型展开比色测温计算,在540±10nm绿光段和640±10nm红光段分别加入数字滤光算法,测温误差与外光路搭载滤光片效果接近。该方法简单实用,精度较高,在无外置滤光光路情况下实现了彩色CCD摄像设备的辐射测温,可为图像测温产品的便携性和适用化带来便利。     

������ͬ���ź������˲������ķ����о�

针对HL-2A装置极向场电源晶闸管触发器系统同步信号波形畸变严重、频率不断变化的特点,通过分析和比较各种滤波器的滤波效果,提出了一个多级数字滤波器联合滤波的方案。利用MATLAB软件搭建了该滤波器的仿真模型,并对其进行了仿真分析,理论上证明了该方案的可行性。通过估计算法的延时,证明了该数字滤波器满足实时信号处理的要求。     

大相对孔径数字化X射线成像系统的光学设计

 针对60 mm×45 mm尺寸碘化铯荧光屏,设计一个用于牙科诊断的X射线数字化成像光学系统。选用有效尺寸4.8 mm ×3.6 mm的CCD作为接受器件,光学系统结构型式为复杂化双高斯型,相对孔径和全视场角分别达到F/0.9和35°,有效焦距9 mm。全视场MTF 在空间频率56 lp/mm时高于0.75,全视场畸变为1.8%, 边缘视场照度与中心视场照度之百分比达到80%。从设计结果可以看出,整个系统的像差得到了较好的校正,满足数字化X射线成像系统的使用要求。     

基于后推式航空数字相机像移补偿试验及效果评价

分析了航空数字相机像移的产生机理,提出了一种后推式像移补偿方法。搭建了航空数字相机的航拍仿真试验台,通过微米电机控制相机镜头反向运动的补偿速度和补偿量,实现后推式像移补偿。利用图像清晰度评价补偿前后的图像效果,补偿后像移残差值低于1/3像素。最后给出了后推式补偿方法与软件补偿方法的对比,结果表明,后推式补偿方法在补偿精度方面优于软件补偿方法,说明了该方法的可行性。     

Speech enhancement based on the discrete Gabor transform and multi-notch adaptive digital filters

This paper presents a new method to speech enhancement based on time-frequency analysis and adaptive digital filtering. The proposed method for dual-channel speech enhancement was developed by tracking frequencies of corrupting signal by the discrete Gabor transform (DGT) and implementing multi-notch adaptive digital filter (MNADF) at those frequencies. Since no a priori knowledge of the noise source statistics is required this method differs from traditional speech enhancement methods. Specifically, the proposed method was applied to the case where speech quality and intelligibility deteriorate in the presence of background noise. Speech coders and automatic speech recognition (ASR) systems are designed to act on clean speech signals. Therefore, corrupted speech signals by the noise must be enhanced before their processing. The method uses a primary input containing the corrupted speech signal while a reference input containing the noise only. In this paper, we designed MNADF instead of single-notch adaptive digital filter and used DGT to track frequencies of corrupting signal because fast filtering process and fast measure of the time-dependent noise frequency are of great importance in speech enhancement process. Therefore, MNADF was implemented to take advantage of fast filtering process. Different types of noises from Noisex-92 database were used to degrade real speech signals. Objective measures, the study of the speech spectrograms and global signal-to-noise ratio (SNR), segmental SNR (segSNR), Itakura-Saito distance measure as well as subjective listing test demonstrated consistently superior enhancement performance of the proposed method over traditional speech enhancement method such as spectral subtraction. Combining MNADF and DGT, excellent speech enhancement was obtained.     

多模式光学数字全息实验教学系统

研究设计了一种多模式现代光学数字全息成像实验教学系统.该系统可通过多光路模式与CcD技术相结合建立并记录数字全息图频率场,采用不同数学算法和程序实现全息图的全数字化重构再现与图像的三维测量,并通过界面设计详细演示数字全息成像的原理与过程.     

高速实时长时无压缩数字视频记录分析系统

提出了一种由高速摄像机、高性能采集卡、视频服务器及记录分析软件组成的系统,在完成对数字图像的高速实时无压缩记录的同时,还可实现实时回放与处理的功能。采用具有异步I/O功能的SCSI磁盘阵列,基于RAID技术,解决了快速CPU和慢速磁盘I/O之间的瓶颈。实验结果表明,系统可实现对648(H)×484(V)的黑白数字图像以120帧/s的速度实时无丢帧的记录与处理。     

用于重离子加速器磁铁电源的数字调节器设计

 介绍了兰州重离子加速器冷却储存环上采用高级RISC微处理器(ARM)+现场可编程门阵列(FPGA)+DA/AD技术、状态空间方程方法实现对磁铁电源系统数字调节器的设计,它可以实现5阶及以下各阶的调节控制。运用ARM作为调节控制系统的核心处理器,完成系统的多线程任务处理。电源的精度调节通过FPGA和DA/AD相结合的技术来实现,通过千兆光纤接口实现外接数字信号处理器输入信号的直接传输。同时通过光电隔离器对叠加在输入/输出32 bit数字状态量的干扰脉冲进行抑制。经现场测试该调节器达到了加速器电源系统1×10^-4量级的精度要求,并减少了电源系统的故障恢复时间。     

数字投影系统在三维轮廓术中的应用

提出了一种测量三维形貌的新型系统 ,并对该系统的特点进行了分析。通过本实验系统与传统实验系统的比较 ,指出了本系统的优点。运用本实验系统 ,采用四步相移法测量的实验步骤 ,提出了一种新的简易而有效的解包络算法。给出了运用本方法测量人头像和标准斜面的结果。通过对测量结果的分析 ,对本实验系统进行了误差因素分析。结果表明 ,该系统易于实现 ,且具有很高的测量精度 ,有广泛的实用价值     

高分辨率多光谱数字相机电子学系统的设计

设计了一种基于多光谱技术的机载数字相机电子学系统。它包括时序产生单元、信号处理单元、信号控制单元、数据输出接口单元和数据采集存储单元等几部分。系统具有调光和行频调节功能,用以满足在不同能量状态和不同飞行高度下的成像质量。考虑到机载设备的特殊要求,对其进行了轻量化设计和机载稳定平台设计。它具有实时高速存储和实时采集数据的功能。结果表明,机载数字相机电子学系统的各种功能完全满足设计要求,为实现高分辨率探测提供了保证。     

数码相机原理与系统设计研究

介绍了数码相机的工作原理 ,分析了数码相机的系统结构 ,提出了设计数码相机的处理流程。典型的数码相机系统有镜头、闪光灯、光学取景器、LCD显示屏、图像数据存储扩展设备接口、图像数据传输接口、供电系统以及核心处理器等八个主要模块。数码相机的数据流向从图像传感器开始 ,止于图像数据的存储和传输。数据流的处理主要包括模数转换、光学黑电平钳位、针对镜头的边缘畸变的运算修正、坏像素处理、白平衡处理、伽马校正、色彩合成处理、边缘检测 (锐度检测 )和伪彩色检测 (伪彩色抑制 )、JPEG压缩和图像存储器等模块     

微型X射线数字成像系统的测试与应用

研制了一套采用X射线敏感CCD作为成像探测器的微型数字成像系统并用于牙科诊断。应用牙齿模型与分辨率测试卡对系统的辐射剂量和分辨率进行了测试,采用分段线性校正对CCD与转换屏耦合下的响应不均匀性进行校正,并通过计算线性相关系数辨别瑕疵像元以避免误判。测试了系统在高分辨率、小工作幅面X射线检测方面的应用效果。结果显示,系统分辨率高于10lp/mm,在获得相近对比度图像的条件下,所需的辐射剂量仅为胶片的10%,图像非均匀性相对校正前可降低27.5%。得到的结果表明,系统满足高分辨率、低辐射剂量的使用要求,在微小物体X射线检测方面具有较大的应用潜力。     

参考光照射下的数字全息图频谱特点及应用

提出了一种在离轴数字全息再现过程中确定参考光角度和简化滤波器设计过程的方法。分析了模拟参考光照射下的离轴数字全息图的频谱特点。首先将数字全息图与计算机模拟的原参考光波相乘,然后做傅里叶变换,得到其频谱图。结果发现,含有被记录物体信息的物光波频谱始终处在频谱面的中央位置。依据这一特点,不仅可以实现模拟再现时最佳参考光的角度参数测定,而且还可以使滤波器的结构设计过程简化。借助于滤波技术,数字全息再现像中零级像和共轭像得到了有效的去除,再现物体实像质量得到了有效的改善。     

基于数码相机的闪光灯投射系统照度分布测试

数码相机通过将景物取样成一系列像素来记录景物,而且每个像素的亮度取决于景物接收的光通量———照度。基于这一原理进行了闪光灯投影系统照度分布测试实验。首先通过数码相机采集被照物面的灰度图,然后用Photoshop图像处理软件和Matlab软件对图片进行量化分析处理,最终得到了闪光灯投射系统的照度分布情况。该测试方法简单、新颖,测试精度可满足工程应用需要。     

基于双数字信号处理器(DSP)的实时相关图像处理系统的设计

以两片由TI公司生产的数字信号处理器TMS320C6203B为核心,用可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制,采用现场可编程门阵列FPGA作图像的预处理和进行双数字信号处理器(DSP)之间的通讯,实现了实时相关的图像处理。此系统实时性好,可直接利用数字图像的灰度特征,在低信噪比的情况下目标跟踪点漂移小,目标跟踪能够较好地适应不同灰度分布的背景。     

Optimization and performance of a high-speed plasma position digital control system

This paper addresses optimization of a high-speed digital feedback controller for a plasma position in Damavand tokamak. Damavand tokamak discharges have plasma currents up to 40 kA with discharge duration greater than 15 ms and toroidal magnetic fields up to 1.2 T. The plasma position is measured using saddle-loops and Rogowski coil and is controlled by electromagnetic forces generated by passing currents through control coils placed around the plasma. A desired control objective is maintaining the plasma in the center of vacuum vessel and to stabilize the plasma in the presence of disturbances in a time domain of the order of few milliseconds. In order to achieve maximum performance it is essential to optimize the control system. In this paper plasma position measurement and the details of implementing high-speed PID controllers based on a TMS320c25 digital signal processor along with the system optimization are presented.     

数字化相控阵天线测试方法及测试系统设计

伴随着雷达技术的飞速发展,数字化相控阵天线开始广泛运用于各种相控阵雷达当中。由于数字化相控阵天线的工作原理与传统模拟相控阵天线差异极大,测试方法也发生了根本性的改变,原有的基于普通微波仪表的天线测试系统无法再对数字化相控阵天线进行测试,必须设计新型的数字化相控阵天线测试系统。本文首先介绍了数字化相控阵天线自身的工作原理和测试方法,随后提出了新型数字化相控阵天线测试系统的具体软硬件设计方案,实际应用表明数字化相控阵天线测试系统可以满足各种数字化相控阵天线的测试要求。     

基于数字滤波的主动式高光谱成像系统及其波长标定

基于数字滤波技术,提出了获取物体反射光谱数据立方体和光谱响应曲线的主动式新型高光谱成像系统。对传统WDF型瓦兹渥斯反射式单色仪进行了改装,在入射光一定的情况下,增大出射光通量,提高了照射在物体表面的光强。利用数字滤波方式代替光学窄带滤波器,解决了多个光学滤光片不能连续可调和其他滤波器成本高的问题,建立了波长连续可调,带宽可调的高光谱成像系统。针对系统的特点和采集方式,提出了适当的定标方式,其波长误差2nm。得到了绿色树叶效果良好的光谱数据立方体和响应曲线,表明提出的系统适用于实验室中小视场内的光谱成像测量研究。