加窗傅里叶滤波和相干增强扩散在条纹去噪中的比较分析

光学干涉测量具有非接触、高精度和全场测量的优点,能对形变、折射率、位移等信息进行测量。噪声滤除是光学干涉测量产生的条纹图像处理的一个关键问题。加窗傅里叶滤波(Windowed Fourier Filtering,WFF)与自适应加窗傅里叶滤波(Adaptive Windowed Fourier Filtering,AWFF)是有效的频域去噪算法。相干增强扩散(Coherence Enhancing Diffusion,CED)则是基于偏微分方程的空域去噪算法。针对条纹去噪问题,比较了WFF、AWFF和CED在不同密度和不同噪声类型的条纹图上的表现,分析了它们的适用条纹类型。     

三维物体形貌检测图像处理中的小波数字滤波技术

傅里叶变换轮廓术和相移法是投影栅法测物体三维形貌的两种重要方法。相移法需要精密的移相装置,且需采集一幅以上的图像,在应用中受到一定限制。而傅里叶变换轮廓术只需一幅图像便可计算出各点相位值,测量精度高,测量范围广,因而得到广泛运用。最大测量范围受到高度分布h(x,y)在与光栅线垂直向上变化率的限制,即面形变化剧烈的物体易产生相邻谱区的混合,不易测准。本文提出的基于小波数字滤波的傅里叶变换法,可以将物体的可测梯度提高3倍。因为利用小波技术对变形栅线图进行处理后,滤去了直流分量和高频分量,得到的相对栅线图只剩下基频分量。采用小波数字滤波与傅里叶变换轮廓术相结合的方法,用小波变换去除直流成分和高频成分,从而提高了物体的可测精度,降低了对滤波器的设计要求,能较好地将物体的相位信息分离出来。本文给出了这种算法的理论分析和计算机模拟试验的结果。     

多孔泡沫铝压缩过程中微结构演化

本文采用SXR-CT技术研究金属多孔泡沫铝材料在压缩过程中内部微结构的演化。获得了泡沫铝试件的各个断层图像,以及各断层图像组装得到的三维结构图像,由此计算得到不同断层的孔隙率和压缩时各断层的位移量。并给出一系列相同位置、不同压缩量状态下垂直截面图像,通过这些图像可以直接地观察压缩过程中泡沫铝内部微结构的演化。这些研究结果将为泡沫铝制备工艺的改进和材料与结构的优化设计提供有益的参考,并为泡沫铝压缩破坏机理的构建提供科学依据。其中SXR-CT技术重建图像的分辨率约为10.9μm。     

SR-CT技术乘型迭代算法的研究

算法为SR-CT(synchrotron radiation computed tomography)技术中的重要组成部分,其中乘型迭代算法为该技术的一种有效算法。本文对乘型迭代算法进行了研究,并对该算法中的一些重要参数,如迭代步长、迭代次数及初始解进行了优化分析,给出了这些参数对重建图像及运算时间的影响关系以及这些参数间的相互影响关系,同时给出了获取较优初始解的方法以及迭代步长和迭代次数的最佳取值范围。     

CCD高精度位置检测重心算法的付里叶分析

利用成像在ＣＣＤ靶面上的光斑光强分布，可以突破象素的限制，精确地确定光斑位置。本文首先在国际上针对这一问题的研究进展的基础上，给出了重心算法完备的付里叶分析，然后用付里叶变换的观点比较了不同光斑函数对检测精度的影响。     

适用于SR-CT技术的新算法

SR-CT(Synchrotron Radiation Computed Tomography)技术中有多种重建算法,其典型算法有滤波反投影算法和迭代算法,这两类算法各有其特点。综合考虑重建结果的质量和重建运算的时间,本文提出了一种新的算法混合算法。通过不同算法重建图像的分析比较,结果表明混合算法包含了前两类算法的优点,而且避免了它们的缺点,是一种行之有效的算法。同时对混合算法中的一些重要参数如初始解系数、迭代步长也进行了详细讨论,并给出了这些参数对重建图像质量的影响关系。     

应用SR—CT技术研究陶瓷材料的孔隙结构及密度分布

采用同步辐射X射线对烧结后的工程结构陶瓷材料进行投影成像，应用断层成像技术进行内部结构三维图像重建，获得了材料内部微结构和微缺陷尺寸大小、分布和界面形貌图像，由此计算出陶瓷材料的孔隙率及密度分布。     

基于卡尔曼滤波算法的汽车运动参数测试方法研究

提出了一种采用多维组合惯性测量元件进行汽车运动参数测试的方法,并利用卡尔曼滤波算法提高了测试系统的精度。仿真结果表明：卡尔曼滤波算法对汽车姿态、速度等的解算具有较好的效果。     

基于噪声和残缺投影图像的重建算法研究

滤波反投影法和迭代法是SR-CT重建算法中的两大类算法,松弛迭代法是迭代法中的一种;本文主要研究滤波反投影方法和松弛迭代法.为了研究两种方法的影响因素,讨论了滤波反投影法中滤波函数的选取,分析了松弛迭代法中重要参数,如松弛因子、迭代次数对重建效果的影响,给出了重建效果和这些参数的影响关系;对比了两种方法在处理噪声和残缺...     

基于相场模型的金属微波烧结演化机制分析及同步辐射断层扫描实验验证

为了探索不同种类金属材料的微波烧结机制,本文针对钛和铝两种具有不同电磁学特性的金属材料,分析了微波与金属微粒的相互作用。依据经典的麦克斯韦方程,金属表面产生电子涡流和趋肤效应。由P.Mishra和K.I.Rybakov等提出的金属在微波中的加热效率理论,推导出钛金属表面的热效应明显高于铝。因为电子涡流在磁场中产生指向颗粒内部的洛伦兹力这一微波非热效应,阻碍了内部物质向外的扩散,且铝的感应涡流大于钛,故其向心力更大。由于微波的热效应和非热效应导致物质扩散的驱动力不同,得出"钛的微波烧结速率明显大于铝"这一区别于常规烧结的结论。将获得的分析结果引入相场数值模拟,改变相场模型中控制演化过程中的表面和体扩散变量,获得不同的模拟结果,定量分析了烧结颈等微观结构参数随模拟时间的演化曲线。结合同步辐射断层扫描(SR-CT)技术获得的金属在微波烧结过程中的实验参数,与理论分析和模拟结果相吻合,从而验证了分析和模拟的正确性和可行性。上述结果可为研究金属在微波烧结过程中的演化机制提供支持。