利用傅里叶变换研究侧柏细胞排列

利用傅傅里叶变换图像处理技术来测定针叶材侧柏横切面早材细胞排列,把表示每一个细胞的半径为十个像素点的恻盘点图,进行傅里叶变换,再做能量光谱图的角度分布图,其最大值表示细胞的排列.通过傅里叶变换图像处理发现侧柏的细胞在斜向上的排列为15°.木材细胞排列参数为数字化识别木材提供了新依据,也为进一步分析其物理力学性质提供新的理论研究方向.     

分数傅里叶变换啁啾滤波

针对常规傅里叶变换所不能解决的啁啾噪声滤除问题,利用Wigner分布函数分析分数傅里叶变换的空域和频域特性,提出在分数傅里叶变换域进行啁啾滤波的方法。并将该方法应用到图像处理中,对分数傅里叶变换滤除一维和二维图像的啁啾噪声进行了计算机仿真,获得了满意的效果,结果表明该方法在图像处理中的有效性。     

基于级联分数傅里叶变换系统的数字水印技术

提出一种基于分数傅里叶变换和随机相位编码的光学加密数字水印技术,可成为一种信息隐藏及保护的有效方案.该数字水印技术对于噪音叠加和常见的图像处理操作具有较强的稳健性.该技术根据光学级联分数傅里叶变换系统,利用两个随机相位分布函数对水印信息编码并经过迭代分数傅里叶变换嵌入到变换域的载体图像中.在水印检测和提取过程中,两个相位分布函数作为密钥.随机相位编码技术的引入,进一步提高了数字水印系统的密钥空间.增强了系统的安全性.该数字水印技术基于光学分数傅里叶变换原理,可以利用光学变换系统方便地实现.     

具有任意方向的扇形滤波器及其在图像方向检测中的应用

扇形滤波器在图像的方向检测中是非常重要的.本文基于极傅里叶变换和一个楔形滤波器,设计出具有任意方向的二维扇形滤波器.首先,楔形滤波器被变换到极傅里叶域,再利用极傅里叶变换的旋转特性,楔形滤波器可以通过将其极傅里叶变换沿着水平方向进行移动来实现旋转,得到一系列具有任意方向导向的扇形滤波器,它们能够检测图像中所包含的任意方...     

光束分数傅里叶变换的Wigner分布函数分析方法

利用Wigner分布函数(WDF)方法，对光束的分数傅里叶变换特性进行了研究.以厄米 高斯(H G)光束为例，导出了H G光束在分数傅里叶变换面上光强分布的解析公式和H G光束在分数傅里叶变换面上束宽的解析计算公式.通过数值计算研究了H G光束光强随分数傅里叶变换阶数变化的规律.研究表明：选取适当的分数傅里叶变换阶数p，在x，y方向可以得到相等束宽的对称光强分布. 关键词： Wigner分布函数 厄米 高斯(H G)光束 分数傅里叶变换     

干涉条纹快速加窗傅里叶滤波方法的研究

滤波是干涉图像处理中的关键问题之一。为解决加窗傅里叶滤波在干涉条纹处理中运行时间长的问题,采用了快速傅里叶变换算法用以减少计算时间。通过加窗傅里叶变换,克服了傅里叶变换在干涉图相位局部信息不能提取的缺点,提出了一种快速加窗傅里叶滤波方法,实现了干涉条纹的快速滤波。在保证滤波效果的同时,缩短了计算时间,大大提高了干涉条纹处理速度,从根本上解决了加窗傅里叶滤波耗时长的问题,使得加窗傅里叶滤波方法应用于散斑在线检测成为了可能。实验验证了本方法的快速性、有效性和可靠性。     

傅里叶变换的局限性及其改进方法

从对傅里叶变换的局限性分析入手 ,揭示了窗口傅里叶变换、小波变换和分数傅里叶变换的出现是傅里叶变换本身发展的必然 ,阐明了其改进方法产生的原因及其优缺点 ,分析了其改进方法与傅里叶变化的关系 ,这些有助于加深对傅里叶变换的认识。     

复杂脉冲单发频域干涉测量

以傅里叶变换极限脉冲作参考脉冲,利用单次测量分析法对复杂的皮秒脉冲进行测量,用窗口傅里叶变换代替傅里叶变换对干涉条纹进行时间-频率分析,直接提取出复杂脉冲的啁啾特性或光谱成分,将光谱图中的功率密度S(ω,t)沿ω轴求和重建脉冲的时域包络.分别用该方法和传统频域干涉测量法测量一个线性啁啾脉冲和一个复杂脉冲.结果表明,该方法可实现复杂整形脉冲的实时测量,且时间分辨率为70 fs.     

分数傅里叶变换计算全息

在计算全息和分数傅里叶变换的基础上提出了不对称分数傅里叶变换计算全息和双随机相位不对称分数傅里叶变换计算全息。在这种方法中,首先用一随机相位函数乘以输入图像信息,然后沿x方向实施α级次的一维分数傅里叶变换,再乘以第二个随机相位函数,最后,沿y方向实施β级次的一维分数傅里叶变换。采用迂回位相编码法对变换后的结果编码,绘出计算全息图。为了恢复原始图像,需要知道变换级次和随机相位函数。利用这种方法进行图像加密,使加密图像的密钥由原来两重增加到四重,从而提高了系统的保密性能。     

具有任意方向的扇形滤波器及其在图像方向检测中的应用

扇形滤波器在图像的方向检测中是非常重要的.本文基于极傅里叶变换和一个楔形滤波器,设计出具有任意方向的二维扇形滤波器.首先,楔形滤波器被变换到极傅里叶域,再利用极傅里叶变换的旋转特性,楔形滤波器可以通过将其极傅里叶变换沿着水平方向进行移动来实现旋转,得到一系列具有任意方向导向的扇形滤波器,它们能够检测图像中所包含的任意方向信息.由于整个设计过程不涉及二维优化,因此所提出的设计方法具有设计简单的优点.为了验证扇形滤波器的方向敏感性,将所设计的扇形滤波器应用于图像的纹理方向检测,结果表明,具有任意方向的扇形滤波器在图像纹理方向检测中具有很大的潜能.     

基于傅里叶变换的细胞牵引力测量研究

为了更快、更直观地进行细胞牵引力的测量,提出了一种基于傅里叶变换的细胞牵引力测量方法.首先,对微柱阵列的像进行二维快速傅里叶变换得到其空间频谱;其次,选取一级衍射斑点中的一个斑点做快速傅里叶逆变换,得到微柱阵列的幅值分布图;最后,由幅值突变的分布情况及突变的剧烈程度得到微柱阵列偏移量的分布情况,再乘微柱刚度即可得到细胞...     

基于全场干涉测量方法的透镜三维轮廓测量

为了满足高精度透镜加工工艺的要求,设计了一套基于全场干涉测量方法的透镜三维轮廓测量系统。已标定的透镜三维轮廓测量系统利用分布式反馈激光二极管对透镜进行波数扫描,对CCD相机采集到的干涉图像依次进行随机采样傅里叶变换和解卷绕算法,最终通过计算得出透镜的三维轮廓数据。实验结果表明:该系统横向和纵向的分辨率均为0.011 3 mm/pixels,深度方向的测量均方根误差为±19.8 nm。系统结构简单、稳定性高,对透镜没有任何接触,不会对透镜表面造成损伤,适用于透镜的高精度轮廓测量。     

基于空间外差的拉曼信号处理方法研究

空间外差拉曼光谱技术是近年兴起的一种超光谱探测技术,它既具有拉曼光谱测量的非接触、快速、简单、可重复、无需样品准备等特点,更具有空间外差的超光谱分辨率、高通量、无运动部件优点,能在被测物质特征波长中心范围探测,实现微弱拉曼光信号的直接测量。由于被测信号微弱、光学元件加工精度、器件封装及仪器安装误差等原因,会导致空间外差拉曼光谱仪(SHRS)接收到的干涉图存在光强分布不均匀、干涉条纹倾斜或扭曲等现象,从而使普通光谱恢复方法得到光谱信号准确度下降或无法识别。根据SHRS探测到的干涉图所存在的误差特点,将二维傅里叶变换应用于SHRS干涉图的光谱复原,提出基于二维频域谱重采样的最强直线方向光谱提取方法,以实现SHRS光谱的获取。提取过程为：将采集的目标干涉图进行二维傅里叶变换,获得二维频谱图,通过使用相同实验系统采集的单波长或多波长光源的二维频谱信号特征峰的位置信息,拟合获取光信息强度最大方向直线方程。然后根据该直线与目标二维频谱图各列交点坐标位置,确定重采样贡献像元及权重。对拟合直线方程经过的所有列像元进行重采样,得到最终的光谱信号。将该方法应用于自行搭建实验系统采集的三叶草干涉图数据,同时与其他方法光谱复原结果进行对比。结果表明：与一维行平均光谱法比较,该方法获取的光谱在探测波段中心区域信号强度更加明显,同时消除了探测器热噪声的影响;与二维频谱中心行直接提取法比较,该方法是该方法的改进版本,两者结果比较接近。但是由于考虑到干涉条纹y分量的影响,沿二维频谱信号最强方向重采样得到的最终光谱,其主峰半峰宽更窄、边频噪声强度更小,且随着y分量的增加,光谱复原效果及优势将越发明显。该方法是空间外差拉曼光谱技术数据处理的一种有益补充与尝试。     

Principal direction-based Hough transform for line detection

A robust and fast line detection method based on Hough transform (HT) is proposed in this paper. Edge pixels are extracted based on the summation and ratio of principal curvatures. Probabilistic sampling on the edge pixels is applied to reduce the count of voting. Then a one-to-one voting strategy is applied by taking advantages of the information of principal direction. The principal direction is also conducive for the successive accurate line segment extraction. The experiments demonstrate that the proposed method shows better locating accuracy and computation efficiency compared with several significant variations of HT.     

Observation of ionic deformation and bonding from compton profiles

We describe a new method of interpreting Compton profile data using a function B(r) which is the autocorrelation function of the one-electron wave function Ψ(r). In any particular direction B(r) can be obtained by a one-dimensional Fourier transform of the corresponding directional Compton profile. The technique is applied to LiF and it provides a means of determining the ionic radii, as well as locating some inadequacies in the tight-binding overlap model for ionic crystals.     

Functional Magnetic Resonance Imaging Data Analysis by Autoregressive Estimator

The autoregressive (AR) estimator, a non-parametric method, is used to analyze functional magnetic resonance imaging (fMRI) data. The same method has been used, with success, in several other time series data analysis. It uses exclusively the available experimental data points to estimate the most plausible power spectra compatible with the experimental data and there is no need to make any assumption about non-measured points. The time series, obtained from fMRI block paradigm data, is analyzed by the AR method to determine the brain active regions involved in the processing of a given stimulus. This method is considerably more reliable than the fast Fourier transform or the parametric methods. The time series corresponding to each image pixel is analyzed using the AR estimator and the corresponding poles are obtained. The pole distribution gives the shape of power spectra, and the pixels with poles at the stimulation frequency are considered as the active regions. The method was applied in simulated and real data, its superiority is shown by the receiver operating characteristic curves which were obtained using the simulated data.     

小模糊尺度下运动模糊方向鉴别算法研究

针对现有模糊方向鉴别算法检测小尺度运动模糊图像存在误差的问题,基于运动模糊图像二次傅里叶变换后的频谱特性,分析了其误差成因,并提出了一种适用于小尺度运动模糊图像模糊方向鉴别的新算法。首先对小尺度运动模糊图像的频谱进行细化,通过中值滤波对细化图像去噪,避开了频谱噪声带来的估计误差问题;其次,选取灰度中值作为阈值进行二值化,同时去除二值图像的中心十字亮线和中心亮斑,使模糊方向特征更加明显;然后用投影变换计算出亮条纹方向得到小尺度模糊图像的方向估计。最后通过仿真验证了算法在运动模糊尺度为3～10像素的小尺度情况下的实效性。实验结果表明,该算法相比其他同类算法对于小尺度运动模糊图像的模糊方向估计精度更高。     

基于窗口傅里叶变换剪切干涉法波前检测

提出了一种利用二维窗口傅里叶变换从径向剪切干涉条纹中准确得到波前的重建技术。首先对剪切干涉条纹做二维窗口傅里叶变换,设置阈值和频率积分范围后,进行二维窗口傅里叶逆变换,然后对包裹相位做去载频和相位展开处理得到相位差分布,最后使用波前迭代算法从相位差中复原实际波前。模拟计算表明,使用该方法最大相位复原误差为0.82%,均方根值为0.020 9 rad,实验结果验证了该方法的有效性。同时也对窗口傅里叶变换的关键参数,如窗函数的选择、窗口大小的确定以及阈值的选取等进行了简要讨论。与传统傅里叶变换法(FFT)相比,基于窗口傅里叶变换的剪切干涉波前检测法有更高的精度和稳定性,为波前检测提供一种新的处理方法。     

Automatic refractive index profiling of fibers by phase analysis method using Fourier transform

Automatic fringe pattern analysis is a powerful and inexpensive digital image-processing technique. It is used to analyze the fringe pattern obtained by different optical techniques, such as multiple-beam Fizeau fringes. To perform accurate and fast automatic measurement of fiber refractive index profile, phase analysis method has been used with the Fourier transform technique. In this paper, the refractive index profiles of polyethylene fibers with different draw ratios are presented by two methods, fringe shift method and phase analysis method. A comparison between the results obtained is presented.