干涉条纹图处理的等值线窗口滤波和摄像测量在国防试验的应用

对图像进行滤波或称平滑是干涉条纹图像处理中的一项重要工作。一幅未经处理的原始图像或多或少存在着不同程度的噪声干扰,特别是散斑和Insar干涉条纹图,信噪比很低,难以处理。本文针对光测力学中光学干涉方法得到的条纹图,提出了一种新的滤波方法条纹等值线窗口滤波,并对这种滤波方法进行了研究讨论,提出了几种确定等值线窗口的不同方法。这种滤波方法根据干涉条纹图不同断面上灰度分布的不同特点,选择沿条纹走向的条纹等值线窗口进行滤波,在最大消除条纹图噪声的同时,也能保证对条纹损伤最小。摄像测量技术正在迅速发展和得到广泛应用,在国防试验和航天飞行任务中发挥着不可替代的作用。本文也介绍了作者近年来在该领域所做的应用研究,包括在火箭、导弹发射试验,冲击、碰撞等过程中的动态目标运动测量;针对航天航空和力学工程领域的视频图像实时分析;飞行器三维运动测量;基于投影条纹的物体三维形貌精密测量方法研究;以及对接航天器位置和姿态的实时测量。在这些应用中都实现了高精度测量。     

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。     

流动双折射实验

流动双折射实验周建和，周兴华，张海荣（天津大学力学系天津３０００７２）流动双折射法，是流动显示中的一种光学方法，主要用于显示低雷诺数下的剪切流动。它能形象直观地显示流场中切应力的分布和切应力的方向。通过对干涉条纹的分析处理，可对流场实现定量测量。尤其...     

流动双折射实验

流动双折射实验周建和，周兴华，张海荣（天津大学力学系天津３０００７２）流动双折射法，是流动显示中的一种光学方法，主要用于显示低雷诺数下的剪切流动。它能形象直观地显示流场中切应力的分布和切应力的方向。通过对干涉条纹的分析处理，可对流场实现定量测量。尤其...     

迭代估计法单幅条纹图的相位解调

基于相位曲面的光滑连续性,提出一种新的自适应相位解调方法,该方法通过迭代估计,能有效从干涉条纹图获得较准确的条纹相位分布,文中通过实例说明了其处理过程。     

流场显示中的夹层全息术

全息干涉术提供了定量计算流场密度分布的可能性。为了能获得一张定量分析的有限条纹干涉图,必须要能控制流场未扰动区背景条纹的方位和间距,过去文献报道得比较多的是采用双全息图技术,以及在两次曝光中加楔的方法。我们曾经用改变参考光束方位的方法做到了这一点。本文将介绍一种新的光学方法...     

用灰度选优法采集Isodyne条纹图像

本文提出了Ｉｓｏｄｙｎｅ干涉条纹图像采集的一种有效方法，即图像灰度选优法。文中论述了方法原理，软件编程框图，及在ＩＢＭＸＴ／２８６图像采集与处理系统上实现Ｉｓｏｄｖｎｅ条纹图像自动采集的实例。以此方法采集Ｉｓｏｄｖｎｅ条纹图像，实现了由Ｉｓｏ－ｄｙｎｅ线条纹图像形成一幅全场的Ｉｓｏｄｙｎｅ条纹图像的目的，解决了动态扫描条纹图像跟踪采集问题。     

载波条纹图的处理及应用

本文提出一种载波条纹的处理方法，将变形前、后的载波条纹图分别经过条纹细化、抽取中心、级数编码、全场拟合等处理，首先求出全场每个像素点上的条纹级数，然后再对应相减，以得到仅仅由于变形引起的干涉条纹的全场分布，文中应用该方法分析处理了差分干涉条纹图，测量了水平热管周围的温度场、温度梯度场及壁面换热系数。     

一种通过改进Canny算子提取光弹条纹骨架线的方法

光弹性法是确定应力集中系数的有效手段，在实际工程中应力参数都是通过分析光弹干涉条纹图获得的，由于光弹干涉条纹图的复杂性，且影响成像质量的因素较多，因此如何从光弹干涉条纹图中撇开其复杂性，较高精度的提取骨架线，是一项较困难的工作，本文提出一种由改进的Canny算子对条纹方位图进行直接运算提取光弹条纹骨架线的算法，实验表明此方法对光弹条纹图很有效。     

基于等厚干涉的轴向空间相干度分析及其在表面形状测量中的可行性探讨

从等厚子干涉的解释出发，推导出了二维空间的相干方程。基于空间相干方程，利用SLM产生了一个新的空间非相干光源。同时提出了新的相移方案，并结合这个新的相移方案，实现了轴向空间距离的探测和干涉条纹的相移。分析了空间方向角度相干方程的影响，并给出了实验验证。通过对非相干光源的参数和特定的空间距离以及空间方向角的匹配，重建了一个具有标准段差的实际物体的表现形状。为光学表面形状测量提供了新的思路。     

一种通过条纹方向图提取散斑条纹中心线的方法

在光测力学中,如何从单幅散斑干涉条纹图中消除散斑噪声,高精度自动提取相位信息,是一项较困难的工作。本文提出了一种计算条纹方向的简单算法,以及通过条纹方向图提取散斑条纹中心线的方法。实验表明此方法对高噪声的散斑条纹图非常有效。     

用曲线大窗口平滑散斑条纹图的方法研究

提出一种计算条纹方向的简单算法,以及通过条纹方向图获得沿条纹方向的曲线窗口并对散斑条纹图进行曲线大窗口滤波的方法．实验表明此方法较好地消除了散斑条纹图的噪声,同时尽量减小了对条纹结构的损害．为从单幅散斑条纹图中应用条纹中心线法或全灰度法进一步提取相位场的后处理,奠定了良好的基础．     

A new interferometric method for vibration measurement by electronic holography

Electronic holography is a well-established technique used in real-time, non-contact, whole-field displacement measurements. When using the real-time, time-averaged method for vibration measurments, the quantitative interpretation of dense fringe patterns is difficult because of speckle noise. Even when speckle-reducing procedures are used, such as multiple-frame averaging or rotation of the illumination beam, the remaining speckles and decreasing visibility of higher-order Bessel fringes are serious limitations. The primary objective of this paper is to present a new realtime, interferometric method for mechanical vibration measurements and the associated quantitative interpretation. The fringe pattern obtained by this method is quasi-binary and half as dense as in the time-averaged method. The method greatly improves the overall visibility (contrast, resolution) of vibration fringe patterns without any sacrifice in the real-time capabilities. Quantitative fringe interpretation is straightforward and based on binary fringe tracking. It allows quantitative measurements in situations where the time-averaged fringe processing fails.     

二维相移逻辑云纹法—条纹图全自动处理的一种方法

本文报告的二维相移逻辑云纹法，可对二维全场条纹图，进行全自动处理。这种方法用了经典云纹的概念，运用了相移的思想，用计算机进行逻辑运算，从而获得了全场条纹图上任意点的信息，为后续的运算提供了方便。这种方法可用于若干种条纹图的处理。     

基于小波分析的条纹图滤波方法

本文提出了一种新颖的干涉条纹图非线性滤波方法,可以选择性地在频域图像的不同区域选用不同的滤波方式,在滤掉图像中大部分散斑噪声的同时,能够减少信息的损失,使图像的内部边界仍然保持清晰。文中首先简介了正交小波变换的原理,然后介绍了去除散斑噪声的具体算法,最后给出了计算机模拟去噪声的结果     

基于多通道滤波技术的散斑条纹图正则化方法

在光测力学中,条纹图正则化是进一步提取条纹位相信息的重要基础。对于散斑条纹图来说,正则化的过程还需能够有效地抑制散斑噪声。本文提出一种基于多通道滤波技术的散斑条纹图正则化方法。通过使用多个Gabor滤波通道对散斑条纹图进行滤波,并且引入与条纹对比度有关的权重因子把各个滤波通道的滤波结果叠加起来,最终得到滤除了散斑噪声的正则化条纹图。数值模拟和实验结果表明,该方法在将散斑条纹图正则化的同时能够有效地滤除条纹图中的散斑噪声,为进一步提取条纹位相奠定了良好的基础。     

A simple method for the digital determination of the photoelastic fringe order

A new and simple approach to the digital determination of a photoelastic fringe order using two different loads is proposed. The relationships between the intensity values of light and the isochromatic fringe orders generated from two different loads are derived. The scheme used for the automated determination of the total fringe orders of a full-field photoelastic fringe pattern is described. The usefulness of this method is demonstrated using two isochromatic fringe patterns under two different loads. Extra filters are not needed in the proposed method as in the case of the two-wavelength method.     

光测条纹图处理中免除噪声的正则化条纹法

在光测条纹图自动处理研究领域内有许多不同种类的处理方法,免除噪声的正则化条纹法,或称纯条纹灰度法,是有效的方法之一。本文综述了作者提出的免除噪声正则化条纹法的原理和多种方法。然后对广义旋滤波进行了改进,用于消除 Ｅ Ｓ Ｐ Ｉ图的散斑噪声,并且不损害条纹信号分布。实验表明本方法具有良好的结果和前景。     

Strain analysis for moiré interferometry using the two-dimensional continuous wavelet transform

In this paper, we introduce the two-dimensional continuous wavelet transform for the automated strain analysis of the moiré interference fringe pattern. The Fourier transform method has been widely used for automated analysis of an optical interference fringe pattern. However, this method is hardly applicable to the analysis of the fringe pattern, which includes large displacement range or discontinuities. We show the advantages of the wavelet transform method by applying it to experimental results on composite laminates.     

Digital determination of photoelastic birefringence using two wavelengths

A new approach for digital determination of photoelastic birefringence is proposed. The relationships between the intensity values and the fringe orders of two wavelengths are derived. This scheme allows for automatic determination of fringe orders of a full-field photoelastic fringe pattern without using zero-order fringes in the fringe pattern. The usefulness of this method was demonstrated on two experimental fringe patterns with different wavelengths.