应用灰度直方图特征识别木材表面节子缺陷

木材表面节子是木材缺陷中非常重要的一类缺陷,也是评定木材外观等级、锯材和单板质量的重要指标。为了提高节子缺陷识别效率及准确性,并改善检测过程的自动化程度,对应用木材表面图像的灰度直方图统计特征进行节子缺陷识别进行研究。通过利用类间距离对7个统计特征的分类能力进行评价,从而确定出识别节子缺陷的最佳统计特征,即平滑度特征;同时提出一种自适应的最大类间方差聚类法进行分类阈值的确定,进而采用阈值判别实现节子缺陷识别。经在线检测实验证实,该方法的识别率高于99%。     

环形共光路点衍射干涉仪

建立了一种基于偏振掩膜板与环形共路结构的点衍射干涉仪,通过旋转偏振片可以改变参考光与测试光之间的相对光强,实现干涉条纹对比度的调节,能够获得最高对比度的干涉条纹,并且针对条纹对比度进行了详细的理论分析;由于系统中线性载频幅度极易调节,可以有效地改善傅里叶变换法的相位提取精度;验证性实验被完成。     

基于改进灰度重心法的光带中心提取算法

在线结构光三维测量中,由于线结构光光源质量、物体表面反射率非均匀性以及表面粗糙性等因素的影响,激光光带经常会出现宽度不均匀,光带亮度不集中、离散性较大的现象。本文提出一种改进灰度重心法提取激光光带中心线,该算法基于自适应二值化处理得到光带各列法向宽度值以及光带的准确边界。然后,利用光带边界与灰度数据进行灰度重心计算确定出光带的中心位置。结果证实,改进算法中灰度重心的计算范围与光带宽度相一致,因而具有较高的提取精度和良好的适应性。     

基于傅里叶-极坐标变换的光带图像局部弯曲检测

针对激光三角测量系统得到的含局部弯曲的光带图像,提出了一种基于傅里叶-极坐标变换算法检测局部弯曲的方法。通过计算得到光带的法线方向,将空域图像在法线方向上进行灰度投影,直接得到了局部弯曲量。该方法计算过程简捷,对随机噪声与光带强度的不一致分布具有较好的免疫力。理论分析与实验测试证实了该方法的有效性。     

激光三角法中工作角对系统灵敏度的影响

通过推导激光三角测量系统的灵敏度公式,分析了光学结构参数对系统灵敏度的影响,主要包括被测表面起伏量、成像系统的放大倍率与工作角。建立表面粗糙度的激光三角测量系统,重点针对工作角对灵敏度的影响关系进行实验研究。结果显示,较大的工作角能够获得更高的系统灵敏度。但是当工作角较大时,需考虑工作角与系统放大倍率对灵敏度的综合影响,并保证光接收器上的光强大于其灵敏度。对于文中采用的测量系统,最高的系统灵敏度所对应的工作角约为70°左右。     

无调制两面锥波前传感器的衍射理论分析和数值仿真

两面锥波前传感器(two-sided pyramid wavefront Sensor,TSPWFS)是一种高空间采样率和高光能利用率的波前传感器.为了深入研究它的波前复原原理,采用波动光学理论详细推导了无调制TSPWFS的衍射理论,给出了无调制TSPWFS波前复原时线性重构矩阵的解析解,并且通过数值仿真确定出最佳的光瞳像中心间距,并对静态像差的波前复原及闭环校正进行数值仿真.分析结果表明,无调制TSPWFS具有波前复原时不需要现场测量响应矩阵,可以校正系统像差,闭环校正结果稳定等优点,可以在实际自适应光学系统中进行波前探测. 关键词： 自适应光学 两面锥波前传感器 波前复原     

一种直边缘物体宽度的图像测量法

提出一种基于方向功率谱与投影梯度的直边缘物体宽度测量方法,通过对目标图像功率谱进行极坐标变换得到方向功率谱,并由此计算出直边缘物体的伸展方向;然后对原始图像按照该伸展方向进行灰度投影,并由投影梯度结果得到待测宽度。该方法无需对目标图像进行边缘检测、阈值分割等预处理操作,因而测量结果更加准确、可靠,且计算量较小、测量效率高。数值模拟与实验结果表明,本文所提方法能够保证1像素的测量精度,且物体长度方向的几何尺寸不影响宽度测量结果。     

傅里叶变换轮廓术中二维非对称滤波器的设计

傅里叶变换轮廓术(FTP)复原三维形貌时，用来提取基频成分的带通滤波器对测量精度有很大影响。传统二维滤波器如汉宁窗或高斯窗为对称滤波器，其截止频率的大小受条纹空间频率即基频与零频间的距离所限，经常会导致基频成分提取不完整，有用信息缺失。为解决此问题，在二维汉宁滤波器基础上，提出一种椭圆形底部形状的二维非对称滤波器，在不同频率方向上具有不同的频率响应和截止频率，可提取出更为完整的基频成分。台阶和阵列物体的模拟实验表明，二维非对称滤波器对2个物体的复原精度相比于传统汉宁滤波器分别提高了39.5%和55.6%。     

中心不重合径向剪切干涉迭代波前重构算法仿真分析

径向剪切干涉测量时经常会出现扩束与缩束光波中心不重合情况,传统波前重构算法会导致较大重构误差,其应用受到挑战。推导了中心不重合径向剪切干涉迭代波前重构算法,仿真分析了组合像差、单阶Zernike像差、中心偏移量大小及其计算误差对重构算法的影响。结果表明,在剪切光波中心不重合情况下,该文算法能够准确进行波前重构,重构效果显著优于传统算法;在论文仿真条件下,随着中心偏移量的增大,本文算法重构波面均方根误差（RMS）不高于0.05λ,而传统算法重构误差RMS值达1.6λ且与偏移量近似线性相关。     

一种基于参数标定的投影条纹周期简易校正方法

基于三角测量原理的条纹投影轮廓测量系统中,倾斜投影到参考平面上的条纹将产生周期展宽现象,引起相位失真甚至影响测量精度.论文以条纹位置为控制变量推导出条纹周期校正的线性数学模型,通过简便的标定获得模型参数,由此反算出新的待投影条纹,并在参考平面上获得周期分布的投影条纹.实验结果表明校正后的条纹周期变化范围在±0.1像素内...