干涉条纹自动判读方法的研究

提出了一种全新的干涉条纹自动判读算法。该算法利图像自身的灰度信息构建合适的权函数，进而确定条纹对应的曲线，使得条纹上各点到该曲线距离的平方的加权积分最小。该算法不仅可以提取条纹的多样化信息，而且同时还具有图像处理的功能；当权函数是图像灰度的奇函数时，该算法对图像的随机噪声不敏感。     

新型三维位移场测试理论及系统研究

研究建立了可同时进行三维位移场测试的新型光测力学实验系统。平面位移测试基于云纹干涉方法．但采用与普通云纹干涉不同的光路系统，利用试件光栅和平面反射镜组形成的两次衍射，使平面位移干涉条纹倍增。测量灵敏度是普通云纹干涉的2倍。采用泰曼／格林干涉光路测量离面位移。整个系统具有构造新颖、便于调节、位移场条纹对比度高等特点。用波前干涉理论。建立了位移条纹方程式．与由多普勒频移原理建立的位移条纹方程式取得了一致的表达结果。通过微电子器件三维热变形的测量，对系统进行了验证。     

基于U-Net网络的结构光三维测量术

结构光条纹投影是广泛应用的一种三维测量技术.虽然该技术经过几十年的研究和发展,但如何从单幅图像中快速获取物体三维形貌仍然是没有得到很好解决的难题之一.近几年,深度学习方法广泛应用于计算机视觉和图像处理领域.提出一种基于U-Net网络的结构光三维测量方法.该方法直接从单个变形条纹图中获取物体表面的深度信息,实现三维形貌的快速测量.仿真和实际实验数据证明了所提方法的有效性.由于仅从一幅变形条纹中计算得到三维数据,所提方法可应用于动态物体三维面形的测量.     

二维虚光栅移相莫尔条纹相位提取算法

目前二维干涉图所采用的相位提取算法大多以傅里叶变换法为主,而傅里叶变换法对噪声比较敏感。虚光栅移相莫尔条纹法具有较高的提取精度,而且抗噪性较好。在一维干涉图的基础上,提出了一种适用于二维干涉图相位提取的二维虚光栅移相莫尔条纹法,该方法通过构造一定相移量的二维虚光栅实现相位提取。与傅里叶变换法对比研究的仿真结果表明:对于同一幅二维干涉图,在干涉图不含噪声的情况下,傅里叶变换法与该方法的相对重构误差分别是5.52%和3.46%;在干涉图含噪声的情况下,随着噪声的增加,该方法在抗噪性方面的优势越来越明显。对二维横向剪切干涉仪零位校准装置所采集到的二维干涉图进行处理,实验结果表明,傅里叶变换法和该方法所得到的测量结果均方根值分别为0.0053λ和0.0037λ(λ=632.8 nm)。     

散斑干涉条纹图降噪技术比较研究

电子散斑干涉条纹图在形成的过程中引入大量的散斑噪声,有效地去除噪声是电子散斑干涉技术研究的重要课题之一。对电子散斑干涉条纹的降噪方法进行了比较研究,仿真结果表明,传统的空域降噪方式在滤除噪声的同时对图像造成了一定的模糊,降低了图像的对比度。只有在降噪的同时充分地考虑条纹的方向性和条纹密度,才能更好地保留条纹图的结构和对比度,并为下一步提取相位图进行测量奠定一个好的基础。     

基于数字微镜器件的高动态范围场景像素级调光技术研究

对于空间目标成像探测和科学成像应用,通常要求成像设备的动态范围达到60dB以上。为了对高动态场景进行实时有效观测,设计了一种利用数字微镜器件(DMD)作为像素级空间光调制器的成像系统。为了消除镜元与像元不匹配造成的采集图像失真,实现像素级的调光控制,提出一种利用摩尔条纹相位性质装调测试系统的方法,控制调光位置精度达到0.4pixel。在此基础上提出一种高效实时的调光算法,利用DMD调制每一个像素的有效积分时间,调光后图像熵值优于调光前。实验结果表明,DMD调光成像系统能够对约90dB动态范围场景进行调光成像,并实时输出显示,帧频达90frame/s。     

喷射燃烧气流场的相位计算

本文将傅立叶变换(FT)引入到喷射燃烧气流场的相位计算中。利用马赫—曾德干涉法,得到平行光通过喷射燃烧气体空间后所形成不同时刻的双光束干涉条纹图,应用傅里叶变换对干涉条纹进行相位计算,再现喷射气流燃烧的完整过程。同时可以此求得光线偏折角与相位和轴向折射率场的关系,为流动显示与热物理参数测试中的快速动态过程提供一种实验分析手段。     

云纹干涉法同时测定三维位移场(U_0,U_(45),U_(90),ω)

本文介绍了用云纹干涉法同时获得三维位移场——面内位移(U_0,U_(45),U_(90))和离面位移(w)的两种方法:实时观测法和加载波条纹的差载法.前者可一次加载,分别观测各个位移分量条纹图;后者可用一张底板同时记录全部三维位移信息,通过光学滤波分离出各位移分量条纹图。测试方法和计算都很简便,不仅能测静荷,同时也可测动荷,文中还介绍了实验用的仪器,给出了实验结果。     

利用全场灰度处理云纹数字图象的新方法

本文介绍并提出了一系列利用全场灰度进行云纹数字图象处理的新方法.由于充分利用了全场每个象素点的灰度信息,所以用这些方法可以得到传统方法难以得到的多种结果,例如条纹倍增、各种应变场图象的建立、应变等值线的提取等等。这些方法大大扩大了云纹法测量的使用范围。     

光纤探针技术在冲击波参量测量中的应用

简要分析了光纤探针技术的应用与发展,着重介绍了光纤探针在冲击波到达时间、冲击波速度以及冲击波波前形状探测中的应用,最后,描述了其前景和主要研究方向.