1 山东大学物理学院, 济南 250100
2 大连理工大学工程力学系, 辽宁 大连 116024
将格莱姆 -施密特正交化法引入投影栅形貌测量, 提出了一种新的两步相移轮廓术。首先将 2幅随机相移正弦条纹通过 DLP投影仪投射到待测物体上, 由 CCD相机采集受物体形貌调制的变形光栅条纹图, 再选择合适大小窗口经像素逐点均值法消除变形栅线图中的背景成分, 然后对消背景栅线图进行格莱姆 -施密特正交化, 得到 2幅消背景相移栅线图对应的正交基, 由正交基解调出相位数据。最后对面膜样品进行了实际测量, 并与其它方法进行了比较分析, 实验结果证明了该方法的有效性。
相移法 相位测量轮廓术 变形光栅图 相位去包裹 格莱姆 -施密特正交化法 phase-shifting algorithm phase measuring profilometry (PMP) deformed fringe pattern phase unwrapping Gram–Schmidt (GS) orthonormalization
基于数字滤波技术，提出了获取物体反射光谱数据立方体和光谱响应曲线的主动式新型高光谱成像系统。对传统WDF型瓦兹渥斯反射式单色仪进行了改装，在入射光一定的情况下，增大出射光通量，提高了照射在物体表面的光强。利用数字滤波方式代替光学窄带滤波器，解决了多个光学滤光片不能连续可调和其他滤波器成本高的问题，建立了波长连续可调，带宽可调的高光谱成像系统。针对系统的特点和采集方式，提出了适当的定标方式，其波长误差＜2 nm。得到了绿色树叶效果良好的光谱数据立方体和响应曲线，表明提出的系统适用于实验室中小视场内的光谱成像测量研究。
高光谱成像 数字滤波 波长定标 光谱图像 hyperspectral imaging digital filtering wavelength calibration spectral image
1 山东大学 物理与微电子学院，济南 250061
2 中山大学 生命科学院，广州 510275
针对傅里叶变换轮廓术因混频难以准确提取基频的问题，可将小波变换用于三维形貌相位直接解调。对其原理进行了研究，通过编程实现了小波相位解调。取Morlet复小波作为小波母函数，对调制栅线图逐行进行连续小波变换，从各位置的沿尺度方向的小波变换系数幅值的极值中可直接求取对应的相位数据。由于小波函数具有空域－频率两域的局部化特性，因此它对变形栅具有很强的自适应能力。为验证新方法，对其进行了仿真分析，同时还对石膏半球模型和化妆品瓶进行了实际测量，并分别用傅里叶变换和小波变换进行了处理。结果表明，新方法有效地克服了混频的问题，改善了相位解调效果，提高了测量精度，特别适合于复杂物体的形貌测量。
形貌检测 小波变换 傅里叶变换 频谱分析 相位编码 profilometry wavelet transform Fourier transform spectrum analysis phase modulation
1 山东大学物理与微电子学院,济南,250061
2 中山大学生命科学院,广州,510275
形貌检测中,经相位解调和相位展开后,所求得的只是待测物体表面与参考面的相对相位分布,而三维形貌检测要测的是高度分布.在分析一般测试系统的基础上,推导出了相位与高度分布的非线性函数映射关系.设计了标定测试系统的实验方案.通过平移实物参考面,测得其上的相位分布,由平移距离与相位增量之间的关系,用最小二乘迭代法计算相位差与物体高度映射关系.最后,对一个实际测试系统进行了标定,并与Hung的标定方法进行了分析比较.理论和实验都表明,新方法精度高,操作方便,降低了标定复杂度.
形貌检测 相位分布 迭代法 映射关系 系统标定 Shape measurement Phase distribution Iterative algorithm Mapping relationship System calibration
1 中山大学生命科学院,广州,510275
2 山东大学物理与微电子学院,济南,250061
物体含突变部分时,包裹相位很难准确恢复.若用双频光栅技术分两次测量,测量次数增加,不符合实时要求.提出用软件方法生成含两种不同频率的复合光栅,用液晶投影仪投影.针对不同物体突变情形,生成各种不同灵敏度的复合光栅.只一次采集,就达到过去双频多次采集的效果.两幅不同灵敏度的相位图可同时获取,相位去包裹时高精度光栅相位不确定性由粗光栅对应相位修正.最后,进行了实验测试.结果表明,新方法具有速度快、精度高、测试范围广等特点.
形貌检测 傅里叶变换 相位分布 相位去包裹 双频光栅 Shape measurement Fourier transform Phase distribution Phase unwrapping Two-frequency grating
1 天津大学力学系,天津,300072
2 山东大学物理与微电子学院,山东,济南,250061
数字全息是通过数字重构来同时获取被测物强度与相位,但记录时的激光散斑效应和重构时的零级衍射斑成为了这种方法的瓶颈.将小波变换引入数字全息,可直接消除零级衍射像,无需相移,也不需要采集多幅图像;小波非线性滤波器还可消除散斑噪声.模拟和实验结果表明,小波分析的引入,可以消除零级衍射影响,改善图像质量,提高测试分辨率.
数字全息 小波变换 激光散斑 像质改善
1 天津大学力学系,天津,300072
2 山东大学物理与微电子学院,济南,250061
介绍了数字全息干涉法的原理,针对激光散斑噪声对包裹干涉相位图样的影响,将小波去噪分析用于图样预处理,可以提高解相精度.用该方法对四周固定、中心加载典型试件的位移进行了测试.实验结果表明,该方法简单、快速、可行.
数字全息 小波变换 相位去包裹 干涉计量 去噪 图象处理
1 天津大学力学系,天津,300072
2 山东大学物理与微电子学院,济南,250061
将频域分析法与网格法相结合,研究了网格频域分析法对位移的测量问题,该方法可以对网格图象中的位移场等变形信息进行全场、快速、自动处理,同时还可以实现位移场的分离.文中介绍了网格频域分析法原理,最后用计算机进行了数字仿真,并且进行了实验测试,结果表明该方法是可行的.
网格法 自动检测 位移场 频域 图象处理
