一、散斑条纹的快速高精度处理技术(论文文献综述)
周义[1](2014)在《快速二维经验模态分解和相位追踪方法及其在导波无损检测中的应用》文中研究表明传统的导波无损检测是利用传感器网络采集导波信号,再经过复杂的一维信号处理方法提取损伤特征、识别损伤参数。这种检测形式对传感器的位置、网络布置形式及信号处理方法均提出了较高的要求,很难实现工业化检测。散斑干涉术是上世纪六十年代逐渐兴起的一种光学测量技术,它具有高精度、高灵敏度、全场、实时性、结构简单、非接触等特点,广泛应用于变形测量、应力应变、振动分析、无损检测等领域。论文提出以散斑干涉技术作为导波信号的采集装置,输出散斑条纹信号,快速直观地提取结构的全场信息。该技术可以取代现有传感器网络,形成另外一种形式的导波无损检测系统。但是,强烈的散斑噪声导致了较低的可见度和空间分辨率,大大降低了条纹信号的使用效果。散斑噪声可分为三类:随机散斑噪声、非一致背景光、光强调制。传统的散斑条纹信号的质量增强方法可以分为两类:信号滤波法和相位解调法。这两类方法都存在各自的弊端,适用范围受限。信号滤波法,多为通用的图像处理技术,并未考虑条纹信号的特点,只是针对随机散斑噪声和非一致背景光,因此在某些情况下的质量增强效果并不理想;相位解调法,充分考虑了条纹信号的特点,试图在噪声和背景光的干扰下直接进行相位解调,然而即使解调方法的鲁棒性再强,在某些情况下,依旧无法摆脱噪声的干扰。论文综合考虑了多种不利因素的影响,结合信号滤波和相位解调,提出了一种散斑条纹信号的三层质量增强方法:第一,论文提出了信号分解与特征分类方法。首先,引入了快速自适应二维经验模态分解,并提出碟形结构元素和自适应邻域窗的改进;其次,提出了基于二维固有模态函数能量估计的特征分类方法。前者可将散斑条纹信号按空间频率从高到低进行分解,形成若干局部窄带的平稳子信号;后者具有自动识别功能,实现了子信号的特征分类。第一层质量增强可以消除高频散斑噪声和直流背景光。第二,论文提出了基于希尔伯特螺旋变换的第二层质量增强方法。首先,以方向角和二维符号函数为基础,提出了五种可行的二维希尔伯特变换形式,其中以希尔伯特螺旋为最优;其次,提出了幅值分布阈值法,该方法判定低于阈值的区域为噪声,然后以具有自适应窗口的均值滤波器进行去噪。第二层可以消除中频噪声。第三,论文提出了一种修正正则化相位追踪方法。引入了传统的正则化相位追踪方法,并提出了四点修正,其中:能量函数中加入了高斯窗函数,并对局部条纹模型分别作了线性和二次展开,从而解决了归一化处理的难题;提出以迭代次数作为质量谱引导解调过程;提出具有自适应窗口的高斯窗函数;提出使用一种收敛快速的优化方法——Levenberg-Marquardt。修正方法的解调范围更广,解调效果更好。第三层质量增强可以降低光强调制变量的影响。最后,论文研究了散斑干涉测量技术及其信号质量增强方法在导波无损检测中的应用,实现了薄板类机械构件的损伤检测,系统包括三部分:Lamb波波场的激发、Lamb波波场的检测以及散斑条纹信号的质量增强。为简化波场,利用可窄带激发的棱柱耦合块法产生了单模式超声波波场;为捕捉波场的瞬态信息,设计了双脉冲数字散斑干涉测量系统,可每隔3微秒记录1个散斑条纹信号;最后使用三层质量增强方法,提高散斑条纹信号的可见度和空间分辨率,达到无损检测的目的。另外,计算机和同步电子作为同步装置,控制整个无损检测系统的工作时序。
顾国庆[2](2013)在《数字散斑干涉三维变形测量系统及其应用研究》文中提出三维变形测量在航空航天、机械工程、土木工程和材料科学等领域具有非常广泛的应用。数字散斑干涉法(Digital Speckle Pattern Interferometry, DSPI)作为一种新兴的现代光学测量技术,具有全场、非接触、精度高和速度快等优点,已广泛应用于物体的变形分析、形貌测量和缺陷检测。二维数字散斑干涉技术已经发展得相当成熟,尤其是高精度相位提取技术的引入使得该方法的测量结果能够实现自动实时输出。但是数字散斑干涉法用于三维变形测量至今尚未完善,仍有许多问题有待解决,如三个位移分场之间还不能实现独立和同步测量等。因此,采用数字散斑干涉法开展三维变形的独立、同步和实时测量方法与装置研究具有非常重要的学术意义和广泛的应用价值。本文综述了数字散斑干涉法用于三维变形测量的研究现状,分析了限制这些三维变形测量方法得到进一步发展的因素,在此基础上对数字散斑干涉实现三维变形独立、同步和实时测量进行了深入的研究,并对复合材料的内部缺陷进行了无损检测研究。另外,本文还对数字图像相关中散斑图光照不均匀校正和数字散斑干涉中图像滤波降噪开展研究。本文的主要研究工作和成果如下:1.针对散斑图光照不均匀变化会影响数字图像相关计算精度,提出了一种基于形态学Top-Hat变换的散斑图光照不均匀校正方法,并利用数值模拟实验验证了该校正方法的可行性。2.针对数字散斑干涉中条纹图或包裹相位图所含随机噪声会影响相位提取精度,在已有滤波算法的基础上采用同态滤波方法,Goldstein滤波方法和快速离散曲波变换(Fast DiscreteCurvelet Transform, FDCT)滤波方法对数字散斑干涉条纹图进行降噪处理,同时采用窗口傅里叶变换(Windowed Fourier Transform, WFT)滤波方法对包裹相位图进行降噪处理。3.根据二维数字散斑干涉的基本原理,提出了既可以实现三维变形独立、同步和实时测量,又可以实现离面变形及其一阶导数独立、同步和实时测量的三维数字散斑干涉测量技术。4.研制了测量三维变形的三维数字散斑干涉测量系统,并对系统进行了总体设计和合理布局,同时开发了用于三维变形测量的配套图像采集软件,并介绍了软件的主要功能。在图像采集软件中,采用多线程技术实现了多个图像采集窗口同步监控,并采用帧差技术实现了采集图像的实时相减。5.利用所研制的三维数字散斑干涉测量系统对三维变形测量进行了实验研究。首先对三点弯曲简支梁的二维和三维变形分别进行了测量;其次对固支薄板的离面变形及其一阶导数分布进行了测量;再次分别采用相位差法(Phase of Difference Method, PDM)和差相位法(Differenceof Phase Method, DPM)对固支层合板的离面变形进行了测量;然后对低速冲击层合板内部损伤和含预制缺陷层合板进行了无损检测研究;最后对刚体面内转动中心定位进行了数字图像相关研究。实验结果表明本文提出的三维数字散斑干涉测量方法可以实现三维变形场以及离面变形及其一阶导数分布的独立、同步和实时测量。
吕丛丛[3](2019)在《数字散斑内部缺陷检测研究》文中指出缺陷无损检测广泛用于航空航天工业、汽车工业、橡胶工业等领域,使得缺陷无损检测方法的研究具有重要意义。数字散斑干涉具有全场、非接触、高精度等特点,广泛用于缺陷检测领域。本文对数字散斑干涉在内部缺陷无损检测中的应用做了相关研究,主要研究内容如下:1.提出离面位移相位导数缺陷边缘检测方法。使用加窗傅里叶脊法求解离面位移数字散斑条纹相位,得到离面位移相位导数分布,再利用Marr小波加权结构强度连续小波变换法,扫描并检测离面位移相位导数分布中的隐藏奇点,从而检测内部缺陷全边缘。实验验证该检测方法是有效可行的。2.提出梯度流线扫描缺陷边缘检测方法。梯度流线扫描法可以在离面位移场中获取具有最高信噪比的信号路径,而以高斯函数三阶导数为基本小波的加权结构强度连续小波变换法可以检测梯度流线中的隐藏奇点,所以结合梯度流线扫描法和连续小波变换法可以直接在离面位移场中获取内部缺陷全边缘。实验及有限元仿真验证该检测方法是有效可行的。3.提出弯矩-刚度缺陷检测方法。该方法根据弯矩与弯曲刚度的关系,可以用于检测弯曲刚度已知结构的内部缺陷全边缘及深度。实验及MATLAB模拟验证该检测方法是有效可行的。4.提出径向及周向数值微分算法。以径向及周向数值微分算法处理含缺陷板的离面位移场,计算得到其二阶导数分布,从而可以使用弯矩-刚度法来确定内部缺陷全边缘及深度。
孙衍国[4](2011)在《电子散斑干涉技术及条纹图信息提取的研究》文中研究说明电子散斑干涉技术(ESPI)是以激光技术、视频技术、计算机技术、图象处理技术、散斑干涉技术等相结合的一种现代光学测量技术,它具有全场、非接触、高精度等特点,被广泛应用于光学粗糙表面变形和位移测量,在无损检测方面也备受关注,其应用领域日渐拓宽。本文主要研究了散斑干涉测量技术及条纹图信息提取,其中对于散斑条纹的信息提取是利用散斑干涉技术进行光学测量的重要步骤。全文首先介绍了散斑干涉测量技术的发展概况及应用,然后介绍了散斑干涉测量原理、条纹图生成模式及处理方式,分析对比了三种条纹生成模式并利用相关模式生成了不含乘性噪声的条纹图,研究了条纹图的滤波技术,利用不同滤波算法对条纹图噪声进行了滤波效果对比,为后续的信息提取奠定了基础。研究了条纹中心法提取相位信息,重点研究了条纹骨架的提取,对细化方法进行了比较分析,结合两种细化方法进行了改进,有效提高了细化的速度和精度,利用改进的细化方法对变形测量实验获得的单幅散斑条纹图提取骨架线,并通过BP神经网络恢复了变形的相位场分布。利用相移法获取了试件变形的包裹相位图,对比分析了几种典型去包裹算法的相位展开效果,通过引进识别残差点的质量图去包裹算法,提高了相位展开精度,最终获得了试件变形的相位信息。通过对散斑条纹信息的有效提取,获得了试件变形的相位场,反映了试件的真实变形情况,进而求得位移或变形信息,提高了散斑干涉测量的精度和自动化程度。
丁效红[5](2014)在《基于数字剪切散斑定量计算离面位移的方法研究》文中研究表明数字剪切散斑干涉术具有高精度、全场测量、非接触和抗干扰能力强等优点,能够很好地解决微小振动和瞬变问题,也可用于测量面内位移、离面位移、物体表面与内部应变等。因此,数字剪切散斑干涉术已在应变测量、振动分析、无损检测等领域得到了广泛的运用。本文所做的主要工作有:1.在阐述数字剪切散斑干涉相关理论的基础上,运用VC++编程技术对基于数字剪切散斑定量计算离面位移的方法进行理论模拟。在获得被测物体表面微小形变前后的散斑干涉图像后,运用四步相移法进行相位解调,对解调后的散斑条纹图采用中值滤波、二值化以及条纹的细化和修整等技术进行处理,得到条纹骨架线。通过对条纹骨架线沿剪切方向进行相位拟合,获得与离面位移导数成比例关系的相位拟合曲线。引入高斯函数进行插值,定量计算出离面位移。2.通过实验研究对理论模拟的计算方法进行验证。实验中采用迈克尔逊剪切成像的方式获得数字剪切散斑干涉图像,对得到的散斑图像按照理论模拟中给出的步骤进行处理,定量计算出物体表面微小形变的离面位移。3.利用数字全息实验获得被测物体在相同形变条件下的数字全息图,对得到的数字全息图进行相位解调处理,得到物体形变前后的离面位移。将利用数字剪切散斑方法定量计算的离面位移与利用数字全息方法得出的离面位移做比较,结果表明,两种方法的计算结果吻合较好,误差较小,基于数字剪切散斑方法为定量计算离面位移提供了一种有效的计算方法。
张羽鹏[6](2009)在《LabVIEW和MATLAB在现代光测图像处理中的应用》文中研究表明现代光测技术是近年来发展起来的一种新技术,它可用于物体的粗糙度测定、变形测量和振动分析。现代光测技术主要包括全息干涉、云纹干涉和散斑干涉技术。为了方便地处理光测图像,采用了LabVIEW和MATLAB结合的方法设计了一个简单的现代光测散斑图像处理系统,将虚拟仪器技术应用到了现代光测领域。首先,为了能够有效地滤除散斑条纹图中的高频散斑颗粒噪声,尝试了多种滤波手段,通过比较和分析处理结果,找到了几种比较好的散斑条纹滤波方法。值得一提的是将同态滤波的原理应用到散斑条纹滤波当中,采取扩展散斑条纹信息,压缩高频散斑噪声的方法,获得了理想的处理结果。其次,为了能够从散斑条纹图中提取出位相信息,对时间相移技术进行了深入的研究,并初步提出了一种基于单片机控制的相移器的设计思想。最后,从两个角度讨论了LabVIEW和MATLAB混合编程的方法在数字散斑图想处理中的应用,它们分别是基于MATLAB Script节点的方法和基于COM技术的方法。文中通过MATLAB处理得到滤波后的散斑条纹图和散斑相位分布图,结果表明文中提出的方法能够增强散斑条纹的对比度,且滤波效果的好坏直接影响到相位分布的连续性。
张芳[7](2009)在《散斑干涉信息提取技术及其应用研究》文中进行了进一步梳理电子散斑干涉测量技术(Electronic speckle pattern interferometry,简称ESPI)是一种全场非破坏性光学测量技术,广泛应用于粗糙表面的变形测量和无损检测。在应用该技术时,准确提取相位,对物体的位移、应变、振动等测量具有重要意义。目前最常用的相位提取方法是条纹中心线法和相移法,后者多用于静态测量,因其能够得到全场相位信息而备受关注。在利用条纹中心线法提取相位时,由于较强颗粒噪声的影响,条纹的可见度和分辨率很差,无法正确读取条纹信息,因此滤除条纹图中的噪声是正确判读条纹信息的关键。本文利用偏微分方程滤波方法和变分法滤除散斑噪声,深入研究了各种偏微分方程滤波模型和变分滤波模型对散斑干涉条纹图的滤波效果,分析各种模型滤波性能优劣的原因,在此基础上,提出基于条纹特征的、滤波性能更佳的偏微分方程滤波方法。对滤波后的条纹图进一步采取二值化、骨架线提取、条纹级数标定、插值一系列操作,得到物体的三维相位信息。在相移相位测量技术中,本文对相位图的生成方式、包裹相位图的滤波方法以及相位展开方法等关键技术进行了探讨和研究。由于电子散斑干涉测量技术具有实时显示、灵敏度高、全场测量等优点,该技术在工业无损检测中得到广泛的应用。本文利用电子错位散斑干涉方法,结合相移技术,搭建了一个小型化的错位相移无损检测系统,检测轮胎气泡缺陷。本文的创新性工作概括如下:(1)在散斑条纹图的滤波方面,改进了PM(Perona-Malik)变分滤波模型和总变分滤波模型。(2)提出了两个新的偏微分方程滤波模型:结合条纹的密度信息和其含有乘性噪声的特点,提出一种同态偏微分方程滤波方法;结合条纹的方向信息,提出一种基于条纹等值线和法向曲线的各向异性滤波模型,滤波效果良好。(3)在相位提取技术方面,将基于热传导方程的MBO(Merriman-Bence-Osher)方法引入条纹图二值化过程,并对其进行改进,二值化效果明显优于传统阈值方法;改进了最小二乘相位展开方法,提高了相位展开精度。(4)搭建了一个小型化的错位散斑相移轮胎气泡缺陷检测系统。对系统进行了总体设计,并获取了轮胎缺陷图片。系统可脱离防震台检测,切实可行。
李学哲,孙文卿,崔国增[8](2019)在《协同进化算法在散斑条纹角点识别中的应用》文中研究指明介绍激光散斑干涉位移测量原理以及基于该测量方法的重定位系统,提出用于识别条纹信息的协同进化算法。采用线性降维法大幅降低搜索难度,并详细研究针对条纹角点协同算法的亲和度计算、抗体浓度控制和克隆选择、交叉及变异操作等方法。该算法可实时精确提取条纹中心线,并识别条纹数、条距和条角信息。研究表明将上述测量信息应用于移动控制平台,能够满足高精度重定位要求。
张越一[9](2015)在《基于结构光的快速高精度深度感知》文中指出随着人们的追求不断提高,传统的二维成像技术已经不能满足需要。现在,越来越多基于三维图像的技术不断涌现,丰富了人们的生活,也促进了科技的发展。为了获取真实的三维图像,我们通常要对场景或物体进行深度感知。结构光技术是一种被广为使用的深度感知技术。本文基于结构光技术,针对如何快速进行高精度的深度感知这项研究提出了一些新的方法。首先,本文回顾了深度感知领域的基本知识,详细介绍了基于结构光的深度感知的基本概念,系统搭建方法以及模板设计的发展历史。接下来,本文着重介绍了三项研究工作,可伸缩深度感知系统,利用散斑解决相位展开问题实现快速高精度深度感知以及利用ToF深度相机解决相位展开问题实现快速高精度深度感知。可伸缩深度感知系统利用了时分(TM)和邻域(SN)这两种广泛使用的结构光深度感知技术。时分技术因其高精度而知名;而邻域技术因其低延时而获得青睐。本文提出的可伸缩深度感知框架成功地结合了两种技术的优势。我们的贡献有两点。第一,我们设计了一套混叠结构光模板。这一模板含有相位移动条纹和伪随机散斑两种成分。在混叠模板结构光的照射下,对于静态场景深度信息可由TM技术恢复出来;对于动态场景,深度信息可由SN技术重建得到。第二,本文提出了一个场景自适应的深度感知框架。基于这一框架,我们可以通过运动检测来生成一个全局的或是逐区域的最优深度图。为了验证本文提出的可伸缩深度感知系统,我们开发了一套实时(20fps)的深度感知系统。实验结果显示我们的方法可以在精度与速度之间达到一个良好的平衡。本文还提出了一种新颖的相位移动方法来满足快速、高精度且无含混的深度感知的需要。这种方法的基本思路是在三张相位移动条纹模板当中嵌入同样的散斑信号。加入的散斑信号并不会降低条纹的幅度和使用的频率,但却将帮助我们消除相位含混,即解决相位展开。通过一个鲁棒的依赖于散斑的逐区域投票策略,我们可以最终得到绝对深度。我们使用的是理论上最少的三张相位移动条纹模板,这有利于在延时要求较严格的情况下对场景进行深度感知。此外,本文提出的方法由于使用了高频的条纹,还可以抵抗全局光照的影响。我们基于提出的方法开发了一套实时、高精度的深度感知系统。我们认识到基于ToF技术的深度相机与结构光领域的相位移动技术(PS)有着互补的优缺点。ToF深度相机可以提供实时的深度信息,但是受限于分辨率并且易受噪声的影响。而PS深度相机可以生成精准且鲁棒的高分辨率深度信息,但它的多模板特性也使得延迟很高。本文提出了一种新的融合ToF深度相机与PS深度相机深度输出的方法。其基本思想是用ToF相机输出的粗糙的深度信息来帮助PS方法进行相位展开。在研究中,我们还解决了两个技术难题:跨模态的标定以及无干扰的同步。实验显示,我们提出的方法可以产生精确且鲁棒的高分辨率低延迟的深度信息。本文最后总结了全文的工作,并且对一些有意义的问题进行了探讨。
王民川,张玉超,黄继海[10](2017)在《激光剪切散斑图像中高精度相位提取》文中研究表明当前相位提取方法受不确定关系影响,无法有效处理模式混叠,易会造成相位细节信息的丢失,为此提出激光剪切散斑图的高精度相位提取方法,首先利用经验模态分解模型,确定散斑条纹图像的背景分量和瞬时频率;然后降低噪声分量、通过对窗口尺度调整,分析图像散斑条纹的变化趋势,解决模式的混叠问题,实现对激光剪切散斑图像中相位的高精度提取,最后通过实验测试其性能,结果表明本文方法能够有效提取相位变化的细节特征,简洁、稳定性好。
二、散斑条纹的快速高精度处理技术(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、散斑条纹的快速高精度处理技术(论文提纲范文)
(1)快速二维经验模态分解和相位追踪方法及其在导波无损检测中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
主要符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 基于导波的无损检测 |
1.2.2 散斑干涉测量技术及其输出信号的质量增强方法 |
1.3 本文研究工作 |
1.3.1 课题研究目标、研究内容和解决的关键问题 |
1.3.2 研究方法和技术路线 |
1.4 本文结构纲要 |
第2章 传统二维经验模态分解 |
2.1 引言 |
2.2 一维经验模态分解 |
2.3 二维经验模态分解 |
2.3.1 基本原理 |
2.3.2 二维极值谱 |
2.3.3 二维插值方法 |
2.4 二维经验模态分解的主要弊端 |
2.4.1 终止准则 |
2.4.2 边界效应 |
2.4.3 模式混叠 |
2.4.4 计算效率 |
2.5 本章小节 |
第3章 改良快速自适应二维经验模态分解 |
3.1 引言 |
3.2 快速自适应二维经验模态分解 |
3.2.1 极值谱的提取 |
3.2.2 结构元素的窗口尺寸 |
3.2.3 滤波器的工作过程 |
3.2.4 筛分迭代次数 |
3.2.5 包络的形成方式 |
3.3 改良快速自适应二维经验模态分解 |
3.3.1 碟形窗口 |
3.3.2 特性保持 |
3.3.3 改良方法的流程 |
3.4 E-FABEMD 性能分析 |
3.4.1 合成纹理分析 |
3.4.2 克服 BEMD 弊端 |
3.5 基于 BIMF 能量估计的特征分类方法 |
3.6 本章小节 |
第4章 希尔伯特螺旋变换 |
4.1 引言 |
4.2 一维希尔伯特变换 |
4.2.1 瞬时频率 |
4.2.2 一维希尔伯特变换 |
4.3 二维符号函数 |
4.3.1 一维希尔伯特变换的符号函数形式 |
4.3.2 螺旋相位函数 |
4.4 方向角 |
4.4.1 方向角的定义 |
4.4.2 方向角的计算 |
4.5 几种二维希尔伯特变换 |
4.5.1 偏希尔伯特变换 |
4.5.2 定向偏希尔伯特变换 |
4.5.3 局部定向偏希尔伯特变换 |
4.5.4 基于 Riesz 变换的二维希尔伯特变换 |
4.5.5 希尔伯特螺旋 |
4.6 变换性能对比 |
4.6.1 算例 1 |
4.6.2 算例 2 |
4.7 本章小节 |
第5章 修正正则化相位追踪方法 |
5.1 引言 |
5.2 正则化相位追踪方法 |
5.3 修正正则化相位追踪方法 |
5.3.1 能量函数 |
5.3.2 扫描方法 |
5.3.3 自适应高斯窗窗口 |
5.3.4 优化方法 |
5.3.5 MRPT 的运行步骤 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 相位解调过程 |
5.4.2 MRPT 中关键参数对解调的影响 |
5.4.3 解调方法性能比较 |
5.5 本章小节 |
第6章 散斑条纹信号的三层质量增强方法 |
6.1 引言 |
6.2 第一层质量增强 |
6.2.1 条纹信号的分解 |
6.2.2 子信号特征分类 |
6.2.3 算例 |
6.3 第二层质量增强 |
6.3.1 方法概述 |
6.3.2 技术难点 |
6.3.3 第二层质量增强的步骤 |
6.4 第三层质量增强 |
6.5 算例与分析 |
6.5.1 高密度条纹信号处理 |
6.5.2 方法的通用性 |
6.5.3 抗噪实验 |
6.5.4 实验条纹信号处理 |
6.6 本章小节 |
第7章 导波-DSPI 无损检测系统 |
7.1 引言 |
7.2 技术原理 |
7.2.1 Lamb 波波场的特性 |
7.2.2 Lamb 波波场的产生 |
7.2.3 Lamb 波波场的检测 |
7.2.4 检测系统的同步时序 |
7.2.5 散斑条纹信号的采样 |
7.3 实验结果 |
7.3.1 无损伤检测 |
7.3.2 孔损伤检测 |
7.3.3 凹槽损伤检测 |
7.3.4 裂纹损伤检测 |
7.4 本章小结 |
第8章 总结和展望 |
8.1 全文工作总结 |
8.1.1 本文主要研究内容 |
8.1.2 本文主要研究结论 |
8.2 本文创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
附录 A:正交因子 |
附录 B:图像质量因子 |
附录 C:散斑指数与信噪比 |
附录 D:双脉冲数字散斑干涉技术 |
攻读博士学位期间已发表论文及获奖情况 |
致谢 |
(2)数字散斑干涉三维变形测量系统及其应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.3 研究意义 |
1.4 研究内容 |
第二章 数字散斑干涉法 |
2.1 数字散斑干涉原理 |
2.1.1 相位变化与位移矢量 |
2.1.2 面内位移测量 |
2.1.3 离面位移测量 |
2.1.4 离面位移导数测量 |
2.2 相位检测 |
2.2.1 时间相移 |
2.2.2 空间相移 |
2.3 相位解包裹 |
2.3.1 时域相位解包裹 |
2.3.2 空域相位解包裹 |
2.4 本章小结 |
第三章 数字图像相关法 |
3.1 数字图像相关原理 |
3.2 亚像素搜索 |
3.2.1 灰度插值 |
3.2.2 相关系数拟合 |
3.3 模拟散斑图 |
3.4 数字图像相关光照不均匀校正 |
3.4.1 光照不均匀对测量精度影响 |
3.4.2 光照不均匀校正实验验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 干涉条纹图像低通滤波 |
4.1 同态滤波 |
4.2 Goldstein 滤波 |
4.3 曲波滤波 |
4.3.1 连续曲波变换 |
4.3.2 离散曲波变换 |
4.3.3 快速离散曲波变换 |
4.3.4 快速离散曲波滤波及其应用 |
4.4 相位滤波 |
4.5 本章小结 |
第五章 数字散斑干涉三维变形测量方法 |
5.1 二维面内位移测量 |
5.2 三维位移测量 |
5.3 本章小结 |
第六章 数字散斑干涉三维变形测量系统 |
6.1 系统硬件 |
6.2 系统软件 |
6.2.1 开发环境 |
6.2.2 多线程技术 |
6.2.3 采集软件设计 |
6.3 系统测试 |
6.4 本章小结 |
第七章 数字散斑干涉三维变形测量实验 |
7.1 梁弯曲变形测量 |
7.1.1 二维面内位移测量 |
7.1.2 三维位移测量 |
7.1.3 误差分析 |
7.2 薄板离面变形测量 |
7.2.1 三维位移测量 |
7.2.2 离面位移及其一阶导数测量 |
7.3 复合材料变形测量及无损检测 |
7.3.1 离面变形测量 |
7.3.2 基于离面位移测量的缺陷检测 |
7.3.3 基于离面位移及其一阶导数测量的缺陷检测 |
7.4 刚体面内转动测量 |
7.4.1 理论分析 |
7.4.2 实验验证 |
7.5 本章小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 全文工作总结 |
8.2 今后工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(3)数字散斑内部缺陷检测研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 数字散斑干涉技术的发展 |
1.3 数字散斑剪切干涉技术的发展 |
1.4 研究背景及目的 |
1.5 本文的主要工作内容及安排 |
第二章 数字散斑技术基本原理 |
2.1 数字散斑干涉技术 |
2.1.1 基本原理 |
2.1.2 数字散斑干涉可测缺陷大小 |
2.2 数字散斑剪切干涉技术 |
2.2.1 基本原理 |
2.2.2 DSSPI缺陷检测的弊端 |
2.3 相位求解 |
2.3.1 时间相移法 |
2.3.2 空间相移法 |
2.3.3 傅里叶变换法 |
2.3.4 加窗傅里叶变换法 |
2.4 小结 |
第三章 离面位移相位导数缺陷边缘检测技术 |
3.1 加窗傅里叶变换 |
3.1.1 加窗傅里叶滤波 |
3.1.2 加窗傅里叶脊 |
3.2 缺陷理论模型 |
3.3 Marr小波检测隐藏奇点 |
3.4 离面位移相位导数缺陷边缘检测技术 |
3.5 实验验证 |
3.6 小结 |
第四章 梯度流线扫描缺陷边缘检测技术 |
4.1 梯度流线扫描法 |
4.2 高斯小波检测隐藏奇点 |
4.3 梯度流线扫描缺陷边缘检测技术 |
4.3.1 有限元模拟 |
4.3.2 实验验证 |
4.4 小结 |
第五章 弯矩-刚度缺陷检测技术 |
5.1 弯矩-刚度缺陷检测法 |
5.1.1 缺陷边缘检测 |
5.1.2 缺陷深度计算 |
5.2 数值模拟 |
5.2.1 数值微分 |
5.2.2 径向数值微分 |
5.2.3 周向数值微分 |
5.2.4 数值模拟 |
5.3 实验验证 |
5.3.1 简单缺陷检测 |
5.3.2 复杂缺陷检测 |
5.4 小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文工作总结 |
6.2 今后工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(4)电子散斑干涉技术及条纹图信息提取的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电子散斑干涉测量技术的发展 |
1.3 电子散斑干涉测量技术的应用 |
1.4 课题研究意义及内容 |
第二章 电子散斑干涉技术概述 |
2.1 散斑成因及分类 |
2.2 电子散斑干涉技术 |
2.2.1 散斑干涉测量记录光路 |
2.2.2 散斑干涉测量原理 |
2.3 电子散斑干涉条纹图的生成模式 |
2.3.1 加模式 |
2.3.2 减模式 |
2.3.3 乘模式 |
2.4 电子散斑干涉条纹图的处理方法 |
2.4.1 条纹中心法 |
2.4.2 傅里叶变换法 |
2.4.3 相移法 |
2.5 电子散斑干涉条纹图滤波 |
2.5.1 传统滤波 |
2.5.2 针对性滤波 |
2.5.3 偏微分滤波 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于条纹中心法的条纹信息提取 |
3.1 细化概念及要求 |
3.2 细化方法 |
3.2.1 二值图像的基本概念 |
3.2.2 细化算法 |
3.3 散斑条纹图细化与分析 |
3.3.1 散斑条纹图细化处理 |
3.3.2 细化算法分析比较 |
3.3.3 基于快速并行和OPTA 改进模板的结合细化 |
3.4 ESPI 实验及信息提取 |
3.4.1 实验系统搭建及变形测量 |
3.4.2 变形信息提取 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于相移法的条纹信息提取 |
4.1 相移法 |
4.1.1 相移法原理 |
4.1.2 相移算法 |
4.1.3 实现相移的方法 |
4.2 相位去包裹 |
4.2.1 相位去包裹原理 |
4.2.2 相位去包裹算法 |
4.3 相移实验及信息提取 |
4.3.1 离面位移相移实验 |
4.3.2 包裹相位图滤波 |
4.3.3 实验结果去包裹分析比较 |
4.3.4 识别残差点的质量图去包裹方法 |
4.3.5 变形信息提取 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间发表论文和科研成果 |
(5)基于数字剪切散斑定量计算离面位移的方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 本文研究的背景与意义 |
1.2 离面位移测量方法的概述 |
1.3 本文主要研究内容 |
第二章 计算离面位移的基础理论 |
2.1 数字剪切散斑原理 |
2.2 剪切成像的三种方式 |
2.2.1 双光楔剪切成像 |
2.2.2 迈克尔逊(Michelson)剪切成像 |
2.2.3 偏振剪切成像 |
2.3 数字剪切散斑干涉术基本测量原理 |
2.4 条纹形成原理 |
2.5 数字全息的基本原理 |
2.5.1 数字全息记录 |
2.5.2 数字全息再现 |
2.5.3 两次曝光数字全息检测原理 |
2.5.4 两次曝光法测量物体表面位移 |
第三章 基于数字剪切散斑定量计算离面位移的理论模拟 |
3.1 模拟数字剪切散斑图像 |
3.2 散斑条纹图的获得 |
3.3 散斑条纹图的预处理 |
3.3.1 对散斑条纹图的滤波处理 |
3.3.2 对散斑条纹图的阈值分割 |
3.4 提取条纹骨架线 |
3.5 拟合相位曲线 |
3.6 计算离面位移 |
3.7 计算方法的误差分析 |
第四章 实验研究与比较 |
4.1 数字剪切散斑实验 |
4.2 散斑条纹图的处理 |
4.2.1 滤波处理 |
4.2.2 提取条纹骨架线 |
4.3 定量计算离面位移 |
4.3.1 拟合散斑条纹的相位曲线 |
4.3.2 计算离面位移 |
4.4 数字全息方法定量计算离面位移 |
4.5 两种计算方法的比较 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 (攻读硕士学位期间发表的学术论文) |
(6)LabVIEW和MATLAB在现代光测图像处理中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 光测弹性技术 |
1.2 现代光学测量技术 |
1.2.1 光全息技术 |
1.2.2 云纹技术 |
1.2.3 散斑测量技术 |
1.3 LabVIEW 和MATLAB 在光测图像处理中的应用概述 |
第二章 散斑测量技术 |
2.1 散斑的形成 |
2.2 散斑条纹的形成 |
2.2.1 双曝光法 |
2.2.2 用数字散斑进行相减 |
2.3 数字散斑干涉技术在位移测量中的应用 |
2.3.1 离面位移的测量原理 |
2.3.2 面内位移的测量原理 |
2.4 本章小结 |
第三章 散斑条纹图滤波处理的研究 |
3.1 数字图像处理概述 |
3.1.1 图像处理的目的 |
3.1.2 数字图像处理主要内容 |
3.1.3 图像处理软件MATLAB |
3.2 空域滤波 |
3.2.1 线性平滑滤波 |
3.2.2 非线性平滑滤波 |
3.3 频域滤波 |
3.3.1 傅里叶变换理想低通滤波 |
3.3.1.1 傅里叶变换 |
3.3.1.2 理想的低通滤波器 |
3.3.2 离散余弦变换巴特沃斯低通滤波 |
3.3.2.1 离散余弦变换 |
3.3.2.2 巴特沃斯低通滤波器 |
3.3.3 同态滤波 |
3.4 本章小结 |
第四章 散斑干涉中相位测量方法的研究 |
4.1 相移技术概述 |
4.2 时间相移技术 |
4.2.1 时间相移技术的基本原理 |
4.2.2 三步相移法 |
4.2.3 四步相移法 |
4.2.4 相位测量技术中的相位展开 |
4.2.5 位移计算 |
4.3 相位测量的MATLAB 实现 |
4.4 相移方法的研究 |
4.4.1 相移装置中常用的光学元件 |
4.4.2 相移器的设计 |
4.4.2.1 脉宽调制的原理 |
4.4.2.2 单片机实现脉宽调制 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于MATLAB 和LabVIEW 的散斑图像处理系统 |
5.1 虚拟仪器概述 |
5.1.1 虚拟仪器技术 |
5.1.2 虚拟仪器软件 LABVIEW |
5.1.3 LabVIEW 和MATLAB 混合编程 |
5.2 散斑图像处理的过程 |
5.3 LabVIEW 调用MATLAB 实现散斑图像的处理 |
5.3.1 利用MATLAB Script 节点调用 MATLAB 算法 |
5.3.2 利用COM 技术调用MATLAB 算法 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(7)散斑干涉信息提取技术及其应用研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 电子散斑干涉测量技术 |
1.1.1 散斑干涉测量技术的起源 |
1.1.2 电子散斑干涉测量技术的发展和现状 |
1.1.3 电子散斑干涉条纹图的预处理 |
1.2 相位测量技术 |
1.2.1 相位测量方法 |
1.2.2 相位测量技术的发展和现状 |
1.3 偏微分方程图像处理方法 |
1.4 轮胎缺陷检测 |
1.4.1 轮胎缺陷检测的必要性 |
1.4.2 轮胎缺陷检测方法 |
1.4.3 错位相移轮胎无损检测技术的发展历程 |
1.5 本课题研究的目的和意义 |
1.6 论文的主要工作 |
第二章 电子散斑干涉测量技术 |
2.1 电子散斑干涉测量方法 |
2.1.1 双光束散斑图的记录 |
2.1.2 双光束散斑图位移信息的提取 |
2.2 电子错位散斑干涉测量技术 |
2.2.1 错位散斑图的记录 |
2.2.2 错位散斑条纹的形成与分析 |
2.2.3 错位散斑条纹的解释 |
2.2.4 错位装置 |
2.3 干涉条纹的数学形式与特性 |
2.4 本章小结 |
第三章 偏微分方程图像去噪方法 |
3.1 偏微分方程去噪模型概述 |
3.1.1 偏微分方程图像处理方法的定义 |
3.1.2 偏微分方程模型的导出 |
3.1.3 偏微分方程的去噪原理 |
3.2 常用的偏微分方程去噪模型 |
3.2.1 由线性模型到非线性模型的发展 |
3.2.2 由各向同性模型向各向异性模型的发展 |
3.2.3 由低阶向高阶的发展 |
3.3 偏微分方程去噪模型的数值解法 |
3.3.1 热传导方程的离散差分格式 |
3.3.2 PM 方程的离散差分格式 |
3.3.3 “平均曲率流”扩散方程的离散差分格式 |
3.3.4 四阶偏微分扩散方程的离散差分格式 |
3.4 偏微分方程滤波模型的优点 |
3.5 本章小结 |
第四章 电子散斑干涉条纹图噪声抑制的偏微分方程处理方法 |
4.1 改进的PM 变分模型 |
4.2 总变分模型 |
4.3 基于条纹密度的同态偏微分方程滤波方法 |
4.3.1 条纹图的密度 |
4.3.2 基于条纹密度的滤波模型 |
4.3.3 基于条纹密度的同态偏微分方程滤波方法 |
4.4 基于条纹等值线和法向曲线的各向异性偏微分方程滤波方法 |
4.4.1 条纹图的方向图 |
4.4.2 条纹方向图的求取 |
4.4.3 条纹等值线和法向曲线的确定 |
4.4.4 基于条纹等值线和法向曲线的各向异性偏微分方程滤波模型 |
4.5 本章小结 |
第五章 电子散斑干涉条纹图的相位提取方法 |
5.1 条纹中心线法(骨架线法) |
5.1.1 灰度阈值法 |
5.1.2 MBO 二值化算法 |
5.1.3 Hilditch 细化算法 |
5.1.4 C 样条插值 |
5.1.5 基于偏微分方程滤波和条纹中心线法的相位提取 |
5.2 相移相位测量法 |
5.2.1 相移相位测量法的基本原理 |
5.2.2 求取物体相位变化的两种基本方法 |
5.2.3 正余弦相位图滤波方法 |
5.3 相位展开技术 |
5.3.1 逐行逐列相位展开法 |
5.3.2 最小二乘相位展开法 |
5.4 本章小结 |
第六章 散斑干涉测量技术的应用研究 |
6.1 散斑干涉法对物体离面位移和物体近表面缺陷的检测 |
6.2 相移错位散斑干涉法对物体离面位移和近表面缺陷的检测 |
6.2.1 压电陶瓷相移器的标定 |
6.2.2 相移错位散斑干涉检测实验结果 |
6.3 相移错位散斑干涉技术在轮胎气泡缺陷检测中的应用 |
6.3.1 相移错位散斑干涉轮胎气泡缺陷检测系统的总体设计 |
6.3.2 符合工程要求的适应性基础实验结果 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(8)协同进化算法在散斑条纹角点识别中的应用(论文提纲范文)
0 引 言 |
1 散斑测量面内位移的原理 |
2 频域散斑条纹图像处理 |
3 协同进化条纹信息并行搜索 |
3.1 适应度计算方法 |
3.1.1 边缘特征值计算 |
3.1.2 峰值特征计算 |
3.1.3 周期特征值计算 |
3.2 协同进化角点目标并行搜索算法 |
3.3 协同条纹信息搜索方法的测试结果 |
4 结 语 |
(9)基于结构光的快速高精度深度感知(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
主要符号对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 三维世界的感知 |
1.1.2 深度感知的回顾 |
1.2 基于结构光的深度感知 |
1.2.1 基本概念 |
1.2.2 系统设备 |
1.2.3 结构光模板设计 |
1.2.4 结构光深度感知方法 |
1.3 创新点与本文内容 |
第二章 可伸缩深度相机的研究 |
2.1 概述 |
2.2 相关工作 |
2.3 模型描述 |
2.4 模板设计 |
2.4.1 相位移动条纹模板 |
2.4.2 伪随机码模板 |
2.4.3 混叠模板 |
2.5 模式无缝转换 |
2.5.1 全局模式转换 |
2.5.2 局部模式转换 |
2.6 系统实现 |
2.7 实验结果 |
2.7.1 能量分配实验 |
2.7.2 数量评估 |
2.7.3 质量评估 |
2.8 本章小结 |
第三章 利用散斑解决相位展开以实现快速高精度深度感知 |
3.1 概述 |
3.2 相关工作 |
3.3 嵌入散斑的条纹模板 |
3.3.1 模板设计 |
3.3.2 相位计算 |
3.3.3 散斑去含混 |
3.4 绝对相位的获取 |
3.4.1 连通域的检测 |
3.4.2 差异值投票 |
3.5 全局光照效应 |
3.6 实验结果 |
3.6.1 量化评估 |
3.6.2 视觉评估 |
3.6.3 动态场景的处理 |
3.6.4 一些局限 |
3.7 本章小结 |
第四章 利用ToF深度相机解决相位展开以实现快速高精度深度感知 |
4.1 概述 |
4.2 相关工作 |
4.3 ToF与PS的融合 |
4.3.1 系统搭建 |
4.3.2 利用PS技术获得深度 |
4.3.3 利用ToF深度进行相位展开 |
4.4 跨模态标定 |
4.5 无干扰的同步机制 |
4.6 实验结果 |
4.6.1 量化评估 |
4.6.2 视觉评估 |
4.7 讨论 |
4.8 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本文工作总结 |
5.2 未来研究的展望 |
表格索引 |
插图索引 |
算法索引 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
(10)激光剪切散斑图像中高精度相位提取(论文提纲范文)
1 激光剪切散斑图像的相位提取方法 |
1.1 图像背景分量和瞬时频率 |
2.2 高精度相位提取的实现 |
3 实验结果与分析 |
4 结束语 |
四、散斑条纹的快速高精度处理技术(论文参考文献)
- [1]快速二维经验模态分解和相位追踪方法及其在导波无损检测中的应用[D]. 周义. 上海交通大学, 2014(07)
- [2]数字散斑干涉三维变形测量系统及其应用研究[D]. 顾国庆. 南京航空航天大学, 2013(01)
- [3]数字散斑内部缺陷检测研究[D]. 吕丛丛. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [4]电子散斑干涉技术及条纹图信息提取的研究[D]. 孙衍国. 南京航空航天大学, 2011(11)
- [5]基于数字剪切散斑定量计算离面位移的方法研究[D]. 丁效红. 昆明理工大学, 2014(01)
- [6]LabVIEW和MATLAB在现代光测图像处理中的应用[D]. 张羽鹏. 南京航空航天大学, 2009(S1)
- [7]散斑干涉信息提取技术及其应用研究[D]. 张芳. 天津大学, 2009(12)
- [8]协同进化算法在散斑条纹角点识别中的应用[J]. 李学哲,孙文卿,崔国增. 计算机应用与软件, 2019(10)
- [9]基于结构光的快速高精度深度感知[D]. 张越一. 中国科学技术大学, 2015(10)
- [10]激光剪切散斑图像中高精度相位提取[J]. 王民川,张玉超,黄继海. 激光杂志, 2017(07)