基于边缘预测和稀疏约束的湍流图像盲复原

大气湍流严重影响天文观测图像的成像效果,必须对退化图像进行处理才能获得清晰的图像。经典的湍流退化图像盲复原算法(IBD、NAS-RIF等)使用的先验知识过于简单,导致很多场合不能获得较优的复原效果。近几年提出的稀疏表达理论,使用自然图像边缘的稀疏先验信息指导图像复原,能复原出较多的细节,但它直接使用模糊图像的梯度图像指导点扩散函数复原,而模糊的梯度图像包含很多噪声和伪边缘,无效的梯度会误导点扩散函数的估计,从而使复原图像中出现较多伪迹。针对上述问题,提出了一种基于边缘预测和稀疏比值正则约束的湍流退化图像盲复原算法,该算法首先从当前的复原图像中预测出有效的边缘,然后将边缘预测信息与自然图像边缘的稀疏先验信息相结合指导点扩散函数复原,得到点扩散函数后,再通过一种非盲复原算法恢复出当前的目标图像,并将此复原图像作为下一次边缘预测的输入图像,如此迭代循环直到求出最终清晰的目标图像。所提算法结合了图像的先验信息与退化图像自身包含的有效信息,能有效抑制图像复原过程中产生的伪迹,获得令人满意的结果。针对多幅模拟的湍流退化图像进行仿真测试,验证了算法的有效性。

改进的压缩感知重构算法及其在图像融合中的应用

为了提升压缩感知图像的重构精度,该文提出一种伪逆自适应压缩感知重构算法。该算法在总结已有贪婪算法的基础上,从最优原子的选择方式和支撑集更新过程两方面对已有算法进行改进。将算法应用于基于压缩感知原理的图像融合框架,实验结果表明,改进算法的重构图像质量优于基本贪婪类算法,应用于图像融合时可在较短的时间内得到更好的融合结果。

基于拼接重构的长导轨直线度测量方法

为了有效解决超精密设备长导轨全行程直线度精确测量的难题,文章提出了一种基于拼接重构原理的测量方法。首先采用激光干涉仪对短基准平晶面形误差进行测量,并用于补偿到长导轨直线度测量结果;接着比较了不同倾斜误差消除方法的效果,并确定消倾斜误差的优选方法;然后分析了拼接重叠长度、拼接次数以及环境噪声对测量结果的影响规律;最后对金刚石飞切机床的超精密长导轨开展直线度测量,并将测量结果与采用长平晶测量结果进行对比。结果表明:两者的误差在15.8%以内,有效验证了文中提出的拼接重构方法的有效性,为解决超精密设备长导轨全行程直线度测量提供了一种新的思路。

纳米级气体静压轴承回转误差测控系统软件开发

基于研制的纳米级气体静压轴承回转误差测试平台,采用C++与Matlab混合编程的方式,设计开发出纳米级气体静压轴承回转误差测控系统软件。该软件可实现运动控制、数据采集、数据处理及结果显示等功能。同时,该软件设计了一种角度误差控制方法,减小了在数据采集过程中引入的角度误差,从而得到了较为准确的主轴回转误差。调试结果表明,测控软件的功能合理,满足主轴回转误差测试精度和技术指标要求,采样角度误差可以控制在±0.01°以内,分离出的标准球圆度误差与标称值(36 nm)的相对误差低于6%。

角度误差对空气轴承径向回转误差测量的影响规律研究

在超精密空气轴承径向回转误差测量中,测量系统中带入的角度误差不能忽略。为此,详细分析了反向法下角度误差对测量结果的影响规律,并对测量系统制造、装配和数据采集过程进行了控制,在此基础上完成了径向回转误差测量实验。结果表明:通过对角度误差源的有效控制,所构建的测量系统能够很好地完成100 nm以内量级径向回转误差的测量,测量结果的一致性较好,所分离出标准球圆度误差与标称值吻合。

基于光谱共焦位移传感器的非接触式回转误差测量系统

为了实现50 nm左右回转误差测量,设计了一种新型非接触式测量系统,该系统采用光谱共焦位移传感器,通过反向法获得回转轴系径向回转误差、标准球圆度误差。标准球圆度误差测量值与标称值的最大差值为5 nm,表明该测量系统的测量精度能够满足设计要求。

磁流变抛光轮磨损影响因素分析

针对磁流变抛光轮长时间使用存在的严重磨损问题,分析磁流变抛光轮磨损原因,建立抛光轮半固着磨粒磨损模型,分析影响抛光轮磨损的主要因素。分析表明:磁流变抛光轮产生磨损的主要原因是回收器处形成的磁密封与抛光轮之间产生的半固着磨粒磨损,其磨损特征表现为介于二体磨损和三体磨损之间;磁场和磁链的变化是磨损率改变的根本原因,影响抛光轮磨损的主要因素为回收器间隙、抛光轮转速、抛光颗粒的含量和尺度。通过实验研究3种主要因素对抛光轮磨损的影响规律。结果表明:磨损率随回收器间隙的增大而减小,随着抛光轮转速、抛光颗粒的尺度和含量的增大,先增大后减小。实验结果与理论分析结果相吻合,验证了建立的半固着磨粒磨损模型的正确性。

一种超精密大行程导轨直线度检测新方法

导轨直线度是超精密加工与检测机床最重要的基本几何误差之一,对机床性能影响很大。通过分析导轨直线度测量方法的研究现状,指出各测量方法在超精密大行程导轨直线度测量中的不足,提出一种导轨直线度检测的新方法,即采用加工和保存相对容易的短基准平尺进行拼接重构,采用最小二乘处理各段数据,获得大行程导轨全频段直线度数据。并通过实验验证:用此拼接方法所得导轨直线度与用基准长平尺测量的导轨直线度形状一致,数值基本相同。因此,采用此种方法可实现米级导轨直线度准确测量,并可实现导轨直线度误差补偿控制,将有效提升机床的精度水平。

多光谱图像与全色图像融合

非下采样Contourlet变换具有多尺度、多方向性、强大的稀疏表达能力,能够有效捕获图像中的纹理信息,文中提出了一种新的基于非下采样Contourlet变换和HIS变换的遥感图像融合方法.对多光谱图像进行HIS变换,将得到的亮度分量和全色图像进行非下采样Contourlet变换,通过融合算法得到新的亮度分量,进行HIS逆变换得到融合图像.实验结果表明,该方法在保留原图像的频谱信息的同时增强了融合图像的空间细节表现能力.