基于数学形态学的小孔光斑中心测量方法

针对小孔光斑中心测量问题,在分析用于中心坐标点标定的光斑图像特征基础上,采用以往阈值分割方法、边缘测量方法对小孔光斑中心测量受到外界噪声影响较大,导致测量误差也相对较大,为了解决该问题,提出了基于数学形态学的小孔光斑中心测量方法。依据数学形态学测量原理,获取4个不同方向的中心元素,综合各个方向和尺度元素得到梯度幅值,以此提取小孔光斑特征。在此基础上使用滤波器改善与噪声有关的边缘检测属性,使边缘增强与图像降噪得到一种平衡,并采用数学形态学方法检测中心边缘。使用中值滤波消除剩余噪声,利用灰度数学形态学处理小孔光斑,获取粗略光斑中心位置,采用边界生长方式,确定灰度边界像素点的不同孤立点,最终通过最小二乘原理推导出小孔光斑中心位置。实验结果表明,该方法抗噪性强,测量误差相对较小,对含有噪声的光斑中心测量清晰且细节丰富。

综合诊断系统多维度重构小孔光斑中心测量方法

为了对准直过程中能量弱、分布不均匀的小孔光斑信息进行增强并抑制噪声,消除光斑不稳定对计算结果的影响,文中提出了一种新方法。首先,将多幅分时采集的图像构建一个多维的图像立方体,利用MNF变换将数据信息主要集中在第一维,去除各维图像之间的相关性;其次,使用Kmeans方法将第一维图像分为光斑和背景,对分类图像进行数学形态学处理,寻找范围最大光斑的边缘为小孔光斑的边缘;最后,使用最小二乘法进行圆拟合来计算小孔图像圆心。实验结果表明,该方法能提高弱对比度的小孔光斑区域检测的准确率,达到理想光斑区域的97.15%,获得的小孔中心和半径误差小于2个像素,实现了综合诊断系统对小孔光斑的精确测量。

基于小孔成像光斑的无衍射光分布测量系统

由于传统的无衍射光分布测量系统的无衍射距离计算准确度和测量精准率低,为此基于小孔成像光斑设计了一种新的无衍射光分布测量系统。系统硬件设计中选择相应的处理手段调整硬件元件机制,选择Honenywell CK71数据采集器进行特殊处理,不断调整处理过程,并对收集数据进行解析,保证数据收集的完整程度。在计算模块中不断划分计算数据与光斑距离数据的差异,按照相应准则进行计算处理;在光分布测量模块中利用光模块测量仪对整体光分布进行测量,实现对系统硬件的设计操作。在系统软件设计中,设置相应的光谱测量程序对光分布进行检验测量,提升系统的软件操作能力,实现整体系统设计操作。实验结果表明,基于小孔成像光斑的无衍射光分布测量系统能够在一定程度上优化系统内部结构,调整数据状态,具有较高的系统研究价值。

基于圆拟合的非完整圆激光光斑中心检测算法

为了确定非均匀、非完整圆小孔激光光斑的精确中心,提出一种基于圆拟合的非完整圆小孔激光光斑中心检测新方法。该方法通过灰度形态学算法对激光光斑进行阈值分割,从水平和垂直两个方向检测粗略的激光光斑边缘,利用边界生长法消除比较短的圆弧和孤立的边缘点,通过反复迭代拟合获得最佳的圆轮廓并拟合出最终的标准圆。实验结果表明本方法精度明显优于传统的大型激光装置自动准直系统中的重心法,完全满足了该系统中对于非均匀、非完整圆小孔激光光斑中心求取的精度要求。