光学干涉图像区域分割技术研究进展

干涉图像区域分割属于重要的干涉图像预处理步骤,目的是从干涉图像中提取出有效数据区域。干涉图像区域分割广泛存在于各种数字波面干涉仪的实验测试和数据处理中,对于精确波前复原以及相位解包裹可靠实施具有重要影响。介绍了3类常见干涉图像的区域分割技术,包括单帧干涉图、同步移相干涉图和横向剪切干涉图,并系统总结了相关研究进展、展望了该领域研究趋势。

基于Butterworth滤波和Haar小波变换的干涉图像齿面域分割

干涉图像中反映齿面形貌信息的齿面域被背景噪声包围,其分割精度对相位解包裹、图像配准等后续的处理步骤存在较大的影响,直接关系到最终测量结果的精度。针对齿面干涉图像边界存在杂散条纹的现象,通过分析齿面干涉条纹的分布规律,提出了一种结合Butterworth滤波和Haar小波的齿面域分割方法。最后,在本文实验条件下,通过与时域分割方法进行对比,该方法可以将齿面干涉图像的边界杂散条纹区域内解包裹相位值有错误的地方排除在有效测量区域外并且能够对其进行有效校正,证明了基于频域信息的分割方法能够有效地提高干涉图像齿面域分割的精度。

基于db N小波变换和自适应高斯滤波的齿面干涉图像相位滤波方法

齿轮齿面形貌的激光干涉测量中,由于齿面高度差较大,采集到的干涉图像中难以避免存在条纹密集区域,容易出现局部条纹粘连、错切等现象,增加了相位噪声和解包裹难度。分析了包裹相位图中条纹密度分布规律,提出了一种基于db N小波变换和自适应高斯滤波的齿面干涉图像相位去噪方法。首先,利用小波变换分解出包裹相位图中常表现为高频信号的噪声,采用软阈值去噪滤除部分高频噪声;其次,根据包裹相位图频域特征,结合自适应高斯滤波进一步对高频噪声进行迭代滤波处理;最后,设计了相关实验,通过与经典的滤波方法进行对比,所提方法不仅能够有效滤除条纹较为密集的包裹相位图中的相位噪声,而且更大限度地保留了图像细节信息,证明了所提方法的有效性和正确性。

基于Fourier-Mellin算法的干涉图像配准

提出了采用Fourier-Mellin算法对大孔径静态干涉成像光谱仪的原始干涉图像进行配准的方法,用于校正由于推扫平台系统姿态不稳所造成的失真。采用Fourier-Mellin算法和相位相关算法求取干涉图像的旋转角度和缩放及平移参数,并通过多帧未校正的图像和校正后的图像分别拼接成大面积地域图像来验证算法。实验结果表明,通过人眼判断,可以实现对图像的配准,配准精度达到1 pixel,基本满足将LASIS原始干涉图校正为不失真图像的要求。

基于小波变换和中值滤波的InSAR干涉图像滤波方法

介绍小波分析的基本理论和利用小波分析对信号进行消除噪声的基本方法,以及In SAR干涉相位图像中噪声的特点。针对目前普遍采用的均值滤波和中值滤波等方法对InSAR干涉相位图像中噪声进行滤波的局限性,提出一种基于小波分析和中值滤波相结合的InSAR干涉相位图滤波算法以改善滤波效果。实验证明该算法的有效性。

计量型白光干涉显微镜干涉图像处理技术

为了实现微纳台阶样板表面三维尺寸的快速精确计量,设计了计量型白光干涉显微镜。针对白光干涉显微镜获取的干涉图像,提取表面各测量位置的干涉信号,使用小波变换滤除信号噪声,建立白光干涉信号数学模型,使用Hilbert提取干涉信号的包络曲线,从干涉图像中解调出被测样品表面的三维形貌信息。对标称值为281 nm和4 430 nm的台阶样板进行了测量,测量标准差为0. 8 nm和7. 9 nm,相对示值误差为0. 6%和0. 4%,实验结果表明:Hilbert变换算法能够快速精确地解算出表面相对高度,具有较高的运算效率和运算精度。

无抖动ICF冷冻靶干涉图像的获取

提出一种克服由于冷冻靶制冷系统和真空系统工作时引起的振动所带来的干涉图像抖动的方法。通过两个完全相同的CCD同步捕获冷冻靶干涉图像和空间位置图像,以位置图像来标定冷冻靶的振动情况,从而获得冷冻靶在不同状态下的干涉图像。在标定冷冻靶位置的过程中,提出了频率估计、投影标定、特征匹配和全匹配这4种算法,并给出了对应的数字图像处理算法流程。

VB调用MATLAB的编程技术与干涉图像处理系统

文章针对干涉图像分析中存在的问题,首先介绍了VB与MATLABActiveX自动化服务器的接口技术。然后根据干涉图像处理的需求,将VB和MATLAB的混合编程技术用于开发干涉图像处理软件系统,该系统具有结构紧凑、界面友好灵活、功能强等特点。实践表明,利用此系统数据分析的效率大大提高。

干涉图像数字化处理技术

提出一种干涉图像数字化方法，着重介绍数字图像的对比度增强和轮廓追踪技术，为实现干涉图像的自动测量奠定了基础.

环形干涉图像的处理技术研究

本文介绍了环形干涉图像的处理技术的原理与方法 ,在移相干涉术的基础上 ,利用微分迭加法 ,自动边缘跟踪算法和区域膨胀法 ,实现环形干涉图像的波面重构 ,结合一个具体实例 ,介绍环形干涉图像的处理过程。

干涉图像的数字化处理算法研究

用Zygo干涉仪采集到的干涉条纹图像经过图像增强、图像二值化、图像细化、图像骨架修复、条纹级次标定、数据采集等处理,可以得到在干涉检测中用于波面分析的数据集,围绕一幅用于判定光学平面面形的干涉图的处理过程进行了研究。

一种干涉图像处理的新方法

文中提出了一种干涉图像纹理检测的新方法。首先利用Hough变换来确定干涉图像的干涉中心;然后在传统的边缘检测算法,如Sobel算子的基础之上,确定出干涉圆环的边缘,选用效果较好的二值化算法进行二值化处理;最后,结合数学形态学方法,进一步测量每个干涉圆环的半径。很好地解决了在干涉图像质量不好条件下干涉纹理边缘的提取和相应的测量问题,相比传统干涉图像测量中采用单一边缘检测方法,取得了较好的结果。

射电天文干涉图像的快速高保真重建

射电干涉成图观测通过若干台射电望远镜的信号相关来实现天体射电图像的高角分辨率的观测．它极大地促进了天文学的发展．最近几年，大干涉阵正在筹建，如平方公里阵（SKA）、下一代甚大干涉阵（ngVLA）．新的望远镜阵具有更高的灵敏度或分辨率，能测得更弱的射电源、揭示更多的细节以呈现射电源辐射的物理特征，推动天文学和天体物理学的发展。

单光栅非干涉图像法测量大位移及其地址码的修正

提出非干涉图像法测量物体大位移的方法,即利用两个正交的图像记录系统,在试件作大位移后,记录被平行多光束照射形成的光点所覆盖的试件图像,借助于记录光路系统几何参数,可建立联立方程组.解此方程组,就可得到被测物体上诸光点所表示的测点的位移大小和坐标值.文中还论述了试件图像上测点位置的确定和修正方法,推导了被测物体图像负片上测点的实际坐标的计算公式.实验结果证明,本文提出的测量理论是正确的.

全息干涉图像的处理

介绍了对全息干涉图像的数字图像处理方法，重点讨论了Ｈｉｌｄｉｔｃｈ 细化算法，处理结果较完整地保留了原始条纹的特征。

三维折射率场干涉图像的处理方法

基于最小误差阈值理论，采用实平面上的低通滤波技术，对三维折射率场干涉图上的噪音进行了处理，提出了一种与普通细化算法不同的并行细化算法，并对剔除分枝的具体方法作了介绍，通过实例说明了条纹剔除的过程。

合成孔径雷达干涉图像的质量分析与匹配

合成孔径雷达干涉测量是近年来发展起来的空间对地观测新技术 ,其对雷达图像及相关处理技术都有严格要求 .首先从基线距、图像相关性以及信噪比等方面确定了干涉图像对选取的定量方法 ;讨论了从粗到精的干涉图像对分步匹配方法 ,在最小二乘精匹配阶段采用相干图的相干系数作为匹配测度 ,兼顾了强度与相位信息对匹配的贡献 ,匹配结果更为合理 ,为后续的相位解缠与生成数字高程模型提供了保证 .用所讨论的方法处理ERS - 1/ 2获取的中国东南部某地区图像 。

干涉图像处理软件系统的一种设计方法

本从运用干涉法测量高功率激光腔镜表面面型干涉条纹的处理要求出发 ,首先利用面向对象技术分析了系统需求 ,建立了系统原始对象图 ,然后提出了本系统的软件结构模型 ,最后实现了用于强激光腔镜面型检测的软件系统。

齿面干涉图像的相位解包裹算法对比研究

齿面干涉图像具有局部散斑、边缘杂散条纹、疏密不均和条纹粘连等噪声特征。为了寻找适用于处理齿面干涉图像噪声特征的解包裹算法,选取枝切法、相位导数偏差法的质量图引导法、最小二乘法、傅里叶变换轮廓术以及傅里叶变换的质量图引导法等5种算法,分析其对齿面干涉图像噪声处理的解包裹特点,通过对比分析解包裹相位图以及结果图中相位数据曲线,得出相位导数偏差的质量图引导法相比于其他算法解包裹精度高,能较好地抑制因噪声严重导致的解包裹相位突变、连续波动等问题。

基于遗传算法的干涉图像样的最佳熵研究

将遗传算法用于计算云纹干涉图像的二值化阈值,提出基于改进遗传算法的图像分割方法,采用Otsu公式,找出分割图像最优阈值。通过算法实现表明,利用遗传算法所得到的最佳阈值进行二值化处理,效果非常好。