生物医学工程中的散斑计量法应用

散斑计量法是60年代诞生的实验力学中光测力学的一种,迄今已经得到了很大的发展并在工程各学科领域(包括生物医学)中获得了广泛的应用。本文作者对散斑计量法的基本原理及特点进行了阐述,并分别对散斑照相法、散斑干涉法、电子散斑干涉法、数字散斑相关法和生物散斑法等散斑计量的主要方法及其在生物医学工程领域中应用的发展和现状作了作了概要的介绍。

激光散斑计量及其应用

本文介绍激光散斑效应在计量学中的应用。

散斑计量技术──走向工程实用化的技术

散斑计量技术是在现代高科技成果如激光技术、视频技术、电子技术、信息与图像处理技术、计算机技术、全息技术、精密测试技术等基础上发展起来的有效的工程检测技术，它具有全场、无损、灵敏、实用的优点，因而得到了迅速发展和广泛的应用。散斑计量技术的最终目的是走向工程实用化，实现现场在线测量。随着它的发展，必然会在科学研究和工程实际中发挥重大的作用。

散斑干涉计量图像自动处理系统

着重从光学系统和图像处理系统两部分来论述一种自动处理系统。在光学系统部分,论述散斑计量的基本原理和方法,并给出了测面內和离面位移的计真公式;图像处理部分,主要就散斑条纹图的处理提出了一种新方法,即密度滤波法及相应的条纹中心特征提取方法。实验结果表明:该自动处理系统具有一定的理论和实用价值。

低压压电陶瓷相移器及其在电子散斑干涉计量中的应用

介绍了一种新型低压压电陶瓷相移器及其驱动电路的原理、结构和标定方法，并简述了它在电子散斑干涉计量（ＥＳＰＩ）中的应用。

数字散斑相关技术进展及应用

数字散斑相关技术是廿世纪末发展的一项光力学测量技术,历经20年各国学者的研究改进积累,目前已成为一种成熟的测量方法,并已成功地应用于力学测量中。本文回顾和叙述了这些进展,并列举在各方面的应用实例以进一步扩展其应用领域。数字散斑相关技术的八个关键问题即1.相关公式,2.搜索技术,3.亚像素搜索,4.散斑图,5.减噪,6.补偿技术,7.位移场至应变场转换,8.三维位移场测量。最后将叙述数字相关技术在材料测试、结构模型及实物监测、岩石力学、复合材料性能研究、生物力学等方面的广泛应用情况。

基于傅里叶变换相位的散斑面内位移量算法

散斑照相计算面内位移时,传统算法直接使用散斑图傅里叶变换的功率谱信息,最小可检测位移量会受到散斑尺寸的限制。为了解决这一问题,采用基于傅里叶变换相位信息的新算法进行了理论分析,证明了新方法中最小和最大可检测位移量取决于所用光电转换器件(如CCD或CMOS)的像元间距和光敏面大小,与散斑尺寸无关。结果表明,该方法的测量范围最小可达2pixel间距,最大可达光电转换器件光敏面宽度的一半。实验测量与理论值吻合。

光纤—数字散斑相关方法的原理和应用

对光导纤维—数字散斑相关方法进行了详细的理论分析和实验研究。作者根据相关搜索法的基本思想．按照ＭＳ４２１３型图像板的存取模式，用Ｃ语言编写了专门的相关识别程序。利用光纤完成了刚体（定轴转动圆盘）全场位移测量和变形体（三点弯曲梁）挠度全场测量的两个验证性实验，实验结果与理论值吻合较好。

界面反射超声散斑统计特性

对粗糙界面反射超声散斑场的一阶和二阶统计特性进行了理论和实验分析。在假设条件下,理论分析的结果表明反射空间中超声散斑的振幅和相位分别服从瑞利分布和均匀分布,而且用聚焦探头所接收的超声散斑的平均横向尺寸仅取决于测量系统的特性,与散斑的空间位置无关。为验证理论分析结果,作者建立了专门的实验系统,用圆形孔径聚焦探头接收从粗糙液－固界面上反射在不同空间位置上的超声散斑信号。实测数据显示假设条件是合理的,理论分析是正确的。

电子散斑干涉术

简要介绍电子散斑干涉计量技术的实验系统组成、实验方法以及面内位移、离面位移的测量原理。

参考束型散斑干涉术针孔滤波的统计分析

用随机光波自相关函数传递的方法，对参考束型散斑干涉计量术的偏心小孔滤波过程进行了统计分析．由象面散斑场和参考光场相于迭加引起光波Ｕ＿１、Ｕ＿１和｜Ｕ＿１｜￣２分别在滤波系统的输出面上形成各自的条纹图，明暗条纹的位置受面内位移和位相差的共同影响，三组条纹的对比度函数是相同的．

井下巷道围岩变形的散斑分析法

通过对散斑计量法原理分析、数学描述及观测实例的论述，证明激光散斑法是研究煤矿地下结构物相似模型变形状态的一种新的无损检测技术，若采用白光作为光源，该项技术可用于二维变形场的实地测试。

参考束型散斑干涉计量中信息分布的统计模型

采用统计学方法建立了参考束型散斑干涉计量中信息分布的统计模型,由此导出了信息,的可测条件。

电子散斑归一化互相关法测位移

把粗糙物体表面受到相干光照明时产生的散斑场看作是一个稳态随机信号,在此基础上,本文提出了一种能做到大量程,高精度位移测量的新方法——电子散斑归一化互相关法测位移或称电子散斑照相法测位移.该法实质上是借助数字图像处理技术,通过物体位移前后二个散斑场之间的相关性来进行位移测量方法的发展.文中给出了理论分析和实验系统.实验结果表明,该法有诸如准实时,大量程(毫米级),高精度和线性可靠等优点.

激光散斑图样的光流场分析研究

提出了一种基于动态图像处理的新的电子散斑计量方法光流场分析方法，从新的角度出发讨论了运用图像序列分析的概念来解决散斑图样测量的可行性和简便性。并且解决了当散斑图像不满足进行光流场分析的约束条件时的测量问题，即通过多通道的图像处理方法来改变图像连续特性，从而扩大了测量范围。经典的散斑图样的计量都必须经过在空间频域中的处理，而光流场分析法则将散斑图样的计算直接在空间域中进行，为散斑计量术能够实现真正的实时测量。

数字散斑干涉技术在振动分析中的应用

首次将相移技术应用于频闪数字散斑干涉计量中,对物体的振动进行了定量分析.实验证明,这种方法有广泛的实用价值.另外,介绍了一套自动分析系统,讨论了各参数对测量结果的影响.

数字散斑相位图去包裹新算法

提出了一种新的数字散斑相位图去包裹算法,主要针对检测对象为复杂非连续物体这一情况。物体在激光照明下,采用光学相位反相相减图像的方法来检测并标识出相位间断区,并利用改进了的行列去包裹算法。使去包裹过程只在相位有效区域进行,从而准确快速地实现全场有效区域的相位去包裹。与已提出的相位去包裹方法相比,该算法具有计算量小,速度快,并能有效地避开大面积的相位间断区的优点,该方法使数字散斑技术可以方便地应用于工程实际中如对复杂非连续构件的变形、振动等方面的定量分析。

激光多普勒效应测量面内位移一些问题的研究

本文采用散斑干涉理论研究固体表面面内位移测量的激光多普勒效应方法。理论和实验表明测量结果中存在一项随机相让误差，尽管该误差可在一定程度上补偿，但不能消除，因而限制了测量精皮的提高。此外，本文还给出了测量过程中信号随机消失的原因以及延长信号不间断距离的方法。

光相干理论、干涉仪

O436.1 98010064电子散斑视频锁相系统=Electronic speckle interferometryvideo phase-locked system[刊,中]/乐开端,王创社,谭玉山(西安交通大学激光红外应用研究所.陕西,西安(710049))//激光杂志.-1997,18(1).-40-41电子散斑锁相系统目前已有多种方法,其目的就是消除被测物体的振动,空气的扰动给电子散斑干涉计量带来的误差。提出了一种利用视频信号直接对电子散斑的相位锁定系统-视频锁相系统,它能有效地克服因物体振动和空气的扰动给电子散斑测量带来的困难。图3参4(严兰)

A sequence pulse counting method for shape measurement in dual-beam speckle interferometry

A temporal approach to fast shape measurement is presented.In principle,the rotational object method is used in combination with the sequence pulse counting method (SPCM) to determine the height of the object through calculating the related phase.Two specimens are tested to demonstrate the validity of the approach.One is an object covered by a Chinese character (tea) with a height variety of 0.3 mm,and the other is an object surface with a relatively large fluctuation of 3.5 mm.The experimental results are compared with mechanical measurements.An axis shifting method is also proposed to determine shapes with relatively large fluctuations.Effects of such parameters on the height measurement as incident angle of the dual light beams,tilting angle of the object,and azimuth angle of the measured point are discussed as well.