结合非连续性测度的方向偏微分方程在电子散斑干涉中的应用

近年来,电子散斑干涉测量技术(ESPI)在光学粗糙表面的变形测量和无损检测方面应用广泛。应用该技术时,条纹图中大量的散斑噪声给提取条纹信息带来了极大的困难。偏微分方程图像滤波方法是一种方案灵活、处理效果良好的图像去噪方法,尤其是方向偏微分方程,因其只沿着条纹方向进行滤波,更适合电子散斑干涉条纹图。由于条纹图的疏密程度不同,因此在考虑滤波方向的同时,还应考虑不同位置像素点的滤波程度。该文在方向偏微分方程基础上引入非连续性测度,提出结合非连续性测度(DCM)的方向偏微分方程。利用该方程对模拟的条纹图以及实际获得的条纹图进行滤波,实验结果表明该文方法能够充分滤除稀疏条纹处的噪声,同时有效保持密集条纹处的重要特征。

散斑干涉条纹Kaiser-Hamming窗口傅里叶快速滤波方法

针对加窗傅里叶滤波(WFF)对电子散斑干涉条纹滤波时间长的局限性,提出了一种基于二维Kaiser-Hamming窗口的傅里叶快速滤波法(KH-WFF)。首先,将Kaiser窗和Hamming窗组合,设计了二维Kaiser-Hamming窗口,然后将WFF中的Gaussian窗口替换为二维Kaiser-Hamming窗,去掉多余的非正交基函数从而减少时间复杂度。把KH-WFF和WFF应用到模拟条纹和真实条纹,结果表明滤波后的条纹光滑度,细节保护程度和保真度相差不大,都成功得到了连续性好的解包裹相位,而KH-WFF对实际应用环境下采集到的一副条纹的滤波速度是WFF的12倍。最后分析不同图像尺寸、窗口大小和频带宽下KH-WFF和WFF的执行速度,证明KH-WFF的时间复杂度更低。实验证明提出的方法在减少执行时间的同时也提供了几乎相同的滤波效果。

激光干涉在蜂窝夹心层板振动模态测量中的应用

采用激光电子散斑干涉测量技术(electronic speckle pattern interferometry,简称ESPI)对悬臂矩形损伤蜂窝夹心复合板稳态振动下的振型进行了实验研究。通过完整试样的振型测量结果与有限元模拟均匀悬臂金属板结构振型的类比,验证了有关蜂窝夹心复合材料具有横观各向同性假设的观点,获得了悬臂矩形蜂窝夹心复合层板前14阶离面振动模态的振型图。实验结果表明,结构的损伤导致其局部刚度改变,使得共振频率减少,损伤对其高阶振型的形状改变较为明显,有时甚至是模态跃迁。

电子散斑相位主值图的等值线正余弦滤波方法

电子散斑干涉测量相位主值图含有大量的噪声,在对相位主值图进行解缠处理前,一般先要对其进行去噪处理。针对相位主值图的特点,提出一种利用条纹方向信息的等值线正余弦滤波方法。首先由相位主值图求取其方向图,进而得到条纹等值线窗口,最后对相位主值图在条纹等值线窗口内进行正余弦滤波。和已有的滤波方法相比,它具有优点:相位主值图中的跳变信息保持非常好;由于是在等相位线上进行滤波,对相位信息没有损伤;更好地消除相位主值图中的散斑噪声。模拟图实验和真实图实验均验证了该方法的有效性。

基于ESPI的图像处理系统

从电子散斑干涉测量技术的基本原理出发 ,通过建立数学模型 ,编制了一种ESPI条纹图像处理软件 ,并通过电子散斑干涉条纹图象特征的分析 ,尝试一种频域滤波去噪算法———DCT指数低通滤波。实验结果表明该方法对ESPI条纹图象是有效的。