剪切散斑干涉条纹图像处理技术研究进展

剪切散斑干涉技术是一种高精度、非接触的光学全场测量方法,可对复合材料构件的分层、脱粘、皱折、裂纹、撞击损伤等缺陷进行无损检测,在航空航天复合材料无损检测领域得到了广泛应用。本文从剪切散斑干涉的技术原理和系统结构展开,结合大视场剪切散斑干涉光路结构分析了相移技术的应用,论述了干涉相位条纹图滤波和相位解包裹技术等条纹图像处理过程中的关键算法,最后介绍了深度学习网络在剪切散斑干涉测量中的应用,并分析讨论其优势与不足,对未来研究方向进行了展望。

剪切电子散斑干涉检测轮胎中的图像处理

本文介绍了一种适用于剪切电子散斑干涉检测轮胎缺陷的计算机图像处理方法,主要介绍了快速均值滤波法在去处散斑图像噪声中的应用。将此法运用于轮胎缺陷散斑干涉图的后续处理上,取得了较好的效果,具有较高的运行效率。研究表明,该技术在利用剪切电子散斑检测轮胎缺陷中具有一定的实际应用价值。

轮胎激光散斑干涉相位图多方向频域滤波方法

为解决激光数字剪切散斑干涉技术应用于轮胎缺陷检测中轮胎缺陷相位条纹图噪声对包裹相位图解包和轮胎缺陷尺寸测量产生严重影响问题,通过对散斑干涉相位图的形成与条纹特征分析,研究一种根据不同方向的条纹密度来设置不同截止频率的多方向频域低通滤波方法。该方法只需进行一次滤波就能有效滤除噪声,还能更好地保留图像的边缘信息。实验结果表明:在两组滤波实验中,与中值滤波方法相比,多方向频域低通滤波的边缘保持指数分别是其4.257倍、2.869倍;与正余弦滤波方法相比,多方向频域低通滤波方法的残差点数分别是正余弦滤波方法的16.456%、36.555%,体现出较好的滤波特性。

轮胎剪切散斑干涉包裹相位图缺陷识别方法

目前轮胎剪切散斑干涉缺陷识别技术主要依靠人工辅助识别,难以满足大批量工业生产检测的需要。该文提出基于剪切散斑图角点特征的轮胎缺陷识别方法,实现轮胎缺陷自动识别。首先通过对激光剪切散斑干涉包裹相位图缺陷特征、去噪方法等方面进行分析,并根据激光散斑干涉包裹相位图角点特征,提出基于角点特征的包裹相位图缺陷识别方法。实验结果表明:在两组包裹相位图缺陷识别实验中,该文方法对条纹质量较好、较差的包裹相位图,缺陷识别效果准确、定位精度高,该方法简单、高效,有助于提高轮胎缺陷检测速度与效率,可实现自动化轮胎缺陷检测。

激光剪切散斑图像中高精度相位提取

当前相位提取方法受不确定关系影响,无法有效处理模式混叠,易会造成相位细节信息的丢失,为此提出激光剪切散斑图的高精度相位提取方法,首先利用经验模态分解模型,确定散斑条纹图像的背景分量和瞬时频率;然后降低噪声分量、通过对窗口尺度调整,分析图像散斑条纹的变化趋势,解决模式的混叠问题,实现对激光剪切散斑图像中相位的高精度提取,最后通过实验测试其性能,结果表明本文方法能够有效提取相位变化的细节特征,简洁、稳定性好。

轮胎激光散斑干涉相位条纹图局域多方向频域滤波方法

为解决激光数字剪切散斑干涉技术应用于轮胎缺陷检测中,轮胎缺陷相位条纹图中噪声对包裹相位图解包和轮胎缺陷尺寸测量产生严重影响的问题,该文通过对散斑干涉相位图的条纹特征分析,研究一种根据条纹密度将相位图划分成不同滤波区域进行多方向频域滤波的方法。实验结果表明:在两组模拟的相位图滤波实验中,局域多方向滤波方法的相位误差均值P_(mean)和相位均方根误差RMS都比正余弦滤波方法、多方向频域滤波方法要小,滤波结果更接近真值;在第3组滤波实验中,局域多方向频域滤波方法的残差点数分别是正余弦滤波方法、多方向频域滤波方法的11.39%、56.25%,体现出较好的滤波特性。

剪切电子散斑干涉技术在轮胎缺陷检测中的应用

介绍剪切电子散斑干涉技术的原理及其在轮胎缺陷检测中的应用。利用图像剪切装置,将抽真空前后的轮胎缺陷部位的电子照片进行剪切,并通过低通数字滤波器将高频散斑项的调制消除后,可得到轮胎缺陷部位的清晰图像,效果良好。

GPU加速电子剪切散斑干涉图像处理

电子剪切散斑干涉是在电子散斑干涉基础上发展起来的一种测量位移导数的新方法,尤其适合于无损检测实时测量。由于噪声干扰,测量得到的相位差图有大量噪点需要滤波去除。滤波处理计算量大,采用CPU计算需要很长时间完成。为缩短滤波时间,实现实时滤波处理,对四步相移法和Butterworth低通滤波、正余弦均值滤波和复数均值滤波算法,利用GPU并行计算能力强和存储带宽高的特性,开发了基于GPU加速计算的解相位差和滤波算法。对比基于CPU的解相位差和滤波计算,GPU加速计算将图像总体处理时间约1.9s(i7 6500U)降低到了239~366ms(GeForce940MX)或86~116ms(Quadro P3000),且正余弦均值滤波和复数均值滤波算法均可以通过降低滤波次数缩短滤波时间,从而保证在性能较弱的GPU上也能将计算时间压缩到0.2s内,满足实时图像处理的需求。

激光散斑剪切干涉法及其应用

二、散斑剪切干涉法中几个问题的探讨 (一)刚体位移的存在对所测出位移导数的影响 由散斑剪切方法的特点知,当进行x向剪切时,物面上的A。

剪切散斑干涉技术及应用研究进展

剪切散斑干涉技术是一种非接触测量物体变形缺陷的光学无损测量方法,其通过计算物体变形前后的散斑图中的相位获取被测物的应变缺陷信息。近年来该技术在航空、航天等工业无损检测领域得到了广泛的应用。本文从系统关键技术、散斑图像处理技术两方面介绍了剪切散斑干涉技术的研究进展,详细论述了多种剪切装置实现大视角测量、空间载波实现动态测量、多种图像处理算法的一系列剪切散斑干涉技术;最后介绍了剪切散斑干涉技术的国内外应用进展,展望了剪切散斑干涉技术在动态测量、光滑表面测量及定量反算形变量等方面的发展趋势。

基于数字散斑剪切干涉术的三维面型测试

基于数字散斑剪切干涉术的原理,研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法,使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图,减少了由于剪切元件分束引起的物光束的光能损失,实现了数字散斑剪切干涉术测量物体面型。应用MATLAB软件编程,控制剪切散斑干涉图的精确定向平移,得到了4个干涉图,实现了数字四步相移,代替了传统的在参考光中利用位相控制器的机械相移,从而实现了物体面型的三维测试。该方法不仅省去传统剪切散斑干涉术中需要对感光胶片进行化学湿处理的过程,也省去了压电位移器等硬件。大量的实验表明,该方法不仅简化了测试光学系统和实验的过程,也提高了测试精度,其精度可达到1/10波长。

激光散斑技术在轮胎钢丝断裂检测中的应用

介绍一种基于电子剪切散斑干涉技术研制的轮胎钢丝断裂激光无损检测仪。该检测仪采用相位测量技术,通过相减法得到散斑条纹,经相位去包裹后得到实时检测图像,再通过相位图像表征钢丝断裂情况。该仪器检测轮胎钢丝断裂效果良好。

基于液晶相移的电子剪切散斑轮胎检测系统

针对轮胎内部缺陷常规手段难以检测的问题,研究设计了基于液晶相移技术的电子剪切散斑轮胎检测系统。结合晶体光学理论详细分析了液晶体的相移过程,从理论上分析了Wollaston棱镜的错位机理,构造出一种基于液晶体和Wollaston棱镜组成的相移剪切装置,并应用于电子散斑轮胎检测系统中实现相移。同时对应用于本系统的一些图像处理算法进行了研究,并进行了轮胎缺陷的自动检测实验,实验结果表明,该系统具有精度高、效率高、受环境干扰小且结构简单等优点。

激光散斑计量技术及其应用

近年来激光散斑计量技术发展迅速,已在许多领域得到了广泛应用。本文简要介绍了其中的电子散斑干涉法、错位散斑干涉法和散斑相关测量法,并对散斑图的处理方法进行了总结,概述了该技术近年来的发展及应用。

撞击载荷下数字散斑干涉法中位相的自动计量

在撞击载荷下的数字散斑干涉法 ( DSPI)中 ,本文联合应用加法和减法两种模式提出了位相测试技术 .以矩形板对称轴承受撞击集中载荷为例 ,测量了位移场的位相分布 .为了采集红宝石脉冲激光形成的数字散斑场 。

电子剪切散斑在检测材料缺陷中的应用

随着电子技术、计算机技术的飞速发展,传统的全息干涉技术已经发展到了电子散斑和电子剪切散斑阶段。电子散斑和电子剪切散斑不仅可以完成表面变形量的测量,并且由于它们具有实时性、高灵敏度、非接触性和全场测量等优点,在工业和科研领域中得到了越来越广泛的应用。本文首先介绍了电子剪切散斑干涉的基本原理,然后着重介绍了自行编制的对离面位移的电子剪切散斑图像进行处理的系统。该图像处理系统的主要功能有平滑、区域标记、像素统计等。用该系统对图像进行处理后,可以直接得到缺陷的实际大小。通过对带有已知缺陷模型的实际测量,所得结果与实际吻合较好,说明该图像处理系统是可行的。

翻新轮胎激光无损检测仪

介绍一种基于电子散斑干涉技术研制的翻新轮胎激光无损检测仪。该检测仪采用高分辨率CCD摄像系统和精确的相移技术及相位同步算法,通过相减法得到散斑条纹,并对条纹采用均值滤波,经相位去包裹后得到实时检测图像。该检测仪对气泡和脱层有很好的检测效果,检测周期短,适用于工业化流程。

轮胎气泡边缘检测算法的研究

针对轮胎激光剪切散斑干涉图像背景中存在大量条纹的特点,为避免其对气泡边缘检测产生妨碍,主要对其边缘检测算法进行了研究。给出了对常用的几种算子进行边缘检测后的轮胎激光剪切散斑干涉图像,并分析了其在处理图像时的不适用性,设计出基于模糊理论的小波多尺度边缘检测算法。在多尺度边缘检测过程中,设计了适合的模糊算子,改善了轮胎气泡边缘检测的效果。由仿真结果可知:本文设计的算法与常用边缘检测算法相比,更好地标记出了轮胎气泡的边缘图像,滤除图像中的伪边缘。

基于深度学习的剪切散斑干涉条纹图滤波方法

剪切散斑干涉技术作为一种非接触式的高精度光学全场测量方法,可以对复合材料内部缺陷进行无损检测,但所得的相位条纹图中包含大量散斑噪声,会对检测结果和精度产生严重影响。为此,提出了一种基于无监督图像风格转换模型(CycleGAN)的相位条纹图滤波方法。该方法将剪切散斑干涉技术获取的原始噪声相位条纹图通过网络训练转换为理想无噪声条纹图,从而实现对相位条纹图中噪声的滤除。实验结果表明,所提方法能够实现对噪声的高效滤除,滤波图像边界清晰、对比显著,且运行时间明显优于其他方法,仅需30 ms左右便能实现条纹图的高质量滤波,符合动态无损检测的发展需求,为相位条纹图的噪声滤除提供了新的思路。

激光光测力学技术及其在冶金设备设计上的应用

本文介绍了全息干涉术和散斑计量术,这是近代光力学分析上的二个重要分支。近几年,这二种方法正在逐渐地被冶金设备设计者所重视。本文在介绍这二种方法的同时也例举了一些在冶金及其他工程分析中已经取得成功的实例。