基于数字全息的计算机再现和变形测量技术

来源 :上海大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feidog
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
数字全息技术是物体影像计算机再现和物体状态信息检测如变形测量的重要技术方法,它是传统全息技术的数字化版本,采用高分辨率的CCD实现全息图的数字化记录,利用计算机进行数字化处理。结合光电再现技术还可实现实际物体的空间三维影像再现。本文简介了全息术的发展历史及其基本应用,对数字全息技术和传统全息技术的特点进行了比较,说明了论文研究的目的和意义。 论文的工作重点是物信息的计算机再现和变形测量技术的研究,其基础是数字全息技术和数字全息干涉计量技术的基本原理,在再现方法和变形测量方法上与传统全息有所不同:采用数字化的计算机再现和变形测量。主要分为两类:单幅数字全息技术和相移数字全息技术。 对于全息图再现,物理光学上是一个衍射过程,在数学上有准确的描述:瑞利—索莫菲尔德衍射公式。在计算机中可以基于该公式实现数字再现过程。为了便于利用该公式量化计算,有多种计算算法,主要有:菲涅尔近似法和卷积处理法。文中介绍了这些算法,并对在此基础上的一些衍生算法进行了总结,指出了它们的优缺点。对于相移数字全息技术的再现则包括求解全息面上物光波分布和物面上物体影像再现,其再现方法有:反变换方法和傅里叶变换法。本文详细描述了数字全息再现中再现图像的误差抑制和像质处理问题如:确定再现距离、消除中间亮斑、提高分辨率和对比度以及抑制相移误差等。作者结合国内外已有研究和自己的思考,提出了改进空间滤波法、CCD移位成像和边缘检测等图像处理方法以及改进相移算法,为最终获得较高精度再现图像打下了坚实的理论基础。 数字全息能够直接计算物波的光强信息和位相信息并分别量化表示,这对于物信息的变形测量来说是个很大的革新:利用数字全息技术,不必先获得叠加干涉条纹、通过判读条纹图获取变形信息,而是直接计算变形前后物波位相信息之差,获得表征物体变形量的解包裹位相差分布图。本文分别利用单幅和相移数字全息变形测量技术对高精度的物信息进行了变形测量。 针对变形测量动态实时处理的应用要求,本文编制了计算机自动控制PZT实现多步相移和相移量计算以及数字全息图实时采集和自动采集、存储及显示的软件,为课题的进一步工作提供了有益的工具。 论文在上述理论工作的基础上,搭建了实验平台,进行了实验工作。测量对象是硬币的表面图案。进行的实验包括:利用菲涅耳近似法进行单幅再现;利用双曝光法变形测量;利用相移数字全息技术获得全息面上物信息、利用反变换法再现;利用“4+4”、“2+2”等算法进行变形测量以及单幅再现和相移再现时的误差抑制、图像处理等实验。 最后,本文对全文工作进行了总结,提出了下一步工作的建议和设想。
其他文献
我国已自主设计并建造了世界先进的深水半潜式钻井平台,随之而来的是深水浮式生产平台的相关设计研究,TLP和 Spar平台已经在浮式生产领域发展多年并已日趋成熟但仍存在缺陷。为
本论文主要介绍了连铸钢包到中间包的下渣检测方法。在对国内外下渣检测技术的广泛调研和总结的基础上,提出了基于水口操纵臂振动信号监测,BP神经网络模式识别的下渣检测判断方
1998年,科学家通过超新星红移和亮度的变化,明确无误地证明,宇宙不仅在膨胀,而且在加速膨胀.因此,一定有一种神秘的力量在与万有引力抗衡.美国理论物理学家迈克尔·特纳从“
潜艇的最大特点就是机动性和隐身性,并由此决定了其在海战中的突袭优势和威慑作用,可见潜艇良好的声隐身性能是保证其战斗力的关键所在。结构的振动和声辐射对潜艇的隐身性有着
当代示波器的发展日新月异、面貌焕然一新。由于数字技术的采用,使得示波器不仅仅是传统的波形图形显示工具,而是成为集显示、测量、运算、分析、记录等各种功能为一体的智能化测量仪器。本课题属于“500MHz 随机取样宽带数字示波器”的研制的一部分,该示波器的实时取样速率为500Msps,具有数据存储、波形参数自动测量、信号分析、超前/滞后捕获、自动设置、自动校正等能力,其中信号分析能力是在测量中很重要的能
我画草原的马和水草。这一物一景使我爱至血液、沁极心腑。我的祖先铁马金戈、游牧草原虽已远去,但依稀尚存的灵魂,却生生不息。蒙古民族为马背民族,“歌是翅膀,马是便当”。
本课题研究了“海底管道内爬行器及其检测技术”。主要用于海底输油管道管壁的缺陷检测。本文首先介绍了匹配滤波的原理,由于超声检测信号中带有大量噪声信号,而这些噪声信号的
海洋工程作业安全模拟系统是国内首套针对海洋工程领域相关的设计、建造、安装、水下作业及应急维修等作业板块构建的大型复杂作业仿真系统,用于作业方案预演评估和作业人员
磁性目标探测技术属于无源被动探测,因其隐蔽性强、抗干扰能力强和适用范围广等特点,在航空反潜、弹药引信和排雷排爆等领域具有十分广阔的应用前景。无线传感器网络作为目前
随着现代化科技水平的不断提高,在超精加工、材料科学、生物制药等领域都迫切需要大量程、纳米级精度的计量设备。本文提出了一种基于3×3耦合器的小型化光栅干涉式位移测量方