光学计算机层析术的困难在于不能得到足够的信息以完全确定探测目标。理论上,将先验知识融入层析术可以在一定程度上降低病态程度,而实际中场的一组孤立点的测量值是一种更为直接的可得信息。利用ART3算法对于含噪声、甚至部分缺失的投影数据具有很好的鲁棒性,并且能友好地融合来自其他测量系统的信息的特点,提出一种利用点测量信息的自适应方法,避免了对重建过程引入原本不存在的高频信息,以及在迭代过程中对预期的低频分量的过抑制,保证系统的稳定。并在数值模拟实验中进一步强调先验知识在光学计算机层析术中的应用。
光学计算机层析术 代数迭代法 先验信息融合。
在分析傅里叶相位展开法中存在的一阶频谱定位误差的基础上, 尤其针对实际工作中非严格均匀参考条纹干涉图的相位展开问题, 提出基于伽柏(Gabor)小波的局域匹配滤波方法, 构造多通道伽柏滤波器, 得到在Mallat极大模意义下的最佳匹配相位。 同时也较好地实现了噪声及遮挡物的去除。 通过对模拟的和真实的干涉图的波前重建, 证实本方法在处理非平行等间距参考条纹图象及畸变严重的干涉图时, 优于通常的傅里叶相位展开法。
伽柏变换 相位展开 干涉图分析 波前重建
阐述了由单张干涉图求取相位主值图像及最小二乘相位恢复。 推导出基于梯度拟合的泊松方程及其离散化形成后, 详细讨论了多重网格法对此方程求解的原理和过程。 结合路径无关与路径相关算法的优点, 设计了自适应最优路径法作为多重网格法的预处理, 改进迭代的初始条件, 提高了重建精度, 同时大大加快了收敛速度。 实验结果证明改进的多重网格法对含遮挡物的干涉图能获得很好的波前重建效果。
相位展开 波前重建 干涉层析术 多重网格法 流场
提出了采用傅里叶分析和改进的多重网格法恢复多方向干涉波前的技术,得到待测场在不同方向上的二维投影数据,从而实现了任意截面的场重建,即真正的三维重建。并实验利用了一种旋转F-P干涉仪,实时捕获非对称温度场的多方向干涉图,并给出由这些二维投影重建三维分布的结果,证明此采集、处理及重建方法是行之有效的。
相位展开 波前重建 三维再现 干涉层析术
热流场的层析图是一些以条纹为主要特征的流场信息记录。条纹分析无论对干涉层析术还是对莫尔层析术都是极为关键的步骤。如何从各种噪声尤其是强烈的不均匀背景光噪声中提取清晰完整的条纹是热流场层析图预处理的主要问题。本文从热流场层析图的特征入手,修正灰度直方图重心,引入可提取概率作为区分噪声和信号的判据,将灰度图像依据由图像性质决定的投影函数投影到概率平面上,进行迭代以增强信号,衰减噪声。事实证明,本文所提出的方法对热流场层析图的预处理是行之有效的。
光学层析 热流场 图像处理
提出用傅里叶变换进行干涉图相位展开(Phase Unwrapping)的办法直接恢复变形波面,从而可以提取轴向任意截面上的投影数据,实现真正意义上的三维层析。模拟温度场实验证明基于相位展开的投影数据提取方法能够更好地完成层析计算。
相位展开 光学层析 流场
