隆军 1,2蔡萍 1,2,*潘淑媛 1,2刘持越 1,2闫浩 1,2
作者单位
摘要
1 上海交通大学 电子信息与电气工程学院,上海 200240
2 上海智能诊疗仪器工程技术研究中心,上海 200240
在数字散斑干涉测量中,对于给定尺寸的CCD,很难在不影响形变测量横向分辨率的情况下扩大视野。针对该问题,提出了一种在不影响横向分辨率的情况下拼接多个子图像相位以扩大视野的方法。设计并搭建了一套多CCD实验装置来获取多个子图像。利用重叠区域解包裹后的相位图估计相邻子图像之间的相对位置并补偿相位偏差,实现正确的相位拼接。为了使用尽可能少的CCD获得尽可能大的视野,分析了重叠区域大小对拼接效果的影响。权衡视野和精度,重叠区域的最佳尺寸约为10%。所提方法在只使用两个CCD的条件下实现了视野从5.5 cm×4 cm扩大到10 cm×4 cm。拼接前后重叠区域的最大相对误差小于1%,证明了该方法的有效性。此外,还比较了所提方法与单CCD的形变测量均方根误差(RMSE)。结果表明,提出的方法具有与单CCD形变测量接近的测量精度。
数字散斑干涉 相位拼接 相位偏差 形变测量 多CCD Digital speckle pattern interferometry Phase stitching Phase errors Deformation measurement Multi-CCDs 
光子学报
2022, 51(4): 0412003
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Instrument and Science in Engineering, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2 Ngee Ann Polytechnic, Singapore 599489, Singapore
Aperture synthesis is an important approach to improve the lateral resolution of digital holography (DH) techniques. The limitation of the accuracy of registration positions between sub-holograms affects the quality of the synthesized image and even causes the failure of aperture synthesis. It is a major issue in aperture synthesis of DH. Currently intensity images are utilized to find the registration positions of sub-holograms in aperture synthesis. To improve the accuracy of registration positions, we proposed a method based on similarity calculations of the phase images between sub-holograms instead of intensity images. Furthermore, a quantitative indicator, degree of image distortion, was applied to evaluate the synthetic results. Experiments are performed and the results verify that the proposed phase-image-based method is better than the state-of-the-art intensity-image-based techniques in the estimation of registration positions and provides a better synthesized final three-dimensional shape image.
digital holography synthetic aperture registration position phase image 
Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 070501
作者单位
摘要
上海交通大学电子信息与电气工程学院, 上海 200240
数字全息测量具有准确度高、非接触和全场测量等优点。单波长数字全息测量主要适用于高度变化在微米级的连续性形貌物体,而基于双波长干涉技术的多波长数字全息技术可测量形貌更复杂、高度方向变化更陡峭的物体,大大扩展了数字全息计量技术的应用范围。近年来,多波长数字全息的研究发展有两个主要方向:一是与实际需求相适应的新的测量方式和/或光路;二是图像处理方面包括降噪、数值重建和相位畸变修正等的新技术新方法,使计算效率和测量准确度得到明显改善。
数字全息术 双波长技术 形貌测量 数字图像处理技术 
激光与光电子学进展
2020, 57(10): 100002
作者单位
摘要
1 上海交通大学 电子信息与电气工程学院, 上海 200240
2 南京理工大学 江苏省光谱成像与智能感知重点实验室, 江苏 南京 210094
对近年来数字全息及散斑干涉技术在形变与位移测量方面的主要技术发展及应用发展进行综述。由于数字全息测量具有准确性高、无损、全场和动态测量等优点, 成为形变和位移测量的重要技术之一。最近几年, 数字全息技术在形变测量领域的发展主要体现在如下几个方面。首先, 数字全息形变测量逐步由原来单一维度的形变测量转向多维度的形变测量。尤其是三维形变的同时测量是近年来本领域的研究重点。其次, 形貌形变联合测量的技术受到关注。实际应用中曲面物体常常存在。而曲面物体需要离面与面内形变的分析, 这需要获取曲面物体的形貌信息。针对这一需求, 学者们针对形貌形变的同时测量方法开展了研究。再次, 为了进一步扩大测量视场和深度范围, 对基于长波长及远距离的技术进行了探索。与此同时, 回顾了数字全息的形变测量技术在应用方面的进展。值得关注的是, 在应用方面, 数字全息技术从以前工程领域的形变测量向生物医学领域的形变测量发展, 测量数据用于生物医学领域疾病分析与研究。
数字全息 散斑干涉 形变测量 位移测量 digital holography digital speckle interferometry deformation measurement displacement measurement 
红外与激光工程
2019, 48(6): 0603010
Author Affiliations
Abstract
Department of Instrument, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
Digital speckle pattern interferometry (DSPI) is a high-precision deformation measurement technique for planar objects. However, for curved objects, the three-dimensional (3D) shape information is needed in order to obtain correct deformation measurement in DSPI. Thus, combined shape and deformation measurement techniques of DSPI have been proposed. However, the current techniques are either complex in setup or complicated in operation. Furthermore, the operations of some techniques are too slow for real-time measurement. In this work, we propose a DSPI technique for both 3D shape and out-of-plane deformation measurement. Compared with current techniques, the proposed technique is simple in both setup and operation and is capable of fast deformation measurement. Theoretical analysis and experiments are performed. For a cylinder surface with an arch height of 9 mm, the error of out-of-plane deformation measurement is less than 0.15 μm. The effectiveness of the proposed scheme is verified.
120.4570 Optical design of instruments 
Chinese Optics Letters
2018, 16(11): 111202

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