射线检测图像的自适应多尺度积阈值降噪算法

针对射线检测图像的高噪声、低对比度、图像模糊等特点,提出了一种射线图像的自适应多尺度积阈值降噪算法,解决了常用射线检测图像降噪算法存在的降噪效果差、图像模糊、缺陷边缘和细节丢失等问题。该算法利用噪声估计、多尺度、积阈值、小波等方法对射线检测图像进行降噪处理,获得了高质量的降噪图像。以实际的工业焊缝射线检测图像为例,将所提算法与常用的小波降噪、中值滤波、维纳滤波、小波中值等算法进行降噪对比研究。试验结果表明,所提算法不仅具有优异的降噪性能,而且能够较好地保留缺陷图像边缘、细节等重要特征。     

数字全息相位解包裹方法的适用性分析

相位解包裹是数字全息测量中必不可少的一环,为了更好地应用数字全息测量技术,对常用的三种相位解包裹方法(基于离散余弦变换(DCT法)、四次快速傅里叶变换(4-FFT法)以及两次快速傅里叶变换(2-FFT法)的相位解包裹方法)的适用性进行分析和验证.首先从理论上,分别以三种方法成立的前提为依据,推导得出了三种方法基本公式各自成立的范围和精度,并指出这三种解包裹方法均不适用于解相位跳变大于π的包裹相位.通过peaks函数仿真模拟真实相位,进行包裹和解包裹运算.实验结果证明了当相位跳变小于π时,上述三种相位解包裹方法均适用,其中DCT法和4-FFT法精度较高, DCT法仅存在一个常数相位误差, 4-FFT法的均方差为1.3×10~(-16)rad, 2-FFT法的均方差为2.494 rad.反之,当相位跳变大于π时,上述三种方法均不适用,解包裹失败.总之,三种常用的解包裹方法中, DCT法可靠性更高,精度更高.该分析结果将为数字全息技术中相位解包裹技术发展提供理论支撑.     

基于Bezier拟合的射线检测焊缝缺陷指数和峰谷指数的计算

为了进一步论证Bezier拟合对射线检测中焊缝缺陷指数(DI)和峰谷指数(PVI)的重要性和影响特性,系统地分析了Bezier拟合的特点和作用、DI和PVI的定义及计算方法等,以实际的工业焊缝射线检测图像为例,开展了在不同方法下的拟合对比试验和不同缺陷下的DI和PVI计算对比试验。试验结果表明,采用Bezier拟合方法不仅可巧妙地滤除射线检测图像的噪声和局部波动,而且可准确地反映缺陷引起的局部畸变,使DI和PVI的计算更精准。     

预放大数字全息系统记录距离的设计

在数字全息显微术中,为了获得非重叠、高质量再现像,需要设置合理的记录距离。本文结合再现条件与记录条件进行较全面地分析设计,即在考虑采样定理、频谱分离条件之外,还研究了光学传递函数离散条件和再现像与放大像之间的尺寸关系,进而更精确地得到了预放大数字全息系统记录距离的设置方法。以USAF1951分辨率板为样本,分别以记录距离为50.50,134.20和140.30mm进行实验,结果表明,当记录距离不考虑放大像与再现像之间尺寸关系时,利用菲涅尔衍射法获得的再现像模糊;当记录距离考虑光学传递函数离散条件时,利用卷积法再现能获得清晰再现像;当记录距离同时满足再现条件和记录条件时,数值再现能获得高质量的再现像,且能分辨分辨率板的7.6组条纹,即横向分辨力达到2.19μm,进一步论证了所提需要考虑再现像与放大像之间的尺寸关系和光学传递函数离散条件来设计记录距离的方法更精确。通过理论推导和实验验证了所提的设计记录距离的方法较全面、给出的记录距离范围较合理,为数字全息显微术获得高质量的再现像提供了保障。     

数字全息显微再现像横纵向尺寸与放大倍数的关系

数字全息显微再现像是物体经过显微物镜之后放 大像的再现,因此,再现像和放大像 的纵向尺寸易被混淆,认为再现像与放大像的纵向尺寸相等。为了辨识再现像的纵向尺寸, 本文分析了数字全息显微再现像的横纵向尺寸与放大倍数的关系。首先根据光学衍射理论, 对再现像的横向尺寸与放大倍数的关系和纵向尺寸与放大倍数的关系进行了理论分析,得到 了数字全息显微再现像的横向尺寸与放大像相同,都被放大Mβ倍,而再现 像的纵向尺寸未 被放大。其次,以测量石英玻璃上刻蚀的圆孔为样本,调整样本与显微物镜的距离,以M β1= 20.29 ,Mβ2= 17.51 和Mβ3= 15.3 三种横向放大倍数进行了数字全息显微实验。 实验结果表明,三个再现像的纵向尺寸近似为570nm, 与被测物纵向尺寸相等,未受放大倍数的影 响。并且相应再现像和放大像的横向尺寸近似相等,最大差值约为0.58 μm。因此,本文从 理论和实验两方面证明了再现像的横向尺寸被放大了Mβ,而再现像的纵向 尺寸等于被测物 的纵向尺寸,不受放大倍数的影响,且可由被测物引入的光程差计算得到。本文的分析对比 为准确计算数字全息显微再现像的横纵向尺寸提供技术 支撑。