数字显微全息中颗粒重建数值模拟

采用数值模拟方法研究了颗粒空间位置及间距对显微全息测量结果(颗粒位置和粒径)的影响,分别考察了颗粒在平行和垂直光轴方向上,电荷耦合元件(CCD)平面内不同间距和不同粒径情况下的颗粒重建结果,讨论了灰度阈值对颗粒识别的影响,并结合实验对实际拍摄得到的颗粒全息图进行重建分析.结果表明:在垂直光轴方向上,当记录距离分别为5、50、100μm时,可以识别出粒径均为1μm的双颗粒的最小间距分别对应为1、2、2μm;在平行光轴方向上,记录距离分别为5、50、100μm时,可以识别出粒径均为1μm的双颗粒的最小间距分别对应为2、8、16μm;在重建过程中,灰度阈值应设定为不小于0.5.     

基于小波变换的数字全息再现像质量提高方法

数字全息再现像中存在的散斑噪声严重影响了数字全息的应用,通过分析边缘检测方法和小波变换阈值去噪方法的原理,提出了一种基于边缘检测的小波变换散斑噪声去除方法。首先利用高斯-拉普拉斯算法获得边缘图像,进而通过Neyman-Pearson准则获得自适应阈值,并采用改进折中阈值函数对边缘图像和非边缘图像小波系数进行处理,将两者处理后的小波系数相加,并进行反变换得到处理后的图像。研究结果表明,该方法能够较好地在去除散斑噪声的同时保留图像细节。     

数字全息的研究进展

介绍了数字全息的基本概念和原理,以及在动态测量上的应用,分析了目前消除数字全息再现物体图像时零级光影响的常用方法,重点介绍了相移技术.为提高再现物体图像质量,还介绍了光学超分辨在数字全息中的应用.     

无透镜傅里叶变换数字全息记录与再现

为了有效的记录和再现物体的数字全息图,搭建了无透镜傅里叶变换数字全息装置.根据传统全息理论,分析了无透镜傅里叶变换数字全息的记录、再现原理和实验要点,并进行相应的数字图像处理.结果表明:采用无透镜傅里叶变换数字全息术可以很方便的显示物体的再现像,同时记录物体的振幅和相位信息.此法操作简单,尤其在微小物体的三维形貌测量上将有着非常重要的作用.     

基于CCD、EALCD的数字全息再现研究

提出一种新的数字全息再现方法,将电耦合器件CCD与电寻址液晶EALCD相结合用于数字全息的再现.不仅避免了传统的全息记录材料显影、定影等过程,也避免了材料非线性记录等缺点,并可以实现普通的数字全息较难实现的基于位相移法的三维测试.为了验证该方法的实用性.对CCD记录的傅立叶变换全息图和计算机生成的傅立叶变换全息图的再现进行了实验研究,实验结果表明,CCD与EALCD相结合,不但可以实现数字全息图的光学再现,而且可以实现全息图的实时再现,可应用于数字全息干涉测试.     

数字全息技术中图像再现方法

数字全息技术虽然在图像处理中采用了先进的数字化技术,但是由于其图像再现过程中受直透光和共轭图像的影响,导致其再现图像的质量较差。为了提高再现图像的精确度和清晰度,必须要采用各种方法实现对图像中噪声信号的去除。本文主要就数字全息技术中图像的再现方法以及图像质量提升方法进行了介绍,希望能够为数字全息技术中图像再现的处理提供可以参考的依据。     

数字全息显微中的自动聚焦

为实现快速、准确的自动聚焦,采用理论分析和实验验证相结合的方法,对显微数字全息自动聚焦所采用的数值重建算法、全息图零级谱滤除和聚焦评价函数等相关问题进行了研究。结果表明:菲涅耳变换重建算法完全可以用于数字全息自动聚焦中;全息图零级谱的滤除使得基于菲涅耳变换算法的自动聚焦过程无法实现;灰度方差函数、傅里叶频谱加权对数函数和标准偏差相关函数可以有效地用于显微数字全息数中的自动聚焦,其中傅里叶频谱对数函数计算时间最短,是首选的聚焦评价函数;利用再现像光场中部分区域作为聚焦判断依据,可以大大缩短自动聚焦时间。     

一种提高数字全息再现像质量的方法

针对数字全息中零级像和共轭像的存在影响数字再现像的质量这一问题 ,采用四步相移方法 ,对离轴数字全息图采用相加运算处理 ,能较好地去除零级像及共轭像 ,提高了信噪比 ,从而提高了再现像质量 .     

基于小波系数稀疏性的数字调制样式识别

采用小波变换提取信号突变点信息,根据归一化前后数字调制信号小波系数稀疏性的不同特点,提出两个稀疏度参数和一种利用信号稀疏特性的类间调制样式识别算法。仿真结果表明,在低信噪比时方法比传统小波变换方法具有更高的正确识别率,算法复杂度低,且不需要码元同步。     

数字全息关键技术研究

数字全息术开辟了全息术的新纪元,但实现数字全息术需解决许多关键技术。本文以CCD和EALCD为数字全息基本器件,从理论上和实验上研究实现数字全息的关键技术,即如何使光学系统满足时间相干度、空间相干度、空间带宽积、光束偏振度、条纹对比度、分辨率条件和物距条件,以达到高精度全息测试;并基于这些条件,设计了数字全息测试系统;应用该系统,实现了高清晰度数字全息再现。基于数字全息信息的数值特点,利用计算机技术,采用了Laplacian算子滤波,提高了干涉条纹的对比度,从而为提高测试精度提供了高对比度的干涉图。     

基于小波分析的声全息识别运动声源的方法

在声全息法识别运动声源理论的基础上,建立了基于小波变换消除多普勒效应的方法。给出了声全息法识别运动声源的理论模型,并对识别过程中的多普勒效应问题进行了分析,提出了相应的解决方法。实验结果表明:该方法能够准确识别运动声源,而且比传统方法更符合声源实际位置,有效地解决了原方法中需要预先已知声源的真实频率才能完全消除多普勒效应的缺点,提高了运动声源的识别精度和计算效率。     

密相气力输送煤粉颗粒速度静电互相关测量方法

介绍了静电传感器及相关法速度测量原理,并在内径为10mm的加压密相气力输送系统上,对相关速度测量系统进行了实验研究．结果表明：浓相气力输送不稳定性,导致颗粒相关速度测量值有较大的波动性;颗粒浓度在5．2％～14．1％,气体表观速度在0．5—7m／s时,系统的重复性优于10％．     

油气管道堵塞检测及定位技术研究

针对油气输送管道中的堵塞现象,提出利用管道堵塞前后两端压差的剧烈变化,以及利用管道两端压力的模拟值与实际测量值的差异来检测管道的堵塞,提出通过检测管道水力坡降曲线奇异点的方法确定油气管道的堵塞位置的原理和方法,通过采集管道两端运行参数,并建立管道运行的数学模型,对管道实施仿真,获得整条管线的水力坡降曲线,再应用小波变换对管道的水力坡降曲线进行奇异性检测,而管道水力坡降曲线的奇异点将对应管道的堵塞位置.该方法具有所需设备少,操作费用低,操作简单等优点,优于现有管道堵塞位置确定方法.     

Matlab与数字水印技术

基于数字水印技术对网络化数字媒体版权保护的重要性，将计算软件Matlab应用于水印技术，文中给出用这一软件完成小波域嵌入数字水印的示例，说明使用Matlab嵌入水印在图像变换、水印嵌入方法简洁、高效，避免了大量的编程运算．     

基于小波和傅立叶变换组合的数字图像水印算法

数字水印技术是实现版权保护的有效办法之一.为实现水印图像的嵌入,提出了一种基于二维离散小波与傅立叶变换组合的灰度图像数字水印算法.首先对原始图像进行离散小波变换,选择低频子带图像LL作为水印的添加区,再将LL区进行分块,并对每一个小块作离散傅立叶变换;对嵌入的水印图像做相应的分块置乱处理,而后根据人眼视觉系统的特点结合边缘分析将水印信息以不同的强度嵌入载体图像中,最后进行傅立叶和小波逆变换生成密图.实验结果表明,算法具有较好的鲁棒性和视觉效果.     

空间单层网壳结构损伤杆件位置识别试验

为解决空间钢结构震后常发生杆件损伤的位置识别问题,设计一个单层网壳结构试验模型,切断单个杆件模拟实际结构的杆件损伤,对该损伤杆件进行位置识别研究.首先,根据空间钢结构自由度多,模态密集等特点,基于小波包能量分析法处理频率密集信号的优势,应用单层钢网壳结构损伤前后两个监测阶段的加速度响应数据,建立抗噪性能和灵敏性较好的损伤杆件位置识别指标向量.再应用有限元软件ANSYS建立17组不同位置杆件损伤的数值分析模型,分别获得17组有限元模型损伤前后的加速度响应数据,通过小波包分析处理后将其损伤指标向量作为损伤识别样本库,再将具有单个杆件损伤试验结构的加速度响应数据处理后得到的损伤识别指标向量与损伤样本库中各杆件损伤位置的指标向量进行聚类分析,识别出实际结构杆件有可能的损伤位置.该方法能够快速识别出实际结构中损伤杆件可能损伤的区域位置,试验结果也验证了方法的可行性和有效性,为后续工程应用研究提供了理论和试验支持.     

Particle sizing in dense two-phase droplet systems by ultrasonic attenuation and velocity spectra

Size and size distribution of particles in particulate two-phase flow play an important role in a wide variety of industrial areas, while their measurement still remains a hard task till now. Ultrasonic wave as a mechanical vibration contains plenty of information about medium when it passes through. Thus the size distribution could be extracted from the measured ultrasonic attenuation and velocity spectra by means of well established models and data processing techniques. This paper contributes to the extraction of information of droplet size of a two-phase fat emulsion simultaneously from signals of broad-band ultrasonic attenuation and velocity spectra. According to the formulated single particle scattering model, the relationship between particle size distribution and ultrasonic spectrum is established. The sensitivities of ultrasonic spectra to the variation of particle size are illustrated. Distinguishing features for attenuation and velocity spectra are summarized. Demonstration calculations of inversion by optimum regularization factor method are carried out to yield the typical numerical results for discussion. Based on the proposed inversion algorithm and theoretical model, a fat emulsion sample with a volume fraction up to 20% is measured and analyzed. To validate the proposed ultrasonic spectrum particle sizing method, the results are compared to those obtained from optical measurement. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50706029, 50836003), and Shanghai Nanoscience & Technology Project (Grant No. 0852nm06700)     

A new method of choosing scales in wavelet transform for damping identification

A systematic study of the method of selecting scales in wavelet transform for damping identification in frequency domain was carried out. A method to select the scale with the modUlus at the maximum was developed by extending the range of scales. It is proved that using this method in small damping ratio and linear system, we can achieve better results in identification of the closely-spaced model.