加窗傅里叶变换在三维形貌测量中的应用

采用加窗傅里叶变换技术(GTGM)对变形光栅图像进行分析在窗口区域内提取基频,并随着窗口的移动进行叠加,有效地重构出全部的基频信息,改善了不同频谱的叠加现象,提高测量的精度.     

改进傅里叶变换轮廓术的测量算法研究

提出一种适用于更普遍情况的计算方法.推导了投影装置与成像装置双瞳不等高且双轴不共面时的条纹获取公式.推导出新的相位获取公式以及相位高度映射公式.使得系统可以在双瞳连线不平行参考面,且双光轴也不共面时进行正确的三维测量.与传统的傅里叶变换轮廓术(FTP)相比,该算法实验系统的搭建更容易,投影装置和成像装置的摆放位置町以随意移动以方便全场条纹的获取;与改进的傅里叶变换轮廓术(IFTP)相比,只需要对系统测量三个长度量,系统参量的获取更容易和准确,从而误差变小,测量结果更加接近真实.     

非轴对称型滤波器在傅里叶变换轮廓术中的应用

本文提出在傅里叶变换轮廓术中的一种新型滤波器-非轴对称型滤波器,其适用于物体表面形貌在频域的分布具有非轴对称性的情形.合理的使用非轴对称型滤波器可使测量结果保留更多的高频细节.     

傅里叶变换轮廓术中滤波窗方位选择研究

在傅里叶变换轮廓术频域滤波过程中通常采用不对称的汉宁窗滤波窗来提取基频信号,当投影呈二维变化的光栅条纹时,采用的滤波窗长短轴方向和载频方向不吻合,会导致被测物体的部分高频信息丢失,从而影响相位展开的难易程度和系统测量的精度。分析比较物体高度的分布与频谱的关系,通过旋转滤波窗使其短轴方向与载频方向一致,可以保留物体的高频信息,降低相位展开的复杂度,提高测量的精确度。计算机模拟和实物实验结果表明滤波窗旋转滤波可以避免相位展开在物体高度突变处的出错,有效地提高测量精度。     

傅里叶变换轮廓要中频谱泄漏的讨论

讨论了频谱泄漏对傅里叶变换轮廓术测量精度的影响.由于用傅里叶变换轮廓术进行三维面形测量时,测得的变形光场是空间有限函数,故离散傅里叶变换时先要进行周期拓展,如果拓展周期选择不当,拓展后的条纹将不连续,对之进行傅里叶变换会产生频谱泄漏.文章从理论上推导了拓展周期与变形结构光场频谱泄漏之间的关系.给出了由泄漏引起的视场边缘误差的计算模型和定量分析.提出采用条纹外插以减小泄漏误差的方法,计算机模拟及初步实验证实了该方法的有效性.     

傅里叶变换轮廓术中频谱泄漏的讨论

讨论了频谱泄漏对傅里叶变换轮廓术测量精度的影响。由于用傅里叶变换轮廓术进行三维面形测量时 ,测得的变形光场是空间有限函数 ,故离散傅里叶变换时先要进行周期拓展 ,如果拓展周期选择不当 ,拓展后的条纹将不连续 ,对之进行傅里叶变换会产生频谱泄漏。文章从理论上推导了拓展周期与变形结构光场频谱泄漏之间的关系 ,给出了由泄漏引起的视场边缘误差的计算模型和定量分析。提出采用条纹外插以减小泄漏误差的方法 ,计算机模拟及初步实验证实了该方法的有效性。     

基于傅里叶变换轮廓术方法的复杂物体三维面形测量

提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板，并按可靠度排序进行位相展开的新方法，该法用于傅里叶变换轮廓术中，可以兼顾所求位相精度和位相展开的可靠度，适合复杂物体面形的测量，给出了傅里叶变换轮廓术对复杂物体面形测量的应用实例。     

傅里叶变换轮廓术定标实验研究

基于傅里叶轮廓变换术,研究对三维相位图进行定标,即标定调制相位与高度的定量关系的方法.首先,推导实验用的高度与调制相位的定标公式;然后,使用周期为3个像素的光栅条纹,以高度问隔分别为50μm,1 mm,2 mm,5 mm进行定标实验,并应用定标公式对沿高度方向的包裹相位进行解包.     

CCD抽样对傅里叶变换轮廓术的影响

从傅里叶变换轮廓术(FTP)原理入手,分析了傅里叶变换过程中频谱的产生,给出了CCD像元信号强度及其经抽样后的变形条纹的表达式,得出了变形条纹的傅里叶频谱式,其频谱是原连续函数的频谱在频域内的无限重复,即"频谱岛"。频谱中除了基频外,还产生了二级、三级等的高级频谱。给出了抽样条件及满足抽样条件的方法:当抽样频率与光栅基频的比值m>4时可以恢复物体的面形,反之不能;减小抽样间隔可以使m>4。给出了实验结果:当m=2.0883时,物体面形没有恢复;当m=16.6667时,物体面形得到了恢复。实验结果证明了理论分析的正确性。     

基准光栅重构傅里叶变换轮廓术

应用傅里叶轮廓变换术进行三维形貌测量中,为了获得待测物体的高度相位信息,通常需要采集两幅图像.因此当光学系统发牛变动时,必须重新采集基准光栅图像,不利于快速测量.提出一种从变形光栅图像中获取基准光栅图像信息的测量方法.首先在变形光栅图像中记录基准光栅信息,然后通过傅里叶分析提取基准光栅频率信息,通过图像分析获得基准光栅相位信息,最后重构出一幅完整的基准光栅图像,实现三维物体形貌测量.实验结果验证了该方法的可行的.     

基于分数傅里叶变换的分数相关峰值特性

本文通过理论分析和计算机仿真研究了分数傅里叶变换的级次对分数相关峰值特性的影响并优化了分数相关的级次。结果表明分数相关输出在旁辩和峰值宽度方面与传统相关相比有了较大的改善,因而可以提高目标探测的灵敏性。     

基于微分法的新傅里叶测量轮廓术

在傅里叶测量轮廓术中,为了得到真实相位值,必须进行相位解包裹处理的繁锁过程,为此提出一种可以直接获得真实相位值的新算法.这种算法的原理是空域中的微分(一阶)等效于频域中乘以一个线性因子,由此得到相位微分与光强的关系,求出相位的微分值后将其积分就获得相位的真实值.计算机仿真显示该方法确实有效可行.     

Fourier变换光谱学退卷积技术的理论研究

介绍了Fourier变换光谱退卷积技术的原理,通过数学推导从理论上对退卷积光谱的特性进行了分析,分别讨论了退卷积技术的两个重要参量,即退卷积系数和切趾长度,对复原光谱的线宽和信噪比的影响,从而得到三个结论:1) 退卷积技术的分辨率增强能力在实际中由于受到噪音的限制而不能无限提高.2) 对于光谱中宽度不同的谱线,退卷积将导致它们之间的峰高比失真.3) 在选定退卷积系数和切趾长度以满足谱线形状和宽度的要求后,只有通过选择合适的切趾函数来满足信噪比的要求.研究还发现,退卷积过程相当于一个带通滤波器,其中高通滤波器是退卷积函数,低通滤波器是切趾函数,它们共同决定着退卷积技术的滤波特性.     

傅里叶变换光谱仪中的主要技术环节

本文总结了在研制傅里叶交换光谱仪(FTS)或成象傅里叶变换光谱仪(IFTS)时应当考虑的主要技术环节,包括仪器函数、光谱分辨率、扩展光源、动镜运动误差、噪音等效功率、信噪比等,并给出相应计算公式.     

快速富里叶变换算法的计算优化

对快速富里叶变换算法的计算进行了优化,介绍了计算优化的方法和计算效率,在各种计算机上进行计算对比,计算速度平均提高了7到10倍。     

干涉光谱仪动镜倾斜误差容限分析

本文从调制度和相位误差角度,系统分析了双光束干涉光谱仪中,当光束孔径为圆形和矩形时,动镜运动过程中发生倾斜的影响,讨论了动镜倾斜容限以及减小动镜倾斜误差的方法.     

广角傅里叶变换光谱术研究

由于采用视场补偿方法,使得傅里叶变换光谱术所允许的立体角更大。本文利用求解积分方程的方法,来对视场补偿的迈克尔逊干涉仪(广角干涉仪)进行光谱复原。     

近红外傅里叶变换拉曼光谱和基于拉曼的诊断系统在医学临床上的应用

本文讨论了近红外傅里叶变换拉曼光谱术在生物医学诊断上的应用,并介绍了一种适用于临床的基于拉曼的诊断系统。     

付里叶变换拉曼光谱及其应用

付里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)是近年来发展的新技术。本文介绍了其发展概况、结构、特点及其应用。