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《天津大学》 2009年
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散斑干涉信息提取技术及其应用研究

张芳  
【摘要】: 电子散斑干涉测量技术(Electronic speckle pattern interferometry,简称ESPI)是一种全场非破坏性光学测量技术,广泛应用于粗糙表面的变形测量和无损检测。在应用该技术时,准确提取相位,对物体的位移、应变、振动等测量具有重要意义。目前最常用的相位提取方法是条纹中心线法和相移法,后者多用于静态测量,因其能够得到全场相位信息而备受关注。 在利用条纹中心线法提取相位时,由于较强颗粒噪声的影响,条纹的可见度和分辨率很差,无法正确读取条纹信息,因此滤除条纹图中的噪声是正确判读条纹信息的关键。本文利用偏微分方程滤波方法和变分法滤除散斑噪声,深入研究了各种偏微分方程滤波模型和变分滤波模型对散斑干涉条纹图的滤波效果,分析各种模型滤波性能优劣的原因,在此基础上,提出基于条纹特征的、滤波性能更佳的偏微分方程滤波方法。对滤波后的条纹图进一步采取二值化、骨架线提取、条纹级数标定、插值一系列操作,得到物体的三维相位信息。在相移相位测量技术中,本文对相位图的生成方式、包裹相位图的滤波方法以及相位展开方法等关键技术进行了探讨和研究。 由于电子散斑干涉测量技术具有实时显示、灵敏度高、全场测量等优点,该技术在工业无损检测中得到广泛的应用。本文利用电子错位散斑干涉方法,结合相移技术,搭建了一个小型化的错位相移无损检测系统,检测轮胎气泡缺陷。 本文的创新性工作概括如下: (1)在散斑条纹图的滤波方面,改进了PM(Perona-Malik)变分滤波模型和总变分滤波模型。 (2)提出了两个新的偏微分方程滤波模型:结合条纹的密度信息和其含有乘性噪声的特点,提出一种同态偏微分方程滤波方法;结合条纹的方向信息,提出一种基于条纹等值线和法向曲线的各向异性滤波模型,滤波效果良好。 (3)在相位提取技术方面,将基于热传导方程的MBO(Merriman-Bence-Osher)方法引入条纹图二值化过程,并对其进行改进,二值化效果明显优于传统阈值方法;改进了最小二乘相位展开方法,提高了相位展开精度。 (4)搭建了一个小型化的错位散斑相移轮胎气泡缺陷检测系统。对系统进行了总体设计,并获取了轮胎缺陷图片。系统可脱离防震台检测,切实可行。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级参考文献】
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【相似文献】
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 本报记者 敖蓉 复旦大学教授 谷超豪;科研育人两无私[N];经济日报;2010年
4 李大庆;华罗庚陈省身钟家庆三大数学奖揭晓[N];科技日报;2007年
5 杨健;四位数学家分获华罗庚数学奖、陈省身数学奖[N];人民日报;2007年
6 王珍;失败是常态成功是偶然[N];第一财经日报;2006年
7 本报记者 程晖;“真正的数学没有技巧”[N];中国经济导报;2008年
8 记者 吴晶晶 顾瑞珍;谷超豪孙家栋获国家最高科技奖[N];人民日报海外版;2010年
9 本报记者 沈祖芸;在数学世界追求人生快乐[N];中国教育报;2002年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 万洪林;基于方向的图像变换和滤波方法及其应用的研究[D];山东大学;2008年
5 胡而已;运动物体三维形貌测量方法与实验系统研究[D];华中科技大学;2009年
6 杨夏;ESPI与InSAR干涉条纹图的自适应等值线窗口处理方法[D];国防科学技术大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 蔡国雷;基于各向异性扩散的纹理图像分割方法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
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4 辛巧;高斯曲率加权的全变分图像恢复模型[D];新疆大学;2007年
5 王博;含信用风险的障碍期权的定价[D];华中科技大学;2007年
6 白莹琦;基于水平集的图像编码方法的研究[D];西北大学;2009年
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