散斑干涉信息提取技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、電子散斑干涉測量技術(shù)(Electronic speckle pattern interferometry，簡稱ESPI)是一種全場非破壞性光學(xué)測量技術(shù)，廣泛應(yīng)用于粗糙表面的變形測量和無損檢測。在應(yīng)用該技術(shù)時，準(zhǔn)確提取相位，對物體的位移、應(yīng)變、振動等測量具有重要意義。目前最常用的相位提取方法是條紋中心線法和相移法，后者多用于靜態(tài)測量，因其能夠得到全場相位信息而備受關(guān)注。
　　 在利用條紋中心線法提取相位時，由于較強(qiáng)顆粒噪聲的影響，

2、條紋的可見度和分辨率很差，無法正確讀取條紋信息，因此濾除條紋圖中的噪聲是正確判讀條紋信息的關(guān)鍵。本文利用偏微分方程濾波方法和變分法濾除散斑噪聲，深入研究了各種偏微分方程濾波模型和變分濾波模型對散斑干涉條紋圖的濾波效果，分析各種模型濾波性能優(yōu)劣的原因，在此基礎(chǔ)上，提出基于條紋特征的、濾波性能更佳的偏微分方程濾波方法。對濾波后的條紋圖進(jìn)一步采取二值化、骨架線提取、條紋級數(shù)標(biāo)定、插值一系列操作，得到物體的三維相位信息。在相移相位測量技術(shù)中，本

3、文對相位圖的生成方式、包裹相位圖的濾波方法以及相位展開方法等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討和研究。
　　 由于電子散斑干涉測量技術(shù)具有實時顯示、靈敏度高、全場測量等優(yōu)點，該技術(shù)在工業(yè)無損檢測中得到廣泛的應(yīng)用。本文利用電子錯位散斑干涉方法，結(jié)合相移技術(shù)，搭建了一個小型化的錯位相移無損檢測系統(tǒng)，檢測輪胎氣泡缺陷。
　　 本文的創(chuàng)新性工作概括如下：
　　 (1)在散斑條紋圖的濾波方面，改進(jìn)了PM(Perona-Malik)變分濾波

4、模型和總變分濾波模型。
　　 (2)提出了兩個新的偏微分方程濾波模型：結(jié)合條紋的密度信息和其含有乘性噪聲的特點，提出一種同態(tài)偏微分方程濾波方法；結(jié)合條紋的方向信息，提出一種基于條紋等值線和法向曲線的各向異性濾波模型，濾波效果良好。
　　 (3)在相位提取技術(shù)方面，將基于熱傳導(dǎo)方程的MBO(Merriman-Bence-Osher)方法引入條紋圖二值化過程，并對其進(jìn)行改進(jìn)，二值化效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)閾值方法；改進(jìn)了最小二乘相位