电子散斑干涉与数字图像处理

论文摘要

散斑计量是近年来发展起来的一种新型的无损检测技术。散斑计量是将物面前方空间光波干涉形成的散斑记录下来,当物体运动或由于受力而变形时,这些随机分布的散斑也随之在空间按一定的规律运动,因此能用记录的散斑图分析物体的运动和变形。区别于传统的测量方法,散斑计量具有实时、非接触和全场等优点,被广泛应用于振动、位移、应变和医学诊断等各方面的测量中。本文对电子散斑干涉技术及数字图像处理方法进行了研究,并根据LabVIEW与MATLAB这两种软件各自的特点,采用LabVIEW与MATLAB混合编程,设计了电子散斑图像处理系统,在LabVIEW环境下进行图像采集,并通过MATLAB Script节点调用MATLAB的图像滤波程序和相位计算程序,实现图像处理。最后将处理后的结果通过LabVIEW所编写的窗口显示出来。本文的主要研究工作包括:(1)基于LabVIEW与MATLAB软件,建立电子散斑图像处理系统,实现图像的采集和处理;(2)对空域和频域的滤波技术进行了研究,采用中值和余弦滤波方法处理电子散斑图像。(3)研究相位测量技术,采用相移技术测量物体连续位移分布。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 散斑计量技术
• 1.2 本文研究意义和主要工作
• 第二章 散斑计量原理
• 2.1 散斑特性
• 2.2 散斑干涉
• 2.2.1 单光束散斑干涉技术
• 2.2.2 双光束散斑干涉技术
• 2.2.3 散斑剪切干涉技术
• 2.2.4 电子散斑干涉
• 2.3 本章小结
• 第三章 电子散斑图像处理系统
• 3.1 虚拟仪器技术
• 3.1.1 虚拟仪器的硬件
• 3.1.2 虚拟仪器的软件
• 3.2 系统软件选择及简介
• 3.2.1 LabVIEW 简介
• 3.2.2 MATLAB 简介
• 3.3 系统硬件选择及简介
• 3.3.1 摄相机的选择
• 3.3.2 激光器的选择
• 3.3.3 其他光学器件及夹具的选择
• 3.4 系统设计
• 3.4.1 图像采集模块设计
• 3.4.1.1 图像采集模块硬件部分
• 3.4.1.2 图像采集模块软件部分
• 3.4.1.3 图像采集过程
• 3.4.1.4 灰度图像调色板设置
• 3.4.2 图像处理及显示模块
• 3.4.2.1 LabVIEW 与MATLAB 之间图像参数的传递
• 3.4.2.2 散斑图像的处理及显示
• 3.5 本章小结
• 第四章 电子散斑图像滤波技术
• 4.1 空域滤波方法
• 4.1.1 均值滤波
• 4.1.2 中值滤波
• 4.2 频域滤波方法
• 4.2.1 傅立叶变换滤波
• 4.2.2 余弦变换滤波
• 4.3 迭代滤波方法
• 4.4 滤波的比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 电子散斑相位测量技术
• 5.1 相移装置
• 5.2 相移电子散斑测量实验
• 5.3 不同平均窗口和平均次数对包裹相位的影响
• 5.4 相位解包裹
• 5.5 位移计算
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文