三维物体的相位重构

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1、华中科技大学硕士学位论文这些优点包括：(1)可以方便记录快速运动物体的瞬间状态，这是因为它的记录介质是光敏电子元件，省掉了复杂的湿处理过程，这样可以大大减少曝光和再现的时间；(2)[3]可移植性因为全息图在计算机中以数据形式存储而大大加强；(3)数字再现时可以方便的再现各个截面上的物波分布，而不用聚焦光学元件；(4)可以很方便的增强再现像的质量，因为可以通过计算机编程来去掉一些对再现像造成影响的因素，如噪声、各种像差等；(5)通过定量得到被记录物体的相位和振幅就可以将记录物体的表面形貌分布的信息

2、提取出来，进而就能很方便的处理各种测量。最近几年以来，伴随着人们在模式识别、图像处理、人工智能技术等各个领域中获得了很大的成功和光学、电子、计算机技术慢慢成熟，在投影条纹技术和工业化CCD[4]摄像机基础上的三维外形轮廓技术成为了国内外研究发展的重点和热点话题，它的特点是非接触和高速测量。因为它的测量精度高、检测速度快、数据处理容易自动化这些优点，使得它在各个行业和各个领域都有很强烈的需要，并且现在已经被广泛的运用了。在实物仿形、机器视觉、生物医学、工业设计和检测等领域里已大量运用了物体表面的三

3、维外形轮廓测量技术。同时，方便、高精度、经济实惠的三维外形轮廓测量方法在工业界的质量检验和加工控制方面都被急切需求，尤其是一些方便在工作现场使用的测量方法与设备，由于上述的需求，使得三维外形轮廓测量技术成为国内外的测量领域研究和实验力学的热点话题之一。1.2物体相位重构的发展状况在现代的光学测量中，有一个重要的后处理工作，那就是怎样从条纹图中提取各个点的待测物理量，这是因为在光学测量中初步的测量结果大多数都是通过条纹图的形式给出的，待测物体的信息通常是在条纹图中携带的。从条纹图像可以看出，不同图

4、像的灰度代表不同的条纹级数，条纹中的每一点都会有它对应的条纹级数值。传统上对条纹数据处理是以获取条纹中心线的方法为主的，也就是先用滤波的方法对条纹去掉噪声，接下来就是确定条纹的位置，可以用简单的数学图像处理如二值化和抽骨[5]架等方法，最后再计算条纹的级数，但是这种方法的精度只能达到1/10条，并且由2华中科技大学硕士学位论文于对噪声比较敏感，因此很难判断条纹的凹凸度，而且整个过程要有人工的参与。另外还要对条纹进行倍增处理当条纹比较稀疏时，不然会引起很大的误差，因为这样而很大程度上限制了它的运用

5、。近二十年来，很多学者都在研究为了让测量达到一定的高精度和自动检测的需求，是否能够通过条纹延伸出更小的测量单位来提升测量精度，也就是运用条纹图中的全部灰度信息来解析条纹，而不是只利用条纹的很小部分来解析条纹，当前普遍采用的[6]测量数据方法是使用测量条纹光波的相位分布来精确计算，也就是相位检测技术。光学测量技术是以条纹图当作测量结果，当它由原来的计算条纹的级数改成现在的计算条纹的相位时，正是现在的相位检测技术的测量原理，即是对条纹图中的全部灰度信息来分析。在七十年代的时候，相位检测技术的很多理论

6、根基就可以打好，但是因为计算机技术、图像处理技术和图像采集的限制而制约了它的发展，一直到八十年代初期，由于集成化的电子存储模块的出现，条纹图能够通过点阵的方式量化成数字量储存在计算机中，并且可以读出和写入，后来又随着计算机、图像处理、CCD固体成像器件的发展，相位检测技术的条纹图的光强信息可以通过CCD摄像机采集得到，同时用图像采集卡将条纹图量化成数字图像储存在计算机中，进而用计算机对它们进行计算，然后联合相位技术，最后获得我们所要求的相位信息，也就是说从原来的读条纹图发展成现在的计算机直接就得

7、到了最终的测量结果，这样也就很大程度的提升了使用的效率和性能并使得测量自动化，从而加快了相位检测技术的发展。和传统的光学测量技术相比较，相位检测技术有很多的优势：(1)由于不需要在干涉场中形成显然的条纹结构，这样就能够测量满足在整个被测范围内最大光程差不超过一个波长的条纹图；(2)因为是直接测量相位，所以在整个区域上相当于精度测量；(3)条纹图的光强信息是通过CCD摄像机采集的，然后通过数字图像处理技术直接获得相位，因而它具有较高的测量精度、很快的测量速度和很高的自动化程度；(4)传统的条纹跟踪

8、法有一个缺点，那就是一定要提前知道相位场的分布特征，但是相位检测方法却没有这个缺点。从相位检测技术面向大众以来就获得了广阔的运用，并且这种形势日渐加深，这些都是源于它有着其它测量方法没有的优点。相位检测技术是一种数字化新技术，它3华中科技大学硕士学位论文可以提升条纹测量的精度，它是在现代高科技成果的基础上发展起来的，那些成果包括视频技术、计算机技术、激光技术、电子技术、精密仪器及自动控制技术、信息和图像处理技术等。相位检测技术能经过计算能够精确的算出整个区域内各个像素点上的相位值，这样就能够很大