激光等离子体参量干涉测量图像的处理

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1、４击种成＊葦凸ＴＥＣＨＮＯＬＣＨ■ＮＡＵＮＩＥＡＮ０ＧＹＯＦＩＶＥＲＳＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＣｓｃＩＥＮＣＩ专业学位硕ｉ学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＬ－论支题目激光等离子体参量干渉測量图像的处理？＊专业学位类别’工程硕±‘学号２０１３２２１９Ｃ６３１—作者姓名化俊凯指导教师何衡湘妍究员■：－＇＇．－Ｈ？■＇Ｉ＇独创性声

2、明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师巧导下进行的研究了作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加臥标注和致谢的地方，也不包含为夕ｈ，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均在论文中作了明确的说明并表示谢意。〇／＾年衣月日日期；之巧作者签名：从＾论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文，的规定，有权保留并向國家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被査阅和借陶

3、。本人授权电子科技大学可封将学位论文的全、描印或巧部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印缩＇等、汇编位论文。复制手段保存学此规）论文在解密后应遵守定（保密的学位１签名：签师名：Ｍｙｒｕ导作者ｉ《＾月日日期：年分类号密级注1UDC学位论文激光等离子体参量干涉测量图像的处理（题名和副题名）丛俊凯（作者姓名）指导教师何衡湘研究员电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016年3月1日论文答辩日期2016年5月23日学位授予单位和日期电子科

4、技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ProcessingofLaserPlasmaParameterInterferogramAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:CongJunkaiSupervisor:Prof.HeHengxiangSchool:SchoolofAeronaut&Astronautics摘要摘要激光等离子体

5、参量干涉测量图像是用于对激光等离子体的物理参量进行光学检测的重要信息载体，是光学图像测量技术在等离子体诊断领域的一项重要的应用。对该类图像的处理，其实质是从图像中提取出能反映被测等离子体参数信息的相位信息，并最终由相位信息求解得到被测等离子体的相关物理参量。研究针对激光等离子体参量干涉测量图像有效的处理方法，对认识等离子体的物理特性与发展相关的测量技术都有着重要的意义。本文首先阐述了激光等离子体光学干涉测量的基本原理，并基于该原理对激光等离子体的干涉测量系统进行了描述与实现，用该系统采集到了用于后续处理的激光等离子体参量干涉测量图像。接着，本

6、文分别从图像的空域处理与频域处理两种思路对激光等离子体参量干涉测量图像的相位提取方法展开了重点研究。在基于空域处理的干涉图像相位提取的研究中，本文研究了该领域中经典的条纹偏移量法，依次实现了该方法所涉及的图像预处理、条纹二值化、条纹细化等各处理步骤，并针对条纹细化处理后可能出现的瑕疵设计了单像素细化条纹的修补方法，通过该方法成功从原始干涉图中提取到干涉条纹完整的偏移量信息与其相应的相位数值。在基于频域处理的干涉图相位提取的研究中，本文首先研究并实现了传统的基于傅里叶变换的相位提取法，考虑到该方法中的单幅干涉图像在提取相位的过程中对系统误差或相

7、位噪声较为敏感，本文在此方法的基础上研究了基于傅里叶变换与双干涉图的相位提取方法，以减少由噪声或系统误差带来的相位误差，提升提取相位的精度。由于基于频域处理的相位提取法所得相位结果均为非连续的缠绕相位，本文继而对相位解缠算法进行了研究，并分别实现了质量图引导法与最小二乘法这两种经典的相位解缠算法，针对这两种相位解缠算法面临在精度与相位连续性上无法兼顾的问题，本文提出了一种基于区域分割的质量图引导与数据拟合相结合的相位解缠方法，采取分治策略在保证精度的同时，有效改善解缠相位的连续性。最后，本文基于图像处理所得到的相位分布结果，完成了对相位分布数

8、据的Abel逆变换处理，求解出了实验采集的各干涉测量图像所对应的激光等离子体的电子密度的空间分布图。关键词：激光等离子体，干涉测量，图像处理，相位IABSTRACT