基于MATLAB的球面干涉仪图像处理系统设计.pdf

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1、第35卷第1期2013年2月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．35，No．1February，2013文章编号：1005—5630(2013)01—0065—05基于MATLAB的球面干涉仪图像处理系统设计兰明强，林健，王敏，詹明媚(福建师范大学物理与光电信息科技学院医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建福州350007)摘要：采用泰曼一格林干涉原理设计研制了一种非接触在线球面干涉仪，该干涉仪中的CCD摄像头可产生分辨率比较高的干涉条纹图像。重点介绍了用MATLAB图像处理软件对该干涉条纹图像进行数字化处理的基本方法，通过对干

2、涉条纹图像进行预处理、提取骨架，最后用Zernike多项式拟合出被检球面的波面函数，计算出PV和RMS。通过MATLAB编程实现了对该球面干涉仪检测信号的自动化处理。关键词：泰曼一格林球面干涉仪；干涉条纹图像；Zernike多项式；PV；RMS；自动化处理中图分类号：TH744．3文献标识码：Adoi：IO．3969／j．issn．1005—5630．2013．01．013Theimageprocessingsystemdesignofsphericalinterfc!rometerbasedonMATLABLANMingqiang，LINJia

3、n，WANGMin，ZHANMingmei(MOEKeyLaboratoryofOptoetectronicScienceandTechnologyforMedicine，SchoolofPhysicsandOptoelectronicsTechnology，FujianNormalUniversity，Fuzhou350007，China)Abstract：Akindofnon—contactonlinesphericalinterferometerhasbeendesignedanddevelopedwithTwyman-Greeninter

4、ferometryprincipleinthelaboratory．TheCCDcamera1ensinthisinterferometercanproducerelativelyhighresolutionimageoftheinterencefringe．ThispapermainlyfocusesonthebasicmethodforusingMATLABimageprocessingsoftwaretodigitizetheinterferencefringe，andthroughthepretreatmentofthisinterfer

5、encefringeandtheextractionoftheskeleton．finallythewavefontfunctionofthedetectedsphericalsurfacewasfittedbyadoptingtheZernikepolynomial；throughtheMATLABprogramming，theautomatedprocessingofthedetectionsignalofthissphericalinterferometerwasrealised．Keywords：Twyman-Greenspherical

6、interferometer；interferencefringe；Zernikepolynomial；PV；RMS；automatedprocessing引言*干涉仪以其高的测量精度在现代高科技中扮演着重要的角色，而且由于其非接触无损在线检测使其在光学镜片加工车间中更具有优越性。随着目前电子产品对光学元件需求的快速增长，光学零件的需求数量迅速提高，同时对产品的性能指标也有了更高更严格的要求，这就对干涉仪的自动化检测质量和速度提出了更高的要求。虽然目前很多国外进口的干涉仪的性能和技术可以满足这一需求，但由于国外干’收稿日期：2012—05—12基

7、金项目：福建省科技计划重点资助项目(2009H0020)作者简介：兰明强(1986一)，男，湖北十堰人，硕士研究生，主要从事光电信息处理方面的研究。·66光学仪器第35卷涉仪价格昂贵而促使许多光学冷加工企业迫切需要自主研发自动化程度相对较高的干涉仪，以实现既能降低生产成本又能提高生产效率的双赢经营理念。在干涉仪器中，干涉图像的采集和处理是其自动化检测的核心环节，直接决定着干涉仪性能的优劣。针对本实验室研制的干涉仪采集到的干涉图像用MATAB软件进行数字化的处理，最后用Zernike多项式拟合出被检球面的波面函数，通过MATLAB编程实现对该球面干

8、涉仪检测信号的自动化处理。1干涉仪的原理与结构非接触在线干涉仪是在泰曼一格林干涉(图1)的理论基础上研制而成，图2为实验室研制的干涉仪图