基于改进最小费用流的相位解包裹研究
发布时间：2021-06-15 00:16
数字全息显微测量技术以其良好的三维动态测量能力成为近年来光学测量领域的研究热点之一,而二维相位解包裹的好坏与否直接关系着数字全息显微测量结果的准确度,也是其主要的误差来源。因此,实现精确而高效的相位解包裹是获取高精度的数字全息显微测量结果的前提。本学位论文围绕数字全息显微测量技术中的相位重建问题开展研究,主要内容包括:（1）研究了包裹相位的形成原因和相位解包裹的基本原理,以及获得正确解包裹相位的前提条件,明确了相位解包裹误差根源,归纳总结了减小误差、提高相位解包裹精度的两种思路,并介绍了检测相位图中残差点和由相位图生成质量图的方法。（2）通过分析相位解包裹的误差来源和运算效率,提出了一种改进的费用函数,即把相位质量图与残差点图结合求得的加权矩阵,充分考虑了残差点和不同区域相位数据质量对相位解包裹结果的影响。（3）仿真和实验相结合,分析了基于改进费用矩阵的最小费用流相位解包裹算法的抗噪性能,验证了基于改进费用矩阵的最小费用流相位解包裹算法在数字全息显微测量中的优越性,并明确了算法的适用范围。
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数字全息显微测量应用：(a)红细胞形态检测；(b)微透镜阵列检测；(c)手表微齿轮表面检测；(d)石墨薄膜变形检测；(e)MEMS内外平面检测；(f)热变形检测（图片来自LyncéeTec公司）
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文到( π,+π)之间[15]，出现了包裹现象，以致不能反映待测物体真实的相位变化规律，如图 1-2 所示，红色实线表示解包裹相位，蓝色点划线表示包裹相位。随着数字全息显微测量技术的广泛应用，对于如何再现原始相位信息的问题，已形成了初步的理论体系，但要对被包裹的干涉相位进行解包裹获得真实相位，依然有许多问题有待解决。在利用数字全息显微测量获取物体的表面特征时，全息图的相位信息对应着物体的高度信息，与获取物体振幅信息相比，提取相位信息显得更加重要，可以说相位解包裹是实现数字全息三维重构中的关键环节之一。然而在实际的测量中，由于测量对象复杂多变，噪声干扰、测量系统自身误差等各种复杂因素的影响，高效精确地相位解包裹成为一个非常困难的问题。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文2 年最先对一维相位解包裹算法进行数学分析[16]，他提出了积分法，通过对包梯度求积分来实现一维相位的解包裹，并指出相位解包裹误差是由原始相位位差分超过 π 造成的。Takeda[17]以此作为理论基础扩展到二维相位解包裹，列逐点算法。然而在实际测量时用行列逐点算法处理包裹相位会产生严重的，如图 1-3 所示，故只适用于理想的包裹相位图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS传感器的发展现状及应用综述[J]. 郝旭欢,常博,郝旭丽. 无线互联科技. 2016(03)
[2]一种结合多目标免疫算法和线性规划的双行设备布局方法[J]. 左兴权,王春露,赵新超. 自动化学报. 2015(03)
[3]基于最小范数的四种相位解包裹算法比较[J]. 王华英,刘佐强,廖薇,于梦杰,高亚飞. 中国激光. 2014(02)
[4]MEMS技术现状与发展前景[J]. 谷雨. 电子工业专用设备. 2013(08)
[5]一种基于质量指导的InSAR相位解缠快速实现方法[J]. 李芳芳,占毅,胡东辉,丁赤飚. 雷达学报. 2012(02)
[6]基于DCT算法的种子点相位解包算法[J]. 郭仁慧,李建欣,朱日宏. 光学学报. 2012(02)
[7]表面粗糙度的测量方法及参数的正确应用[J]. 王昕歌. 上海计量测试. 2011(05)
[8]一种基于质量引导和最小不连续合成的InSAR相位解缠算法[J]. 钟何平,唐劲松,张森. 电子与信息学报. 2011(02)
[9]统计费用网络流相位解缠并行处理[J]. 王丽娟,蒋厚军,达汉桥,廖明生. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(09)
[10]不同质量图在相位解缠算法中的比较分析[J]. 肖枫,伍吉仓,刘朝功,张磊. 大地测量与地球动力学. 2010(02)
博士论文
[1]路径跟踪法相位解缠算法的研究[D]. 张会战.山东科技大学 2008
硕士论文
[1]镜架三维轮廓的光学测量技术研究[D]. 陈小冬.浙江大学 2017
[2]粗糙表面微观形貌的数字全息测量实验研究[D]. 薛蓉.南京理工大学 2015
[3]基于数字全息显微术的三维表面形貌测量技术研究[D]. 游雾.华中科技大学 2012
[4]最小费用流问题及其扩展[D]. 王勤波.青岛大学 2009
本文编号：3230512
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数字全息显微测量应用：(a)红细胞形态检测；(b)微透镜阵列检测；(c)手表微齿轮表面检测；(d)石墨薄膜变形检测；(e)MEMS内外平面检测；(f)热变形检测（图片来自LyncéeTec公司）
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文到( π,+π)之间[15]，出现了包裹现象，以致不能反映待测物体真实的相位变化规律，如图 1-2 所示，红色实线表示解包裹相位，蓝色点划线表示包裹相位。随着数字全息显微测量技术的广泛应用，对于如何再现原始相位信息的问题，已形成了初步的理论体系，但要对被包裹的干涉相位进行解包裹获得真实相位，依然有许多问题有待解决。在利用数字全息显微测量获取物体的表面特征时，全息图的相位信息对应着物体的高度信息，与获取物体振幅信息相比，提取相位信息显得更加重要，可以说相位解包裹是实现数字全息三维重构中的关键环节之一。然而在实际的测量中，由于测量对象复杂多变，噪声干扰、测量系统自身误差等各种复杂因素的影响，高效精确地相位解包裹成为一个非常困难的问题。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文2 年最先对一维相位解包裹算法进行数学分析[16]，他提出了积分法，通过对包梯度求积分来实现一维相位的解包裹，并指出相位解包裹误差是由原始相位位差分超过 π 造成的。Takeda[17]以此作为理论基础扩展到二维相位解包裹，列逐点算法。然而在实际测量时用行列逐点算法处理包裹相位会产生严重的，如图 1-3 所示，故只适用于理想的包裹相位图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEMS传感器的发展现状及应用综述[J]. 郝旭欢,常博,郝旭丽. 无线互联科技. 2016(03)
[2]一种结合多目标免疫算法和线性规划的双行设备布局方法[J]. 左兴权,王春露,赵新超. 自动化学报. 2015(03)
[3]基于最小范数的四种相位解包裹算法比较[J]. 王华英,刘佐强,廖薇,于梦杰,高亚飞. 中国激光. 2014(02)
[4]MEMS技术现状与发展前景[J]. 谷雨. 电子工业专用设备. 2013(08)
[5]一种基于质量指导的InSAR相位解缠快速实现方法[J]. 李芳芳,占毅,胡东辉,丁赤飚. 雷达学报. 2012(02)
[6]基于DCT算法的种子点相位解包算法[J]. 郭仁慧,李建欣,朱日宏. 光学学报. 2012(02)
[7]表面粗糙度的测量方法及参数的正确应用[J]. 王昕歌. 上海计量测试. 2011(05)
[8]一种基于质量引导和最小不连续合成的InSAR相位解缠算法[J]. 钟何平,唐劲松,张森. 电子与信息学报. 2011(02)
[9]统计费用网络流相位解缠并行处理[J]. 王丽娟,蒋厚军,达汉桥,廖明生. 武汉大学学报(信息科学版). 2010(09)
[10]不同质量图在相位解缠算法中的比较分析[J]. 肖枫,伍吉仓,刘朝功,张磊. 大地测量与地球动力学. 2010(02)
博士论文
[1]路径跟踪法相位解缠算法的研究[D]. 张会战.山东科技大学 2008
硕士论文
[1]镜架三维轮廓的光学测量技术研究[D]. 陈小冬.浙江大学 2017
[2]粗糙表面微观形貌的数字全息测量实验研究[D]. 薛蓉.南京理工大学 2015
[3]基于数字全息显微术的三维表面形貌测量技术研究[D]. 游雾.华中科技大学 2012
[4]最小费用流问题及其扩展[D]. 王勤波.青岛大学 2009
本文编号：3230512
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3230512.html
