动态散斑相位的希尔伯特变换分析方法
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

(1.天津大学 天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术教育部 重点实验室,天津300072; 2.天津津航技术物理研究所,天津 300308)

作者简介:

李翔宇(1986-),男,辽宁省锦州市人,博士,主 要从事高速散斑干涉检测技术和光电图像处理方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61275009)、教育部博士点新教师基金(20110032120059)和天津市高等 学校科技发展基金(20130711)资助项目 (1.天津大学 天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术教育部重点实验室,天津300072; 2.天津津航技术物理研究所,天津 300308)


Phase analysis method based on Hilbert transform in dynamic speckle pattern interferometry
Author:
Affiliation:

(1.Key Laboratory of Opto-electronics Information Technology of the Ministry of Education,College of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China; 2.Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics,Tianjin 300308, China)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    为了精确地测量物体表面的动态形变过程,提出了 一种基于希尔伯特变换的相位分析方法。形变过程通过连续采集的散斑干涉图序列来记录和 分析,动态散斑的二维相位分布通过逐点希尔伯特变换和整幅 干涉图的相位展开相结合的方法获得。在时域中,将成像器件的各个像素点视为独立的探测 单元,得到了 包含形变信息的一维时域干涉信号,在去除干涉信号的背景强度之后,利用希尔伯特变换和 三角变换相结合 的方法提取相位差以避免干涉信号调制强度波动所带来的影响。在空域中,使用傅里叶相位 滤波器进行去 噪处理,并通过基于离散余弦变换(DCT)的相位展开得到连续相位分布场。对橡胶板的动态 形变进行了实时测量, 获得了不同形变时刻的相位分布图,其中单幅可分辨的最大条纹数为26,对应的形变测量最 大值为6.92μm。实验结果显示:本文方法计算简单,易于实现,适 用于动态散斑的相位分析。

    Abstract:

    To measure the dynamic deformation of the object accurately,a phase analysis method based on Hilbert trans form is proposed.A sequence of speckle interfograms is recorded throughout the e ntire process of out-of-plane deformation.The 2D phase distribution of the dynamic speckle pattern is acquired by temporal Hilbert transform and spatial phase unwrapping.In time domain,each pixe l of the image sensor probes the surface as an independent unit and the deformation information coded with th e time-intensity modulation is obtained.After the bias intensity is removed,the wrapped phase difference betwee n the initial and current states is directly determined by using Hilbert transform and triangular transform.In spac e domain,a Fourier phase filter is employed to obtain a low noisy phase map.And the continuous phase distribution is acquired by the phase unwrapping algorithm based on discrete cosine transform (DCT).Finally,the experi ment is carried out to study the dynamic deformation of a rubber plate.High quality 3D phase distribution maps w ith different fringe densities are obtained,which can represent different deformation states.Under the experimental conditions,the maximum number of fringes resolvable in one frame is 26,which indicates the largest measurable deformation in the experiment is 6.92μm.The experimental results demonstrate that this method simplifies the al gorithm,thus suitable for the real time detection of the dynamic deformation.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李翔宇,黄战华,张昊,朱猛,李秀明.动态散斑相位的希尔伯特变换分析方法[J].光电子激光,2015,26(6):1111~1117

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2015-02-20
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2015-07-08
  • 出版日期:
文章二维码