數(shù)字全息顯微測量技術(shù)以其良好的三維動態(tài)測量能力成為近年來光學(xué)測量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,而二維相位解包裹的好壞與否直接關(guān)系著數(shù)字全息顯微測量結(jié)果的準(zhǔn)確度,也是其主要的誤差來源。因此,實(shí)現(xiàn)精確而高效的相位解包裹是獲取高精度的數(shù)字全息顯微測量結(jié)果的前提。本學(xué)位論文圍繞數(shù)字全息顯微測量技術(shù)中的相位重建問題開展研究,主要內(nèi)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,以及獲得正確解包裹相位的前提條件,明確了相位解包裹誤差根源,歸納總結(jié)了減小誤差、提高相位解包裹精度的兩種思路,并介紹了檢測相位圖中殘差點(diǎn)和由相位圖生成質(zhì)量圖的方法。（2）通過分析相位解包裹的誤差來源和運(yùn)算效率,提出了一種改進(jìn)的費(fèi)用函數(shù),即把相位質(zhì)量圖與殘差點(diǎn)圖結(jié)合求得的加權(quán)矩陣,充分考慮了殘差點(diǎn)和不同區(qū)域相位數(shù)據(jù)質(zhì)量對相位解包裹結(jié)果的影響。（3）仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,分析了基于改進(jìn)費(fèi)用矩陣的最小費(fèi)用流相位解包裹算法的抗噪性能,驗(yàn)證了基于改進(jìn)費(fèi)用矩陣的最小費(fèi)用流相位解包裹算法在數(shù)字全息顯微測量中的優(yōu)越性,并明確了算法的適用范圍。 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)字全息顯微測量應(yīng)用：(a)紅細(xì)胞形態(tài)檢測；(b)微透鏡陣列檢測；(c)手表微齒輪表面檢測；(d)石墨薄膜變形檢測；(e)MEMS內(nèi)外平面檢測；(f)熱變形檢測（圖片來自LyncéeTec公司）

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文到( π,+π)之間[15]，出現(xiàn)了包裹現(xiàn)象，以致不能反映待測物體真實(shí)的相位變化規(guī)律，如圖 1-2 所示，紅色實(shí)線表示解包裹相位，藍(lán)色點(diǎn)劃線表示包裹相位。隨著數(shù)字全息顯微測量技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對于如何再現(xiàn)原始相位信息的問題，已形成了初步的理論體系，但要對被包裹的干涉相位進(jìn)行解包裹獲得真實(shí)相位，依然有許多問題有待解決。在利用數(shù)字全息顯微測量獲取物體的表面特征時，全息圖的相位信息對應(yīng)著物體的高度信息，與獲取物體振幅信息相比，提取相位信息顯得更加重要，可以說相位解包裹是實(shí)現(xiàn)數(shù)字全息三維重構(gòu)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。然而在實(shí)際的測量中，由于測量對象復(fù)雜多變，噪聲干擾、測量系統(tǒng)自身誤差等各種復(fù)雜因素的影響，高效精確地相位解包裹成為一個非常困難的問題。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文2 年最先對一維相位解包裹算法進(jìn)行數(shù)學(xué)分析[16]，他提出了積分法，通過對包梯度求積分來實(shí)現(xiàn)一維相位的解包裹，并指出相位解包裹誤差是由原始相位位差分超過 π 造成的。Takeda[17]以此作為理論基礎(chǔ)擴(kuò)展到二維相位解包裹，列逐點(diǎn)算法。然而在實(shí)際測量時用行列逐點(diǎn)算法處理包裹相位會產(chǎn)生嚴(yán)重的，如圖 1-3 所示，故只適用于理想的包裹相位圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]MEMS傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用綜述[J]. 郝旭歡,常博,郝旭麗.  無線互聯(lián)科技. 2016(03)
[2]一種結(jié)合多目標(biāo)免疫算法和線性規(guī)劃的雙行設(shè)備布局方法[J]. 左興權(quán),王春露,趙新超.  自動化學(xué)報. 2015(03)
[3]基于最小范數(shù)的四種相位解包裹算法比較[J]. 王華英,劉佐強(qiáng),廖薇,于夢杰,高亞飛.  中國激光. 2014(02)
[4]MEMS技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 谷雨.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2013(08)
[5]一種基于質(zhì)量指導(dǎo)的InSAR相位解纏快速實(shí)現(xiàn)方法[J]. 李芳芳,占毅,胡東輝,丁赤飚.  雷達(dá)學(xué)報. 2012(02)
[6]基于DCT算法的種子點(diǎn)相位解包算法[J]. 郭仁慧,李建欣,朱日宏.  光學(xué)學(xué)報. 2012(02)
[7]表面粗糙度的測量方法及參數(shù)的正確應(yīng)用[J]. 王昕歌.  上海計量測試. 2011(05)
[8]一種基于質(zhì)量引導(dǎo)和最小不連續(xù)合成的InSAR相位解纏算法[J]. 鐘何平,唐勁松,張森.  電子與信息學(xué)報. 2011(02)
[9]統(tǒng)計費(fèi)用網(wǎng)絡(luò)流相位解纏并行處理[J]. 王麗娟,蔣厚軍,達(dá)漢橋,廖明生.  武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2010(09)
[10]不同質(zhì)量圖在相位解纏算法中的比較分析[J]. 肖楓,伍吉倉,劉朝功,張磊.  大地測量與地球動力學(xué). 2010(02)

博士論文
[1]路徑跟蹤法相位解纏算法的研究[D]. 張會戰(zhàn).山東科技大學(xué) 2008

碩士論文
[1]鏡架三維輪廓的光學(xué)測量技術(shù)研究[D]. 陳小冬.浙江大學(xué) 2017
[2]粗糙表面微觀形貌的數(shù)字全息測量實(shí)驗(yàn)研究[D]. 薛蓉.南京理工大學(xué) 2015
[3]基于數(shù)字全息顯微術(shù)的三維表面形貌測量技術(shù)研究[D]. 游霧.華中科技大學(xué) 2012
[4]最小費(fèi)用流問題及其擴(kuò)展[D]. 王勤波.青島大學(xué) 2009



本文編號：3230512