基于正則化濾波和奇異值分解的條紋模式方向估計和濾波方法研究.pdf

1、由于光學干涉測量技術(shù)具有非接觸、高靈敏度和全場測量的特點，已經(jīng)被廣泛應用于科學研究和工程實踐中。在光學干涉成像過程中形成的條紋模式包含了被測物體形變前后的相位差，通過提取條紋模式的相位信息可以得到被測物體的測量信息。由于成像原理和外界環(huán)境等因素的影響，條紋模式受到嚴重的噪聲影響，給條紋模式相位信息的提取帶來了困難。雖然人們根據(jù)條紋模式的特殊性提出了許多用來消除噪聲的方法，但是仍然不能滿足工程實際對準確性的較高要求。條紋模式的濾波和相位提

2、取一直都是國際光學測量領(lǐng)域中研究的熱點與關(guān)鍵問題。
　　定向擴散方程濾波技術(shù)通過構(gòu)造沿著條紋切線和法線方向的不同擴散達到對于條紋模式的方向性濾波.本文利用定向擴散方程濾波技術(shù)的思想，在不同的條紋模式噪聲背景下，提出了更準確的條紋方向估計、更魯棒的導數(shù)計算和更合理的法線方向擴散方法，得到了更好的條紋模式濾波和方向估計結(jié)果。具體地說，本文在以下四個方面進行了創(chuàng)新性的研究工作。
　　1.正則化奇異值分解技術(shù)?；谔荻鹊姆椒ㄊ且环N經(jīng)

3、典的條紋方向估計技術(shù);基于特征向量的方法是相干增強擴散濾波技術(shù)中構(gòu)造擴散張量的關(guān)鍵步驟;迭代控制核回歸方法是一種利用自適應核函數(shù)進行圖像去噪的技術(shù)。本文綜合了這些先進技術(shù)，提出了一種估計條紋方向的正則化奇異值分解技術(shù)，得到了較好的方向估計結(jié)果。
　　2.基于正則化濾波的選擇性二階單向擴散方程濾波技術(shù)。選擇性二階單向擴散方程濾波技術(shù)通過直接對有噪條紋模式求導和估計條紋方向進行濾波。對于有噪的條紋模式，本文利用正則化濾波減少噪聲對條紋

4、模式的影響，構(gòu)造了更魯棒的一階和二階偏導數(shù)估計，得到了較好的濾波效果。
　　3.基于正則化奇異值分解的定向擴散濾波技術(shù)。本文利用所提出的正則化奇異值分解技術(shù)得到條紋方向估計，構(gòu)造沿著更準確的條紋方向的定向擴散，得到了較好的濾波效果。
　　4.基于正則化奇異值分解和法向擴散的選擇性二階雙向擴散濾波技術(shù)。本文利用選擇性二階單向擴散濾波技術(shù)構(gòu)造沿著正則化奇異值分解技術(shù)估計的條紋方向的主要擴散，同時利用相干增強擴散濾波構(gòu)造沿著條紋法

5、線方向的輔助擴散，提出了雙向擴散濾波技術(shù)，在不同條紋密度區(qū)域都得到了較好的濾波效果。
　　利用本文所提出的先進方法對于電子散斑干涉技術(shù)獲得的條紋模式進行了大量的實驗，得到了魯棒的條紋方向估計，并在保持條紋重要信息的同時較好地濾除了噪聲，為之后的相位提取和精確測量奠定了基礎(chǔ)，具有重要的科學價值和實踐意義。
　　本論文的研究進一步加強了計算數(shù)學和信息科學的協(xié)同創(chuàng)新，深化并豐富了方向估計和圖像去噪技術(shù)的研究，可望進一步推廣到其它圖