粒子場全息圖的再現(xiàn)和圖像處理技術(shù)研究.pdf

1、在粒子場全息測量系統(tǒng)中，全息再現(xiàn)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)主要負(fù)責(zé)全息圖的再現(xiàn)和再現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理以獲得粒子場的尺寸分布、位置、粒子數(shù)及粒子速度等信息。本文圍繞這一目的，開展了深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究，主要內(nèi)容如下：一、闡述了粒子場全息再現(xiàn)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究的目的和意義，綜述了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。理論上討論了全息照相和再現(xiàn)的基本理論，并提取了一些可用于再現(xiàn)圖像處理的基本圖像技術(shù)。 二、詳細(xì)討論了測量粒子場的同軸Fraunhofer全息再現(xiàn)系統(tǒng)組成和各部

2、分的技術(shù)參數(shù)，建立了一套分辨率小于3μm的全息再現(xiàn)系統(tǒng)。開發(fā)了再現(xiàn)數(shù)據(jù)采集軟件，并通過程序控制在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了粒子場全息再現(xiàn)圖的自動(dòng)再現(xiàn)和圖像采集。該系統(tǒng)已應(yīng)用于動(dòng)態(tài)粒子場的實(shí)驗(yàn)研究中，獲得了很好的再現(xiàn)結(jié)果。 三、研究了幾種圖像處理技術(shù)在全息再現(xiàn)圖像處理中的應(yīng)用情況，包括灰度拉伸、低通濾波、中值濾波、圖像相減等技術(shù)。設(shè)計(jì)了一種保持邊緣的低通濾波方法，并通過再現(xiàn)圖像減去背景圖像的方法去掉了由再現(xiàn)光路和CCD成像系統(tǒng)引入的加性噪聲。

3、 四、研究了基于邊緣檢測的圖像分割技術(shù)在再現(xiàn)圖像中的應(yīng)用情況，通過使用三種閾值計(jì)算方法并加入一個(gè)誤差校正參數(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)了一種自適應(yīng)閾值分割方法，在此基礎(chǔ)上引入?yún)^(qū)域生長方法對(duì)分割結(jié)果進(jìn)行重新分割，實(shí)現(xiàn)了再現(xiàn)圖像的自動(dòng)處理，解決了在圖像中同時(shí)有密度較大區(qū)域和密度較小區(qū)域的情況下的圖像分割問題。 五、采用將粒子用圓擬合的方法獲得直徑并與照相時(shí)預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)絲進(jìn)行比較，從而獲取粒子的物理尺寸，并提出了一種三維粒子場的統(tǒng)計(jì)和處理方法