光干涉圖像的濾波和骨架化算法研究.pdf

1、隨著激光技術和計算機技術的快速發(fā)展，現代光學測量技術已經廣泛應用于微位移測量、波面復原及物體表面形貌重構等科研和和工程領域。與傳統(tǒng)的光學測量技術相比，現代光學測量技術有很多優(yōu)點，比如高精度、高靈敏度、數據處理靈活。因此，吸引了大量的實驗和理論研究，實驗研究主要體現在測試方法多種多樣，諸如激光全息干涉法、電子散斑干涉法、云紋干涉法等，雖然各種測量技術的具體方法有所差別，但現代光學測量技術總是通過光干涉圖像的形式表征測量場的物理屬性，對光干

2、涉圖像的數據處理模型和算法理論進行研究是現代光學測量技術中的必備環(huán)節(jié)。在本論文中，作者主要開展光測條紋的數據處理模型和算法研究，在圖像建模的基礎上，提出了幾種光干涉圖像的濾波算法和骨架化算法，并通過對具體干涉圖分析說明了算法的性能，主要研究工作概述如下：
　　提出了基于離散拓撲分析的干涉圖濾波算法。作者通過分析基于拓撲梯度濾波模型的原理和特性，發(fā)現該模型的濾波算法計算時間長、后續(xù)處理復雜?；诖耍髡呋谕負錆u進展開理論，將傳統(tǒng)拓

3、撲梯度濾波模型中按照像素擾動的思想轉換為根據像素邊界進行擾動的思想，將拓撲分析濾波的方法應用在干涉圖去噪問題上。數值實驗和實際干涉圖分析表明：該模型和算法可以應用于快速的干涉圖像濾波處理和噪聲不太大的干涉圖濾波處理。
　　提出了基于貝葉斯估計和復值馬爾科夫隨機場(Complex-valued Markov Random Field, CMRF)模型的包裹相位圖濾波算法。作者通過分析傳統(tǒng)的基于貝葉斯估計和CMRF濾波模型的特點，發(fā)現

4、其各向同性模型對條紋密集分布的包裹相位圖濾波時，在條紋密集分布處會出現模糊的現象。考慮到這一點，作者結合包裹相位圖的自身特征，基于貝葉斯估計濾波的原理和修改的CMRF模型，利用干涉數據中處理像素與其鄰域像素間的局部交互信息實現包裹相位圖的濾波，并通過數值實驗和實際干涉圖處理結果對算法的性能進行了分析。該算法既可以應用于噪聲污染嚴重和條紋密集分布的包裹相位圖濾波處理，也可以應用于條紋稀疏分布的包裹相位圖濾波處理。
　　提出了兩種基于

5、灰度圖像的干涉圖骨架化算法。首先，作者通過研究傳統(tǒng)峰值追蹤法(Peaking Tracking Method, PTM)的特點，提出了改進的PTM，該算法初衷是以圓形干涉條紋的初始骨架點探測為分析目標，但也可以用于條紋復雜分布的干涉圖骨架點探測。其次，提出了基于定位梯度矢量流場(Gradient Vector Flow Fields, GVF)模型的干涉圖骨架化算法，干涉條紋的方位角作為了一個有力的援助工具輔助骨架線的探測，實驗表明：該