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測量領(lǐng)域的研究熱點之一,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)果的準確度,也是其主要的誤差來源。因此,實現(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算效率,提出了一種改進的費用函數(shù),即把相位質(zhì)量圖與殘差點圖結(jié)合求得的加權(quán)矩陣,充分考慮了殘差點和不同區(qū)域相位數(shù)據(jù)質(zhì)量對相位解包裹結(jié)果的影響。（3）仿真和實驗相結(jié)合,分析了基于改進費用矩陣的最小費用流相位解包裹算法的抗噪性能,驗證了基于改進費用矩陣的最小費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

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)字全息顯微測量應(yīng)用：(a)紅細胞形態(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 碩 士 學 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的相位變化規(guī)律，如圖 1-2 所示，紅色實線表示解包裹相位，藍色點劃線表示包裹相位。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行解包裹獲得真實相位，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 碩 士 學 位 論 文2 年最先對一維相位解包裹算法進行數(shù)學分析[16]，他提出了積分法，通過對包梯度求積分來實現(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)擴展到二維相位解包裹，列逐點算法。然而在實際測量時用行列逐點算法處理包裹相位會產(chǎn)生嚴重的，如圖 1-3 所示，故只適用于理想的包裹相位圖。

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3230512