基于CCD的4f光学系统光斑图像处理的研究

摘要

光学技术高速发展的今天，测量物质非线性的方法已呈现多样化。不论哪种方法其目的都是为了更好的从大量材料中选出理想的材料。其中并联双4f相干技术以自身的光路简单、灵敏度高、性能稳定、单脉冲测量、对光束空间质量和能量浮动要求不高等优点被广泛应用在材料非线性光学特性的测量中。本课题主要是对光斑图像处理系统进行的研究，光斑图像是基于4f光学系统CCD(ChargedCoupled Device)图像传感器采集得到的。光斑图像系统的研究可以使测量结果更直观、更清晰，更便于人们观察。
　　本课题在研究光斑图像处理的算法中，主要对光斑图像进行了校正、去噪和特征提取。图像校正主要是对光斑的几何位置进行校正。在光斑图像去噪中采用的是多幅光斑图像平均去噪的方法。这种方法保护了原始信息不被破坏，同时有效的去除噪声。特征提取则是采用两种不同的方法，自动迭代阈值法和手动提取法，这两种方法满足了研究人员不同的需求。最后将对光斑各部分的处理算法集成到一个GUI(Graphical User Interface)图形用户界面上。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．2 4f光学非线性测量技术的发展

1．3 光斑图像处理系统的发展

1．4 论文整体框架

第2章 光学系统部分

2．1 相位4f相干成像技术

2．1．1 相衬原理

2．1．2 4f相干成像原理

2．2 并联式双4f相干成像系统

2．3 光学系统搭建

2．4 本章小结

第3章 系统硬件部分

3．1 CCD芯片选型

3．2 控制器芯片选型

3．3 本章小结

第4章 光斑图像处理

4．1 光斑图像几何校正

4．1．1 光斑边缘检测

4．1．2 光斑图像质心的确定

4．1．3 光斑图像校正

4．2 光斑图像去噪

4．2．1 多幅图像平均去噪

4．2．2 多幅图像去噪平均算法的实现

4．2．3 实验结果对比分析

4．3 光斑图像目标区域识别

4．3．1 自动迭代阈值识别

4．3．2 手动目标区域识别

4．3．3 识别结果分析

4．4 本章小结

第5章 GUI图形用户界面设计

5．1 GUI简介

5．1．1 MATLAB GUI介绍

5．1．2 GUI设计流程

5．1．3 GUI的设计原则

5．2 MATLAB中GUI开发环境

5．2．1 GUI编辑界面和设计工具

5．2．2 句柄图形对象

5．2．3 回调函数

5．3 光斑图像处理系统的设计

5．3．1 系统整体框架的设计

5．3．2 系统界面与功能

5．3．3 设计结果分析

5．4 本章小结

总结

参考文献

致谢

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