电子散斑干涉术图像处理方法研究

摘要

电子散斑干涉测量技术是一种对粗糙表面进行无损检测的技术，其以全场实时、高精度、高灵敏度、抗干扰性强等优点，被广泛用于测量应变、位移、振动、内部损伤等等。为提取到相应的待测量，必须从采集到的条纹图中提取相位图，但是条纹图中大量的噪声严重影响了相位图的正确提取，因而，对条纹图进行有效的滤波处理就成为电子散斑干涉术的重要研究工作。
　　 本文在详细分析了现有各种滤波算法的基础上，提出了两种创新滤波算法：改进旋滤波、波原子阈值算法与改进旋滤波的结合算法。对模拟和真实条纹图的滤波结果表明，本文提出的两种创新算法均取得了很好的效果。改进旋滤波运用模糊方向窗口的思想，在利用条纹方向性进行有效滤波的同时，避免精确求取条纹方向带来的算法复杂度和不稳定性的增加。波原子阈值算法与改进旋滤波的结合算法，在对图像运用保守阈值的波原子阈值滤波后，结合一次改进旋滤波，在达到完全滤波又不损害条纹细节的同时，较多次迭代的改进旋滤波缩短了时间，而且该结合算法参数少，参数选取范围较大，易调试，具有较高的实用价值。
　　 为了进一步验证滤波算法的有效性，对滤波后的条纹图运用四步相移法和最小二乘解包裹算法，得到滤波后的相位场，对相位场的分析表明，本文的波原子阈值算法与改进旋滤波的结合算法得到的相位场拥有最高的平滑度和最大的相位场峰值，验证了该结合算法同时具备优秀的滤波和细节保护能力。最后，经过相应的运算和积分，得到具有正确的数量级和与实际相符的位移分布，验证了本文对ESPI条纹图滤波、相位提取和解包裹三个处理过程的正确性。