莫尔条纹特性检测及其图像处理

摘要

光栅莫尔条纹现象作为光学测量技术的核心理论之一，现已在微位移测量、角度测量、物体缺陷检测和物体三维形貌检测等领域得到了广泛的应用。但目前缺乏专门研究光栅莫尔条纹特性的仪器，为此，本课题研究设计了一种新型的莫尔条纹特性测试仪。该仪器结构完全开放，条纹现象肉眼可见，可实现对光栅莫尔条纹特性的准确检测。
　　 论文中详细介绍了莫尔条纹原理、仪器的独特机械结构、简易而科学的光栅制作方法；并采用图像传感技术和数字图像处理技术对最初的光电检测法测量莫尔条纹特性的方式做了改进，验证了基于数字图像处理技术的自动测量光栅莫尔条纹特性的可行性。
　　 本课题所设计的这套装置具有以下优点：
　　 1、通过可拆卸的机械结构，使用者可自行组装，形成莫尔条纹，从而了解莫尔条纹的形成过程，实践莫尔条纹理论。
　　 2、自行制作的光栅使条纹现象宏观可见，无需借助其他仪器，仅凭肉眼即可观测莫尔条纹。
　　 3、自行设计的图形处理软件能实现对莫尔条纹特性的快速测量。测量过程方便快捷。
　　 4、该仪器不受环境约束、抗噪声能力强，在自然光条件下即可对莫尔条纹特性进行准确测量。
　　 课题通过硬件和软件的结合，采用多种技术和实验方法，达到了设计的目的。实验研究表明，该套设备具有数据处理时间短、数据测量准确等特点，适合用于莫尔条纹特性的教学工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的提出背景

1.2本论文的主要研究工作

2莫尔条纹特性检测系统

2.1光栅莫尔条纹测量原理

2.1.1光栅莫尔条纹方程

2.1.2光栅莫尔条纹频谱分析

2.2莫尔条纹特性测试仪

2.2.1仪器组成

2.2.2开放式机械结构

2.2.3光栅的制作

2.2.4光电检测原理及实现

2.2.5测量结果与缺陷

3数字图像处理技术

3.1固体图像传感器

3.1.1 CCD简介

3.1.2 CMOS简介

3.2图像增强技术

3.2.1图像的空间域增强

3.2.2图像的频域增强

3.3图像分割

3.3.1极小值阈值算法

3.3.2迭代阈值算法

3.3.3二维OTSU算法

4算法实现

4.1主函数文件

4.2频域滤波算法

4.3阈值分割算法

4.4条纹周期自动检测算法

5总结与展望

5.1课题总结

5.2后续研究的展望

致 谢

参考文献

附 录