流场诊断试验的干涉图像处理与数据分析系统设计与实现

摘要

在流动显示与测量中，光学干涉技术发挥着十分重要的作用。计算机和图像处理技术的飞速发展，为干涉图像的处理和数据分析带来了极大的便利，同时又促进了光学干涉技术的应用。另一方面，干涉图像的判读和数据分析是光学干涉测量技术中的一个关键技术，由于干涉图像在各种应用中差异较大，还没有一种较好的软件可以满足各类应用的需求。同样，在流场诊断试验中，一直以来都没有得到很好的解决。
　　为了提高流场诊断试验中干涉图像处理效率，尽快提供出试验数据，在大量查阅国内外资料，结合多年试验中的实践，用VB和Matlab联合编程的方法开发了干涉图像的判读和数据分析系统。VB是一种结构化的高级语言，具有开发效率高、界面制作方便等优点。而Matlab是一种高效率的科学工程计算语言，在图像处理方面具有先天的优势。将两者结合，完全可以满足系统开发的需要。
　　开发的系统分为两大部分，第一部分是干涉图像的处理及条纹判读。主要利用直方图均衡、亮度和对比度调节、图像滤波去噪等方法，解决了试验图像的质量差的问题。然后将图像转为二值图（单色图），利用条纹中心法提取条纹的骨架，最后将细化的条纹标定级次，用二维数据拟合得到整个图像的级数，并保存数据矩阵。第二部分是数据分析。由条纹判读的静态和动态试验数据，计算出动态相对于静态的波前变化。获得多方向的波前变化后，利用代数迭代方法计算出被测区域的三维空间密度分布。计算结果由伪彩图方式给出，并保存结果数据。
　　开发的系统已经在试验中使用。经实际应用表明，利用该系统进行试验结果的处理和分析，可以获得更准确的试验数据，大大减少人工处理的时间，提高效率。结果易于保存和利用。

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第一章 引 言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外现状

1.3 本部门现状

1.4 主要研究内容和章节安排

第二章 干涉图像处理和数据分析技术

2.1 数字图像及像素

2.2 干涉图像的特性及计算机处理

2.3 流场三维重构技术

2.4 本章小节

第三章 系统需求分析

3.1 功能需求分析

3.2 性能上的需求

3.3 其它需求

3.4 本章小节

第四章 总体设计

4.1 系统总框架

4.2 功能模块的细分

4.3 本章小结

第五章 详细设计

5.1 开发工具的选择

5.2 系统的具体工作流程

5.3 干涉图像的处理实现方法

5.4 干涉条纹的细化实现方法

5.5 本章小节

第六章 系统实现和测试

6.1 图像处理

6.2 数据分析

6.3 其它相关技术

6.4 系统的测试

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 进一步研究的方向

致谢

参考文献