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摘要光学莫尔 CT 技术是将 CT 技术与光学莫尔技术相结合的一种用于三文相位物体显示与重建的技术。由于具有非接触性、测量范围广，对环境稳定性要求低等特点，因而在航空航天、能源工程的流场诊断中具有重要应用价值。在莫尔 CT 技术中，投影图像中所包含相位物体的信息特性及信息提取方法一直是影响后续三文精确定量CT重建的关键技术难题。本文针对用于莫尔条纹图相位提取的问题，从傅里叶变换方法出发,研究莫尔条纹图相位自适应提取方法，然后借助 OpenCV计算机视觉库，实现莫尔条纹图相位的自适应提取。28646
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毕业论文关键词 莫尔条纹 傅里叶变换方法 相位提取 OpenCV
Title Adaptive phase extraction of moiré CT fringebased on Fourier transform methodAbstractOptical moiré CT technology is a technique combine with CT technology and opticalmoiré technique for 3D phase object display and reconstruction.It has importantapplication value in the field diagnosis of aerospace,energy engineering,becauseof the advantages of non-contact,wide measurement range,low requirements onenvironmental stability.In the moiré CT technique,the contained characteristicsof information and information extraction method of phase objects in projectionimage has been the key technical problems of the influence subsequentthree-dimensional precise quantitative CT reconstruction.This paper aim at the problem for moiré fringe phase extraction,based on Fouriertransform method,study on phase adaptive extraction of moiré fringe pattern,andthen with OpenCV computer vision library,achieves adaptive phase extractionof moiré fringes.
Keywords Moiré fringe Fourier transform method Phase extractionOpenCV
目 次
1 引言 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 复杂流场的光学诊断方法 1
1.3 光学层析投影相位的提取方法 3
1.4 本文的主要工作 5
2 莫尔层析投影的分析方法 6
2.1 莫尔条纹的几何分析 6
2.2 莫尔偏折原理 7
2.3 基于标量衍射理论的莫尔条纹分析 7
2.4 本章小结 11
3 莫尔层析投影的傅里叶分析 12
3.1 傅里叶变换的基本原理 12
3.2 模拟莫尔条纹图 13
3.3 傅里叶变换方法的相位提取 14
3.4 本章小结 15
4 莫尔条纹相位信息的自适应提取 16
4.1 OpenCV 简介 16
4.2 自适应频谱提取方法 16
4.3 多方向莫尔层析图的相位信息提取 18
4.4 本章小结 26
5 总结 27
致谢 28
参考文献 29
1 引言1.1 研究背景及意义复杂流场的正确诊断和三文定量测量，是现代航空航天、导弹及能源工程中军事装备研究和工业仪器设计时基本而关键的技术，如对火箭尾焰、发动机射流场、超音速风洞 ] 1 [和炉内燃烧场 ] 2 [等流场的诊断。 对这些流场参数的三文定量测量与流动显示可以为军事中飞行器优化、工业中炉膛结构改进、燃料燃烧效率提高等研究提供重要依据。1.2 复杂流场的光学诊断方法在燃烧诊断方法中，光学测量技术是一种非常有效的流场诊断方法 ] 3 [。该方法在诊断流场时即不会干扰流场，又能够对流场进行非接触、无扰动和瞬态测量，这是其它测量方法所无法比拟的。所以，基于光学方法的测量技术现在已经是流场诊断中的重要组成部分。在众多的光学测量方法中， 光学层析技术(Optical Computational Tomography,OCT)是流场诊断的一个非常重要的方法。该方法在具有光学方法的非接触、不干扰被测场等优点的同时，还具有能进行三文测量的特点，因此，该方法已经成为流场诊断技术研究的热点之一 ] 5 ][ 4 [。根据发射源位置的不同，光学层析技术可分为发射层析技术（EmissionComputational Tomography,ECT）和透射层析技术（Transmission ComputationalTomography,TCT）。发射层析技术的发射源位于待测场内部，一般以待测场的辐射为投影数据,该方法通常用于燃烧场的诊断。透射层析的发射源和探测器分别位于待测场的两端，一般以被待测场调制的探测光波为投影数据，主要包括干涉层析技术和莫尔层析技术等。