论文摘要
为满足超声辐射力理论研究与超声微操纵技术实际应用的强烈需求，本文结合国家自然科学基金项目《基于三维可控超声辐射力场的微构件遥操纵技术的研究》，以机器微视觉为信号获取手段，以图像处理和小波变换技术为理论基础，以超声辐射力为检测对象，在开展显微图像去噪技术和角点检测及匹配方法研究的基础上，采用基于圆周窗口等分角采样的特征提取方法，将二维图像中刚体的相角位置信息表征为一维采样时序信号，并通过基于小波变换的广义相关算法来估计位移前后特征序列的时延，得到刚体的旋转角度和平动位移，从而利用力与运动量的相互关系确定出作用在微构件的超声辐射力，发展了一种基于机器微视觉的超声辐射力检测技术。具体工作在于 第一章，综合论述了开展超声辐射力检测技术研究的重要意义，对微力检测技术的发展现状及趋势进行了系统地总结，指明了机器微视觉在超声辐射力检测应用的优越性和可行性，提出了论文的研究内容及各章节的安排。 第二章，由于微操纵环境的复杂性和应用对象的多样性，通过微视觉得到的图像信号往往受到噪声干扰。为此，在研究传统图像去噪方法及其局限性的基础上，提出了基于第二代小波变换的图像自适应阈值去噪方法，并通过计算机仿真验证了该方法的有效性。 第三章，在对目前常用角点检测算法分析比较的基础上，结合小波变换技术检测信号奇异点的能力，提出了基于多尺度小波变换的图像角点检测方法，实现了角点的亚像素精度定位，并建立了运动图像间角点的对应匹配关系。 第四章，在研究检测对象刚体平面运动特性和分析传统数字图像相关算法局限性的基础上，采用基于圆周窗口等分角采样的特征提取方法，将二维图像中刚体的相角位置信息表征为一维采样时序信号，并通过基于小波变换的广义相关算法来估计位移前后特征序列的时延，得到刚体的旋转角度和平动位移，从而利用力与运动量的相互关系确定出作用在微构件的超声辐射力，最后通过计算机仿真和实验验证了本章所提方法的精确性和可靠性。 在最后一章，对全文的工作进行全面总结，并展望了下一步的研究方向。