论文摘要
三维形貌测量技术一直以来受到人们的普遍关注,应用越来越广泛。目前已发展出众多的测量方法,多数方法均要将光栅投影到待测物体上,光栅受到物体表面的调制,条纹产生弯曲变形。拍摄经物体表面调制而弯曲变形的光栅图像,经过一系列的解调算法就可解出物体表面形貌的信息。我们不妨将拍摄到的变形光栅条纹图称为载频条纹图。通常我们都需要拍摄多幅载频条纹图,数据量很大;尤其对连续动态测量,需要传输和保存的数据量就更大。为了减小存储空间,降低测量设备成本,研究将图像压缩技术应用到三维形貌检测中,是非常必要的。另一方面BMP格式的图片的数据存在冗余。这就意味着有可能在三维形貌测量中应用图像压缩技术。 本文针对载频条纹图的特征,对载频条纹图进行压缩算法的研究设计。针对三维形貌测量方法中的傅立叶变换轮廓术和相移测量轮廓术,对压缩后解压的载频条纹图进行相位解调,并对解调出的相位进行了误差的讨论研究。 具体而言,首先使用现有的JPEG压缩算法对载频条纹图进行压缩,解压后解调出相位,分析误差;对JPEG算法进行改造,设计出新的离散余弦变换二值掩模;接着使用小波变换进行载频条纹图的压缩,分析压缩对于相位的影响;接着从频谱分析的角度设计新的离散余弦变换二值掩模;最后讨论了其它可用于载频条纹图压缩的图像处理技术,如勾边方法。
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独创性声明学位论文版权使用授权书摘要Abstract前言第一章 光学三维形貌测量1.1 光学三维形貌测量概况1.2 傅立叶变换轮廓术（Fourier transform profilometry,FTP）1.3 相移测量轮廓术（Phase-shifting profilometry,PSP）1.4 实验系统第二章 图像压缩概述2.1 图像压缩概述§2.1.1 图像压缩技术的概念§2.1.2 图像压缩技术的分类2.2 基于离散余弦变换的图像压缩方法§2.2.1 离散余弦变换的概念§2.2.2 基于离散余弦变换的图像压缩标准2.3 基于小波变换的图像压缩方法§2.3.1 小波概念§2.3.2 小波特点§2.3.3 基于小波的图像分解与重构§2.3.4 基于小波变换的图像压缩标准第三章 有损压缩JPEG在载频条纹图的压缩研究3.1 使用JPEG对载频条纹图进行压缩§3.1.1 使用JPEG对载频条纹图进行压缩§3.1.2 比较原图与解压后图像的相似性3.2 使用傅立叶变换轮廓术解调出相位§3.2.1 使用傅立叶变换轮廓术解调出相位§3.2.2 误差分析3.3 使用四步相移法解调出相位§3.3.1 使用四步相移法解调出相位§3.3.2 误差分析3.4 总结第四章 基于离散余弦变换的载频条纹图的压缩研究4.1 使用基于离散余弦变换的二值掩模对载频条纹图进行压缩§4.1.1 离散余弦变换的特点§4.1.2 用MATLAB 6.5模拟证明以上结论§4.1.3 对拍摄的被测物图进行基于离散余弦变换的压缩§4.1.4 比较原图与解压后各图的相似性§4.1.5 创建适于载频条纹图压缩的二值掩模矩阵并进行压缩4.2 使用傅立叶变换轮廓术解出相位§4.2.1 使用傅立叶变换轮廓术解调出相位§4.2.2 误差分析4.3 使用四步相移法解调出相位§4.3.1 使用四步相移法解调出相位§4.3.2 误差分析4.4 总结第五章 基于小波变换的载频条纹图的压缩研究5.1 使用小波变换对载频条纹图进行压缩§5.1.1 Haar小波和db7小波介绍§5.1.2 用Haar小波对载频条纹图进行压缩§5.1.3 用db7小波对载频条纹图进行压缩§5.1.4 比较原图与使用两种小波系数重构图像的相似性5.2 使用傅立叶变换轮廓术解出相位§5.2.1 使用傅立叶变换轮廓术解调出相位§5.2.2 误差分析5.3 使用四步相移法解调出相位§5.3.1 使用四步相移法解调出相位§5.3.2 误差分析5.4 总结第六章 基于频谱分析的载频条纹图的压缩研究6.1 从频谱分析的角度设计离散余弦变换的二值掩模§6.1.1 用理想光栅图设计出离散余弦变换的二值掩模§6.1.2 使用新的二值掩模对载频条纹图进行压缩§6.1.3 对原图和解压后图像进行傅立叶分析§6.1.4 比较原图与解压后图像的相似性6.2 使用傅立叶变换轮廓术解出相位§6.2.1 使用傅立叶变换轮廓术解调出相位§6.2.2 误差分析6.3 使用四步相移法解调出相何§6.3.1 使用四步相移法解调出相位§6.3.2 误差分析6.4 总结第七章 结合勾边方法提高数据压缩率总结与展望参考文献研究生期间发表论文致谢
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