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采用双频光栅投影的快速傅里叶变换轮廓术 被引量:20
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作者 刘慧强 陈文静 +1 位作者 苏显渝 陈锋 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期39-42,共4页
傅里叶变换轮廓术中通过反正切计算出的相位是截断的,如果被测物高度变化引起的相邻点的非截断相位变化过大,就无法直接进行正确的相位展开。故提出一种采用双频光栅的快速傅立叶变换轮廓术:从一帧条纹图中获取同一物体对应于不同等效... 傅里叶变换轮廓术中通过反正切计算出的相位是截断的,如果被测物高度变化引起的相邻点的非截断相位变化过大,就无法直接进行正确的相位展开。故提出一种采用双频光栅的快速傅立叶变换轮廓术:从一帧条纹图中获取同一物体对应于不同等效波长的两组截断相位,先展开对应于低频的低精度截断相位,并以此为参考,根据双频光栅两个频率之间的关系,展开对应于高频的高精度相位。经过模拟比较,在误差范围内比传统方法恢复的图形有了较大的改善,相对误差率由2.26%下降到1.79%。 展开更多
关键词 双频光栅投影 傅里叶变换轮廓术 三维面形测量
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滤波窗的选择对傅里叶变换轮廓术测量精度的影响 被引量:12
2
作者 步鹏 陈文静 苏显渝 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期43-45,共3页
比较了在有噪声和无噪声的情况下 ,傅里叶变换轮廓术中采用三种频域滤波窗对测量精度的影响。给出了在有噪声和无噪声情况下 ,FTP中采用不同滤波窗的测量误差分布图。得出在无噪声及噪声较小的情况下 ,采用平顶高斯滤波窗测量面形精度最... 比较了在有噪声和无噪声的情况下 ,傅里叶变换轮廓术中采用三种频域滤波窗对测量精度的影响。给出了在有噪声和无噪声情况下 ,FTP中采用不同滤波窗的测量误差分布图。得出在无噪声及噪声较小的情况下 ,采用平顶高斯滤波窗测量面形精度最高 ,而在噪声较大的情况下 ,采用汉宁滤波窗测量面形精度最高。 展开更多
关键词 滤波窗 傅里叶变换轮廓术 测量精度 频域滤波 传感技 光栅投影
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高精度的数字光投影傅里叶变换轮廓术 被引量:10
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作者 许平 陈文静 苏显渝 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期59-62,共4页
傅里叶变换轮廓术(FTP)采用数字光投影仪(DLP),可以得到各种结构光场,提高了测量的灵活性。由于DLP伽马非线性的存在,变形条纹中会出现高次谐波,可能导致频谱混叠,带来测量误差。因此利用一种基于条纹图强度统计分析的方法,求出DLP的伽... 傅里叶变换轮廓术(FTP)采用数字光投影仪(DLP),可以得到各种结构光场,提高了测量的灵活性。由于DLP伽马非线性的存在,变形条纹中会出现高次谐波,可能导致频谱混叠,带来测量误差。因此利用一种基于条纹图强度统计分析的方法,求出DLP的伽马值并反馈给DLP,使其投影出有良好正弦性的结构条纹,能抑制变形条纹中高次谐波的出现,保证FTP的测量精度。将采用和不采用伽马校正的两种情况作对比实验,证明前者测量结果优于后者。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术(FTP) 数字光投影仪 伽马校正 频谱混叠
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关于提高傅里叶变换轮廓术测量精度的研究 被引量:5
4
作者 郭文静 石兵华 金永 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期845-848,共4页
针对傅里叶变换轮廓术在实际测量中容易受到光学成像系统和计算方法的影响而使得测量结果不精确的现象,提出基于最小二乘法的条纹图像预处理技术,并讨论了滤波器的设计、相位展开的方法及系统标定模型对测量结果的影响。实验表明,改进... 针对傅里叶变换轮廓术在实际测量中容易受到光学成像系统和计算方法的影响而使得测量结果不精确的现象,提出基于最小二乘法的条纹图像预处理技术,并讨论了滤波器的设计、相位展开的方法及系统标定模型对测量结果的影响。实验表明,改进后的方法其测量误差在2%以内。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术 预处理 滤波器 相位展开 系统标定
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提高傅里叶变换轮廓术测量精度的新方法 被引量:11
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作者 李满海 陈文静 苏显渝 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期59-61,共3页
在傅里叶变换轮廓术 (FTP)测量方法中 ,成像装置获取受到物体高度调制后的变形结构光场 ,通过傅里叶变换 ,滤波和逆傅里叶变换恢复出物体高度分布。频谱滤波是FTP中很重要的一个过程 ,也是影响FTP测量精度的一个重要因素。通常滤波是手... 在傅里叶变换轮廓术 (FTP)测量方法中 ,成像装置获取受到物体高度调制后的变形结构光场 ,通过傅里叶变换 ,滤波和逆傅里叶变换恢复出物体高度分布。频谱滤波是FTP中很重要的一个过程 ,也是影响FTP测量精度的一个重要因素。通常滤波是手工选择合适的滤波函数和滤波窗口大小 ,窗口太小 ,表示物体细节的高频信息将丢失 ;窗口太大 ,无法消除噪声。本文提出一种新的滤波方法 ,无需手工选择滤波函数 ,可以很好地保留物体高频信息并消除随机噪声 ,从而提高FTP的测量精度。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术 滤波 三维面形测量
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双摄像机傅里叶变换轮廓术的数据融合 被引量:4
6
作者 边心田 程菊 +1 位作者 苏显渝 陈文静 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期18-19,共2页
在三维面形拼接应用当中,对拼接区域内面形数据以一定的权重进行加权平均是最常用的方法,通常的算法是以拼接边界到中心线的距离为权重,这样可以对拼接区域内各点实现平滑过渡,但在拼接区域的边界存在一定的局限性。本文将一种正弦函数... 在三维面形拼接应用当中,对拼接区域内面形数据以一定的权重进行加权平均是最常用的方法,通常的算法是以拼接边界到中心线的距离为权重,这样可以对拼接区域内各点实现平滑过渡,但在拼接区域的边界存在一定的局限性。本文将一种正弦函数形式的图像镶嵌算法引入到三维面形测量的数据融合中,很好地实现了整个拼接区域的平滑过渡。该方法运算量小,简单、快速实现数据的平滑过渡,计算机模拟实验表明,该方法是有效可行的。 展开更多
关键词 信息光学 傅里叶变换轮廓术 三维面形测量 数据融合
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非轴对称型滤波器在傅里叶变换轮廓术中的应用 被引量:3
7
作者 司书春 王蕴珊 +1 位作者 徐建强 周灿林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期749-752,共4页
本文提出在傅里叶变换轮廓术中的一种新型滤波器 -非轴对称型滤波器 ,其适用于物体表面形貌在频域的分布具有非轴对称性的情形 .
关键词 三维形貌 傅里叶变换轮廓术 滤波器 非轴对称型
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双色正弦投影傅里叶变换轮廓术方法研究 被引量:4
8
作者 步鹏 陈文静 苏显渝 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期55-58,共4页
提出双色正弦条纹投影方法来提高 FTP 的测量范围并保持其实时特点。只需采集一帧双色变形条纹,从中分离出两个有 π 位相差的分量,通过背景和对比度校正,得到一帧消零频的变形条纹图,并且自动生成物体轮廓的二元模板。此模板结合调制... 提出双色正弦条纹投影方法来提高 FTP 的测量范围并保持其实时特点。只需采集一帧双色变形条纹,从中分离出两个有 π 位相差的分量,通过背景和对比度校正,得到一帧消零频的变形条纹图,并且自动生成物体轮廓的二元模板。此模板结合调制度信息相可以生成可靠性模板,指导相位展开,避免物体轮廓以外相位展开误差的传递;结合参考条纹可以完成变形条纹的扩充,提高频域的分辨率。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术 三维面形测量 正弦条纹 二元模板
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傅里叶变换轮廓术中物体高度最佳恢复条件 被引量:2
9
作者 乔闹生 姚春梅 +1 位作者 赵华君 蔡新华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期928-931,共4页
在分析傅里叶变换轮廓术中传统的高度与相位关系的基础上,推出了高度与相位的普通关系式,提出了物体高度最佳恢复条件的新理论,给出了简单的物理解释.由此得出结论:物体高度最佳恢复时的几何参量α(双瞳连线与参考面夹角)大小与系统几... 在分析傅里叶变换轮廓术中传统的高度与相位关系的基础上,推出了高度与相位的普通关系式,提出了物体高度最佳恢复条件的新理论,给出了简单的物理解释.由此得出结论:物体高度最佳恢复时的几何参量α(双瞳连线与参考面夹角)大小与系统几何结构参量a、b有关.计算机仿真验证了:当a=600mm、b=3000mm时,可得物体高度最佳恢复时的α=arcsin(1/5),此时所得的标准差为0.2697;作为对比:当α=0时,所得的标准差为0.2956.实验验证了:α=arcsin(1/5)时的恢复效果比α=0时的恢复效果更好些. 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术 几何参量 物体高度恢复 相位 误差
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基于小波分析的傅里叶变换轮廓术应用研究 被引量:3
10
作者 任旭虎 宋珊珊 綦耀光 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期148-153,共6页
采用一种基于小波分析的傅里叶变换轮廓术测量了物体三维形貌。利用小波变化的时频特性,对测量光栅图像进行了处理,提取了有用的频率分量,获得了光栅图像的相位信息,抑制了频率混叠。计算机模拟结果验证了该方法的可行性,并在有噪声和... 采用一种基于小波分析的傅里叶变换轮廓术测量了物体三维形貌。利用小波变化的时频特性,对测量光栅图像进行了处理,提取了有用的频率分量,获得了光栅图像的相位信息,抑制了频率混叠。计算机模拟结果验证了该方法的可行性,并在有噪声和无噪声的情况下与一般数字滤波器处理结果进行了比较,无论从测量精度还是测量范围都得到了提高。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术 小波分析 相位解包裹 频率混叠
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傅里叶变换轮廓术中三维坐标同时校准方法 被引量:4
11
作者 张启灿 苏显渝 向立群 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期32-36,共5页
在相位测量型光学三维面形测量中,最终都要将相位信息转换成被测物体的高度分布信息,这个过程往往是通过对已知世界空间坐标的特征点事先标定,获得测量系统的内外特征参数后,完成被测物体的三维坐标转换。因此,标定是三维面形测量的关... 在相位测量型光学三维面形测量中,最终都要将相位信息转换成被测物体的高度分布信息,这个过程往往是通过对已知世界空间坐标的特征点事先标定,获得测量系统的内外特征参数后,完成被测物体的三维坐标转换。因此,标定是三维面形测量的关键环节。本文基于双向二次相位-高度映射方法和摄像机针孔模型线性无畸变标定技术,充分利用傅里叶变换的频谱方向特性,提出了对含有特征点的二维标定物表面变形条纹的频谱进行方向滤波操作,同时获取测量系统XYZ三个方向上的标定数据,对测量系统进行立体校准的系统标定方法。结合旋转风扇叶片形变的测量系统,给出了该方法的标定结果:在XY面内(230mm×230mm)的标准偏差小于0.27mm;在Z方向上小于0.022mm,位移测量灵敏度优于0.05mm。该方法为测量系统的实用化奠定了基础。 展开更多
关键词 三维面形测量 相位高度映射 横向坐标校准:傅里叶变换轮廓术
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双频光栅傅里叶变换轮廓术频谱混叠研究 被引量:1
12
作者 乔闹生 赵华君 +2 位作者 姚春梅 蔡新华 彭光含 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期356-360,共5页
讨论了用双频光栅方法对包含突变成份的物体产生的变形条纹进行傅里叶变换时,可能会出现频谱混叠问题.推出了低频光栅的频谱f1与高频光栅的频谱f2不相互混叠的条件,分析了探测器非线性会引起同一光栅间频谱发生混叠情况.考虑到通常情况... 讨论了用双频光栅方法对包含突变成份的物体产生的变形条纹进行傅里叶变换时,可能会出现频谱混叠问题.推出了低频光栅的频谱f1与高频光栅的频谱f2不相互混叠的条件,分析了探测器非线性会引起同一光栅间频谱发生混叠情况.考虑到通常情况下低频光栅频谱f1与高频光栅频谱f2的混叠起主要作用,因此在该情况下用计算机仿真与实验验证了:当f2<2f1时,f1与f2相互混叠,物体面形难以恢复;当f2>2f1时,f1与f2不相互混叠,物体面形恢复得很好. 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术 双频光栅 频谱混叠 探测器非线性 抽样
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傅里叶变换轮廓术中预处理滤波方法的研究 被引量:1
13
作者 任旭虎 綦耀光 宋珊珊 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期92-97,共6页
用傅里叶变换轮廓术测量复杂物体形状时,频谱能量分布弥散,出现频率混叠现象,滤波时难以确定截止频率。选用了3种频域滤波窗以及小波滤波4种滤波方法对傅里叶变换轮廓术中的变形光栅图进行处理,计算机模拟并比较了在有噪声和无噪声的情... 用傅里叶变换轮廓术测量复杂物体形状时,频谱能量分布弥散,出现频率混叠现象,滤波时难以确定截止频率。选用了3种频域滤波窗以及小波滤波4种滤波方法对傅里叶变换轮廓术中的变形光栅图进行处理,计算机模拟并比较了在有噪声和无噪声的情况下不同滤波方法的误差分布。数据分析表明,选用合适的小波基对信号进行滤波处理比其余3种滤波器的测量精度要高。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术 滤波 小波变换 测量精度
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基于傅里叶变换轮廓术的药柱外型尺寸检测 被引量:1
14
作者 石兵华 王召巴 金永 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期174-176,共3页
在弹药制造过程中,药柱外型尺寸将直接影响弹药的性能。针对人工检测效率低且重复性不好以及传统机器视觉普适性差的特点,提出了基于傅里叶变换轮廓术的检测方法。该方法采用面阵CCD相机采集受药柱表面调制的光栅云纹图像,再对图像进行... 在弹药制造过程中,药柱外型尺寸将直接影响弹药的性能。针对人工检测效率低且重复性不好以及传统机器视觉普适性差的特点,提出了基于傅里叶变换轮廓术的检测方法。该方法采用面阵CCD相机采集受药柱表面调制的光栅云纹图像,再对图像进行矫正、相位提取及重建,最后通过尺寸标定得到药柱三维尺寸。实验结果表明,该方法能同时检测多个药柱的尺寸,极大地提高了检测效率,能检测出药柱的微小变形,检测误差在0.2%以内。 展开更多
关键词 药柱 傅里叶变换轮廓术 云纹矫正 相位拼接 尺寸检测
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光学傅里叶变换轮廓术的新型改进方法 被引量:1
15
作者 丁万山 刘艳 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期193-197,共5页
针对传统光学傅里叶变换轮廓术(FTP)在测量表面形状复杂、曲率较大的物体时其条纹频谱存在混叠,无法获得被测物体表面准确的轮廓信息这一缺陷,在总结分析了窗口FTP、伸缩窗口FTP的基础上,提出了自适应窗口FTP。并对这3种改进型FTP的测... 针对传统光学傅里叶变换轮廓术(FTP)在测量表面形状复杂、曲率较大的物体时其条纹频谱存在混叠,无法获得被测物体表面准确的轮廓信息这一缺陷,在总结分析了窗口FTP、伸缩窗口FTP的基础上,提出了自适应窗口FTP。并对这3种改进型FTP的测量精度作了对比分析,证明自适应窗口FTP的测量精度最高,比传统FTP提高了近100倍。改进后的FTP可广泛应用于工业、生物医学、航空航天等领域。 展开更多
关键词 光栅投影 傅里叶变换轮廓术 三维形貌测量 改进型FTP
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傅里叶变换轮廓术测量方法的分析研究 被引量:1
16
作者 方坤礼 蒋晓英 甘连香 《计量学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期207-211,共5页
对传统傅里叶变换轮廓术(FTP)、π相移法以及灰度图法测量结果进行对比分析。结果证明,随着被测物体高度梯度的增加,基于灰度图和π相移技术的改进傅里叶变换轮廓术取得了很好效果,特别是在梯度大于3的情况下适合采用π相移法,能... 对传统傅里叶变换轮廓术(FTP)、π相移法以及灰度图法测量结果进行对比分析。结果证明,随着被测物体高度梯度的增加,基于灰度图和π相移技术的改进傅里叶变换轮廓术取得了很好效果,特别是在梯度大于3的情况下适合采用π相移法,能更有效地提高傅里叶变换轮廓术的测量精度。 展开更多
关键词 计量学 傅里叶变换轮廓术 灰度图法 π相移方法 频谱混叠
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傅里叶变换轮廓术中二维非对称滤波器的设计 被引量:3
17
作者 孔祥俊 白福忠 +2 位作者 徐永祥 高晓娟 王颖 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期669-675,共7页
傅里叶变换轮廓术(FTP)复原三维形貌时,用来提取基频成分的带通滤波器对测量精度有很大影响。传统二维滤波器如汉宁窗或高斯窗为对称滤波器,其截止频率的大小受条纹空间频率即基频与零频间的距离所限,经常会导致基频成分提取不完整,有... 傅里叶变换轮廓术(FTP)复原三维形貌时,用来提取基频成分的带通滤波器对测量精度有很大影响。传统二维滤波器如汉宁窗或高斯窗为对称滤波器,其截止频率的大小受条纹空间频率即基频与零频间的距离所限,经常会导致基频成分提取不完整,有用信息缺失。为解决此问题,在二维汉宁滤波器基础上,提出一种椭圆形底部形状的二维非对称滤波器,在不同频率方向上具有不同的频率响应和截止频率,可提取出更为完整的基频成分。台阶和阵列物体的模拟实验表明,二维非对称滤波器对2个物体的复原精度相比于传统汉宁滤波器分别提高了39.5%和55.6%。 展开更多
关键词 光学三维测量 傅里叶变换轮廓术 二维非对称滤波器 测量精度
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基于傅里叶变换轮廓术的动态液膜测量 被引量:7
18
作者 管文洁 吴庆尉 +2 位作者 公超 吴迎春 吴学成 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期366-374,共9页
动态液膜三维形貌的高速测量及重建,对于能源动力领域的工业过程优化十分重要。基于傅里叶变换轮廓术,对缓变表面和非缓变表面分别进行了模拟仿真,研究了物体表面形貌重建精度的影响因素,包括物体表面高度变化率、环境随机噪声以及条纹... 动态液膜三维形貌的高速测量及重建,对于能源动力领域的工业过程优化十分重要。基于傅里叶变换轮廓术,对缓变表面和非缓变表面分别进行了模拟仿真,研究了物体表面形貌重建精度的影响因素,包括物体表面高度变化率、环境随机噪声以及条纹频率。并根据模拟结果对实验参数进行了优化,研发构建了高速三维结构光测量系统,对竖直壁面下降液膜表面形貌进行了动态测量。实验结果表明:随着液膜沿竖直壁面向下流动,液膜厚度呈现先增大后减小的趋势,高度方向的平均误差为0.1 mm,傅里叶变换轮廓术能够精确地应用于动态液膜高速测量。 展开更多
关键词 应用光学 动态液膜测量 结构光测量 傅里叶变换轮廓术 高度变化率 条纹频率
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傅里叶变换轮廓术中带通滤波器窗口参数的自动选取方法 被引量:2
19
作者 高大鹏 殷福亮 《信号处理》 CSCD 北大核心 2014年第5期606-614,共9页
频域带通滤波器是傅里叶变换轮廓术(FTP)中的一个重要环节。考虑到FTP系统光学结构和相关参数的变化,本文提出了一种FTP轮廓术中带通滤波器窗口参数的自动选取方法。该方法只利用一帧变形条纹图,对变形条纹图像的傅里叶频谱进行数值微分... 频域带通滤波器是傅里叶变换轮廓术(FTP)中的一个重要环节。考虑到FTP系统光学结构和相关参数的变化,本文提出了一种FTP轮廓术中带通滤波器窗口参数的自动选取方法。该方法只利用一帧变形条纹图,对变形条纹图像的傅里叶频谱进行数值微分,粗略找到基频中心的初始位置;然后,利用图像直方图和阈值分割技术处理傅里叶频谱,获取带通滤波器的中心频率和带宽,实现频域滤波的自动化处理。该方法能自动适应FTP系统光学结构和相关参数的变化,使傅里叶变换轮廓术发挥其动态测量的优势,在三维光学测量工程应用中有较大实用价值。计算机模拟实验和实测结果均验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 傅里叶变换轮廓术 傅里频谱 数值微分 直方图 带通滤波器
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抽样对复合傅里叶变换轮廓术的影响 被引量:1
20
作者 沈洋 陈文静 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期80-83,87,共5页
为了研究抽样对复合傅里叶变换轮廓术测量精度的影响,避免因抽样造成的频谱混叠,采用梳状函数对连续变形条纹进行抽样的方法,并结合卷积性质,在相位方向和其垂直方向上分别进行了讨论,从而得到了在实际测量中两个方向上抽样频率的选择... 为了研究抽样对复合傅里叶变换轮廓术测量精度的影响,避免因抽样造成的频谱混叠,采用梳状函数对连续变形条纹进行抽样的方法,并结合卷积性质,在相位方向和其垂直方向上分别进行了讨论,从而得到了在实际测量中两个方向上抽样频率的选择依据。结果表明,在相位方向上,抽样频率应至少为基频的4倍;在垂直方向上,抽样频率必须至少为两个载频中较大频率的3倍。计算机模拟和实验验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 激光物理 抽样 频谱混叠 复合傅里叶变换轮廓术
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