2007年9月西安电子科技大学学报（自然科学版）Sep.2007第34卷增刊JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYVol.34Sup.锥光全息测量中的图像处理技术研究任淑艳(哈尔滨工业大学自动测试与控制系，黑龙江哈尔滨150001)摘要：由于锥光全息非接触式测量是根据光强恢复被测信息的方法，存在噪声及光源波动干扰问题和对比度较低而误差较大的情况，推导了被测量和条纹相位的关系，直接从测量图像的相位信息中恢复被测量信息。对各种常见的条纹处理方法的不足进行了分析，提出一种结合条纹整数频率和小数相位的区域条纹扫描方法，即在选定区域内，提取整数条纹数量和小数条纹的相位信息，该方法结合条纹投影法和梯度质心法来确定条纹极值点和需要精确定位的小数条纹部分的起点，再对小数部分进行余弦拟合。实验结果表明，该方法降低了背景及条纹强度变化的影响，提高了测量速度，而且确保了测量的准确性。关键词：锥光全息；非接触测量；条纹投影；梯度质心中图分类号：TN247文献标识码：A文章编号：1001-2400(2007)S1-0205-04ResearchonimageprocessinginconoscopicholographymeasurementRENShu-yan(DepartmentofAutomaticMeasurementandControl,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)Abstract:Toresolvetheerrorinprocessingfringeimageswithheavynoise,lightfluctuationandlowcontrastinnon-contactmeasurementbasedonconoscopicholography,themeasurandcanbecomputedfromitsrelationwiththephaseofafringe.Amethodforscanninginselectionregionispresentedontheanalysisofcommonmethods’shortage.Itisusedtopickupnumbersoffringesandthephaseoflessthanonefringe,anditconnectsthefringeprojectionwiththegradientcenterofmasstocountthenumbersofextremepointsofthelightfringeandstartpointsoflessthanonefringewhichneedsfittingbythecosinefunction.Experimentalresultsshowthatthismethodcanreduceeffectsoffringecurvature,backupandlightfluctuation.Someasurementvelocityandprecisioncanbeimprovedcorrespondingly.KeyWords:conoscopicholography;non-contactmeasurement;fringeprojection;gradientcenterofmass光学非接触式测量以其无损伤、高分辨率、测量速度快等优点，被广泛地用于各种测量中。其中，全息法[1]是光学非接触式测量的主要方法之一，因此，全息图像的处理技术也相应得到了很大的发展，目前，常用的处理方法包括条纹法、傅里叶变换法[2]、相移法和灰度法等等。简单的干涉条纹处理只能得到几分之一的条纹间隔精度，采用光学倍程技术、干涉条纹电子细分技术和锁相干涉技术[3],在很大程度上可提高测量的分辨力,进行精确的测量，但这些技术都需要相应的硬件支持。笔者采用锥光全息技术[4,5]进行非接触式测量，可扩大测量范围、提高测量分辨率。针对该系统的测量图像，提出了一种结合条纹整数频率和小数相位的条纹处理方法，即提取整数条纹数量和小数条纹的相位，该方法降低了背景及条纹强度变化的影响，既避免了光强波动的干扰，又不必使用移相装置而引入相移误差，使测量速度大大提高。1锥光全息测量系统在传统的全息技术中,需要使用相干光源使来自物体的光束和参考光束发生干涉,产生干涉图案,这种情况下,来自物体的光束与参考光束的传播速度相同,但传播的路径不同。而在锥光全息技术中,利用晶体的双折射效应产生传播速度不同的两束光,进而发生干涉。Sirat[6]提出了锥光全息技术，测量系统的原理如图1所示。从被测物表面一点S返回的激光经过起偏器P1变