基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算

何帆; 白剑; 侯西云

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基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算

何帆, 白剑, 侯西云

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何帆, 白剑, 侯西云. 基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2825-2830.

引用本文:

何帆, 白剑, 侯西云. 基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2825-2830.

He Fan, Bai Jian, Hou Xiyun. Calibration method for angular measurement of Moiré patterns based on template matching[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(9): 2825-2830.

Citation:

He Fan, Bai Jian, Hou Xiyun. Calibration method for angular measurement of Moiré patterns based on template matching[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(9): 2825-2830.

基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算

1.
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江杭州 310027

基金项目:

国家自然科学基金(61007001)

详细信息

作者简介:
何帆(1990-),男,硕士生,主要从事光学检测方面的研究。Email:sailhf@126.com

中图分类号: TH741

Calibration method for angular measurement of Moiré patterns based on template matching

1.
State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China

摘要: 提出了一种基于模板匹配的亚像素处理方法,可以精确计算出在大口径长焦距测量过程中出现的莫尔条纹的角度。基于泰伯效应和莫尔条纹干涉的长焦距测量方法是一种高精度的焦距测量方法。理论分析表明:这种测量方法的精度很大程度上依赖于莫尔条纹角度的精度。之前是通过迭代算法在亚像素域中寻找莫尔条纹频谱的最大值点来计算莫尔条纹的角度。然而实验过程中得到的莫尔条纹往往会出现不同程度的弯曲和畸形,这会大大影响这种方法的测量精度。从改进测算角度算法这个角度出发,针对傅里叶变换后的频谱图,基于模板匹配的思想,对各种莫尔条纹进行二维正态分布拟合,找出频谱点精确坐标,从而精确测量莫尔条纹角度。理论分析和软件仿真表明:这种方法具有高精度、高稳定等优点,能有效提高长焦距的测量精度。
- 长焦距测量 /
- 莫尔条纹 /
- 亚像素 /
- 模板匹配
Abstract: A high-accuracy calibration method for angular measurement of deformed and curved Moir patterns, based on template matching algorithm, was presented. It was feasible and accurate method, based on Talbot interferometry and Moir deflectometry, to measure long focal-length lenses. Theoretical analysis indicated that the precision of this method was mainly influenced by the angle of Moir patterns. However, it was difficult to obtain high-accuracy angle of Moir patterns, since the Moir patterns derived from experiment were constantly deformed or curved. A method based on template matching algorithm, was demontrated to calibrate deformed and curved Moir patterns, thus their angle can be calculated fast and accurately in sub-pixel domain. Numerical analysis and simulation prove that the method mentioned above demonstrates high precision and stability, and experiment results show that the accuracy of the long focal lengths measurement is improved obviously.
- long focal-length measurement /
- Moiré /
- patterns /
- sub-pixel

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基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算

1. 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江杭州 310027

作者简介:
何帆(1990-),男,硕士生,主要从事光学检测方面的研究。Email:sailhf@126.com

收稿日期: 2015-01-11
修回日期: 2015-02-13
刊出日期: 2015-09-25

基金项目:

国家自然科学基金(61007001)

中图分类号: TH741

关键词:

摘要: 提出了一种基于模板匹配的亚像素处理方法,可以精确计算出在大口径长焦距测量过程中出现的莫尔条纹的角度。基于泰伯效应和莫尔条纹干涉的长焦距测量方法是一种高精度的焦距测量方法。理论分析表明:这种测量方法的精度很大程度上依赖于莫尔条纹角度的精度。之前是通过迭代算法在亚像素域中寻找莫尔条纹频谱的最大值点来计算莫尔条纹的角度。然而实验过程中得到的莫尔条纹往往会出现不同程度的弯曲和畸形,这会大大影响这种方法的测量精度。从改进测算角度算法这个角度出发,针对傅里叶变换后的频谱图,基于模板匹配的思想,对各种莫尔条纹进行二维正态分布拟合,找出频谱点精确坐标,从而精确测量莫尔条纹角度。理论分析和软件仿真表明:这种方法具有高精度、高稳定等优点,能有效提高长焦距的测量精度。