文档介绍：分类号: 学校代码: 10128
UDC: 学号: 20141100027

硕士学位论文

学生类别：全日制学术型硕士研究生
学科名称：仪器科学与技术
论文题目：规则干涉条纹图像的处理与分析

英文题目：Processing and analysis of

regular interference fringe

pattern

学生姓名：安平

导师姓名：白福忠教授

二○一七年六月
内蒙古工业大学硕士学位论文
摘要
干涉条纹分析是现代干涉测量技术中的关键步骤，通过分析干涉条纹可以获取
条纹半径、条纹间距、条纹周期、条纹对比度等有效信息，运用这些有效信息可以
进一步完成波前探测、表面粗糙度测量、光学镜面检测、应变及位移测量、速度等
测量。本论文将运用图像处理方法对牛顿环干涉条纹半径、干涉直条纹的间距进行
测量和分析。
针对牛顿环干涉条纹，提出一种基于区域重心法、极坐标转换和灰度水平投影
的牛顿环半径测量方法。该方法首先运用区域重心法获取牛顿环干涉条纹的公共圆
心；然后根据该公共圆心对牛顿环干涉条纹图像进行极坐标转换；最后对转换结果
进行灰度水平投影，从而得到待测牛顿环各级条纹的半径。该方法绕开了直接通过
牛顿环干涉条纹轮廓图像获得各级条纹半径，数值仿真表明，该方法可以保证在随
机噪声的影响下条纹半径的测量精度小于像素。
同时，针对干涉直条纹，提出一种基于傅立叶变换、极坐标变换和灰度方向投
影的干涉直条纹间距测量方法。该方法首先运用傅立叶变换所得功率谱以及极坐标
转换获得干涉直条纹的倾斜方向，然后根据倾斜方向对干涉直条纹进行灰度方向投
影，从而得到干涉直条纹的间距，该方法避开了图像预处理步骤而获得干涉直条纹
间距，数值仿真表明，该方法保证条纹间距测量精度小于 1 像素。
另外，为了验证所提方法的有效性和可靠性，分别通过实验装置获取牛顿环干
涉条纹图和干涉直条纹图像，并用所提方法对牛顿环干涉条纹半径和干涉直条纹间
距进行测量，测量结果表明了上述方法具有可行性和可靠性。

关键词：牛顿环干涉条纹；干涉直条纹；区域重心法；傅立叶变换；灰度方向投影
I
内蒙古工业大学硕士学位论文
Abstract
Analysis of interference fringe is a critical step in modern interference technique. By
analyzing the interference fringe we can obtain the effective information such as the fringe
radius, the fringe spacing, the fringe period and the fringe contrast. These information can
be used to finish the measurement