剪切干涉波前重建算法的研究

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1、中图分类号：O436.1学校代码：10213UDC：535.4密级：公开硕士学位论文剪切干涉的波前重建算法研究硕士研究生：向海波导师：陈明浩教授申请学位：理学硕士学科：运筹学与控制论所在单位：理学院数学系答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O436.1U.D.C:535.4DissertationfortheMasterDegreeinScienceRESEARCHONWAVEFRONTRECONSTRUTIONBASEDONSHEARINGINTERFERENCECandidate:XiangHaiboSupervisor:Prof.Ch

2、enMinghaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceOperationalResearchandSpeciality:CyberneticsAffiliation:DepartmentofMathematicsDateofDefence:June,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要剪切干涉技术作为一种典型的相位恢复技术,虽然易于操作,但在已有的重构算法和信息完整性等方面还存在着很大的缺陷。随着科学的发展对测量技术提出了更精

3、确的要求，由于波前重建算法是实现精确、快速重建的关键，则进一步研究剪切波前的重构算法，提高重建精度具有重要的意义。通过研究已有的剪切干涉方法，发现剪切相位的采样值为波前函数在单一尺度下差值。在单一尺度下想要达到高精度的重构效果则需要小剪切量，但小剪切量则会降低干涉图的敏感度。考虑到小波分析的多尺度分解特性，能够在高尺度空间利用小波变换的数据压缩特性实现近似小剪切量的剪切。鉴于此，本文提出基于小波分析模式展开的波前重建算法，利用此算法实现了一维及二维剪切干涉波前相位重建。同时，利用提升小波变换对小波基的优化性质，以及可根据波前测量所需要的精度来决定尺度的范围和用于小波分解的小波基，提出自适

4、应选取小波基的剪切干涉相位重构方法。最后，采取仿真实验验证了基于小波分析算法的可行性。仿真实验表明，小波变换应用于光学测量中的干涉相位检测等需要高精度重构的领域是可能的。在提升算法中，仿真实验证明了经过提升算法优化后的小波基同原小波基在重建中精度相比得到了有效提高，这对提高小波变换的干涉相位重建精度具有一定的价值。关键词：剪切干涉；波前重建；小波分析；提升变换-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractShearingInterferenceasatypicalphaserecoverytechniques,it’seasytooperate,butintheexistingre

5、constructionalgorithmsandinformationintegrity,thereisstilladeeplyflawed.Somuchmoreaccuraterequirementsweremadeonthemeasurementwiththede-velopmentofscience.Becausethewave-frontreconstructionalgorithmisaccurateandfastreconstructionofthekey,andisfurtherresearchtheShearingwave-frontreconstruc-tionalg

6、orithm,improvethereconstructionaccuracyisofgreatsignificance.Shearingin-terferencebystudyingtheexistingmethodsandfoundthatthesamplingvalueoftheshearwavefrontphasefunctionofthedifferenceinasinglescale.Butthereisneedasmallamountcutifyouwanttogettheeffectdesiredprecision.It’spitythatthiswillre-ducet

7、heshearinterferogramsensitivity.Takingintoaccountthemulti-scaledecomposi-tionofwaveletanalysisfeatures,itcanbeusedinhigh-scalespatialcharacteristicsofwavelettransformdatacompressiontoachieveasmallcutneartheamountofshea