冰面放电的纹影图像处理及折射率场重建方法

1

作者 孟维 胡建林 +5 位作者 王子甲 邓鸿飞 王文淞 张翕 叶明镜 蒋兴良 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第8期124-130,共7页

相比于电流、电压等传统测量方法,利用纹影技术拍摄得到的冰面局部电弧等放电的图像更加直观,其图像处理和折射率场重建是定量分析放电的几何尺寸、密度、粒子分布等物理特性的基础。从放电通道的光偏折特性出发,介绍了利用纹影成像技... 相比于电流、电压等传统测量方法,利用纹影技术拍摄得到的冰面局部电弧等放电的图像更加直观,其图像处理和折射率场重建是定量分析放电的几何尺寸、密度、粒子分布等物理特性的基础。从放电通道的光偏折特性出发,介绍了利用纹影成像技术测量放电通道的原理;提出了一套覆冰表面放电通道的图像处理和折射率场数值重建方法,通过数值实验验证了算法准确性。实测结果表明,所设计的纹影系统空间分辨率为10~100μm/像素可调、时间分辨率为1~38.45μs可调;提出的折射率场重建方法具有较高精度,能够有效得到冰面局部电弧形成过程中各个放电阶段的折射率场。 展开更多

关键词 纹影法 放电通道成像 折射率场重建 冰面放电

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一种实用的三维折射率场重建算法 被引量：3

2

作者 刘峰 阎大鹏 +1 位作者 吕爱民 王振东 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 1996年第5期473-476,共4页

光学层析算法可分为两类：变换类算法与级数展开类算法。代数重建技术就是级数展开类算法中的一种。此种算法对于各类非完全投影数据，特别是含有遮挡物情况的三维折射率场重建具有很大的优越性，对于光线弯曲情况及先验知识的应用亦有... 光学层析算法可分为两类：变换类算法与级数展开类算法。代数重建技术就是级数展开类算法中的一种。此种算法对于各类非完全投影数据，特别是含有遮挡物情况的三维折射率场重建具有很大的优越性，对于光线弯曲情况及先验知识的应用亦有其优越之处。该文提出了一种实用的三维折射率场重建算法，即联合应用加法式代数重建技术ＡＲＴ与乘法式代数重建技术ＱＭＡＲＴ重建三维折射率场。该算法在收敛速度、重建精度。 展开更多

关键词 重建 折射率场 光学层析算法 代数重建 干涉层析

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无规则非均匀折射率场描述 被引量：5

3

作者 刘纯胜 张天序 李晓彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期127-130,共4页

在大气或流动介质中的折射率分布是无规则非均匀的,由于流动和温度变化的影响,无法用通常的梯度折射率公式来描述。提出采用自适应网格方法来描述无规则非均匀折射率场,将数据以动态八叉树结构存放在内存中,给出了网格划分的折射率判据... 在大气或流动介质中的折射率分布是无规则非均匀的,由于流动和温度变化的影响,无法用通常的梯度折射率公式来描述。提出采用自适应网格方法来描述无规则非均匀折射率场,将数据以动态八叉树结构存放在内存中,给出了网格划分的折射率判据和折射率梯度判据,并采用插值法来计算光线传播路径上的折射率和折射率梯度。以一种可以用公式描述的梯度折射率棒为例,在折射率阈值为0.005、折射率梯度阈值为0.0005的条件下,建立了自适应网格并求出了一些位置处的折射率及其梯度,计算结果的均方根误差小于7×10-5,可以用于光线追迹。 展开更多

关键词 自适应网格 无规则非均匀光学介质 折射率场

原文传递

先验知识在三维折射率场重建中的应用研究

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作者 阎大鹏 刘峰 +1 位作者 王振东 贺安之 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1997年第3期273-276,共4页

在干涉层析中，目前最大的难点仍是对非完全投影数据场的重建，非完全投影数据指观察角小于180°，或者折射车场中存在不透明的遮挡模型，问题的核心在于如何设计结合先验知识的可行算法。对于三维折射率场的重建，先验知识，如折... 在干涉层析中，目前最大的难点仍是对非完全投影数据场的重建，非完全投影数据指观察角小于180°，或者折射车场中存在不透明的遮挡模型，问题的核心在于如何设计结合先验知识的可行算法。对于三维折射率场的重建，先验知识，如折射率非负、遮挡物的尺寸、几何形状、空间位置等是常用的信息。该文提出了一种有效易行的结合先验知识的三维折射率场重建算法，在算法中引进属性矩阵的概念，无需对缺少的投影数据补齐。将该算法应用于高超音速激波风洞中含有遮挡物的三维折射率场的重建，再现了其三维密度分布。 展开更多

关键词 光学 折射率场 干涉数据 干涉层析算法 激波风洞

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三维折射率场干涉图像的处理方法 被引量：1

5

作者 李田泽 秦萌青 《微计算机信息》 1998年第3期64-66,共3页

基于最小误差阈值理论，采用实平面上的低通滤波技术，对三维折射率场干涉图上的噪音进行了处理，提出了一种与普通细化算法不同的并行细化算法，并对剔除分枝的具体方法作了介绍，通过实例说明了条纹剔除的过程。

关键词 三维折射率场 干涉图像 图像处理 计算机

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折射率场中光线偏折的分析方法

6

作者 李田泽 李国智 《山东理工大学学报（自然科学版）》 CAS 1999年第4期14-18,共5页

本文分析了折射率场中偏折光线与未偏折光线在记录平面上的差异对几种情况下的偏折光线的分析方法进行了讨论,给出了相应的公式。

关键词 折射率场 偏折效应

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三维折射率场干涉条纹位移量的判读与处理方法

7

作者 李田泽 《微计算机信息》 1998年第4期49-51,共3页

本文分析了三维折射率场干涉条纹的特点，对条纹的选择、坐标标记进行了讨论，给出了计算机判读与处理干涉条纹位移量的数据处理的方法。

关键词 三维折射率场 干涉条纹 位移量 判读与处理

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利用光线偏折测定折射率场的数学再现 被引量：1

8

作者 杜文华 刘笑兰 +1 位作者 马力 王鸣 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 2001年第1期96-100,共5页

通过对光学层析技术中光线偏折角方程进行傅里叶变换 ,推导出了一种可以适用于位相物体三维折射率场的数学再现公式———卷积背投影公式 针对实际运算 ,采用了线性内插函数进行误差修正 ,并给出了具体的计算步骤 采用该公式 ,模拟重... 通过对光学层析技术中光线偏折角方程进行傅里叶变换 ,推导出了一种可以适用于位相物体三维折射率场的数学再现公式———卷积背投影公式 针对实际运算 ,采用了线性内插函数进行误差修正 ,并给出了具体的计算步骤 采用该公式 ,模拟重建的平均误差为 0 2 % ,最大误差为 5% 展开更多

关键词 光线偏折 折射率场 卷积投影公式 光学层析 激光测试

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正交有限角投影局部基函数展开法重建三维折射率场

9

作者 王祎 郝群 王涌天 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1102-1106,共5页

在对移相干涉测量三维折射率场研究的基础上,研究了正交小角度光路的设置.对于有限角度的少数投影层析重建,采用了连续可导的局部基函数展开折射率场函数.为了提高重建精度,提出了基于遗传算法的多松弛因子迭代重建算法.实验和数值仿真... 在对移相干涉测量三维折射率场研究的基础上,研究了正交小角度光路的设置.对于有限角度的少数投影层析重建,采用了连续可导的局部基函数展开折射率场函数.为了提高重建精度,提出了基于遗传算法的多松弛因子迭代重建算法.实验和数值仿真表明,正交有限角少数投影的测量方法可以有效减少测量数据量;采用连续可导的局部基函数展开,并在迭代过程中引入多个可变松弛因子,最大误差不大于5%,平均误差不大于1%的重建精度,较传统网格法提高了约40%. 展开更多

关键词 三维折射率场 层析重建 局部基函数 遗传算法

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非均匀折射率场中光传输现象研究

10

作者 朱闻睿 梁元昊 +1 位作者 王晓杰 王槿 《物理与工程》 2022年第4期30-36,共7页

海市蜃楼是一种非常有趣的光学现象,其本质是由于光在非均匀折射率介质中传输时发生的折射和全反射现象。本文基于费马原理与拉格朗日方程在理论上推导出了光在非均匀折射场的传输方程。然后通过数值模拟成功复现了光在非均匀折射场中... 海市蜃楼是一种非常有趣的光学现象,其本质是由于光在非均匀折射率介质中传输时发生的折射和全反射现象。本文基于费马原理与拉格朗日方程在理论上推导出了光在非均匀折射场的传输方程。然后通过数值模拟成功复现了光在非均匀折射场中传输的图像与相应蜃景图像。最后,通过实验研究了不同入射角度下光线传输规律和海市蜃景现象,实验结果与理论符合较好,验证了上述理论分析的正确性。 展开更多

关键词 非均匀折射率场 光传输 费马原理 拉格朗日方程

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用Radon变换迭代法重建含有遮挡物的三维折射率场

11

作者 高益庆 《南昌航空工业学院学报》 CAS 1994年第2期28-36,共9页

本文通过计算机模拟研究，结合气体折射率场的光验知识．考查了将Ｒａｄｏｎ变换迭代法用于光学干涉层析计量含有遮挡物的三维折射率场的重建精度。作为一个应用实例，测量和计算了某一截面的气体温度分布，并与热电偶测量的值进行了比较。

关键词 光学干涉 折射率场 三维重建 变换迭代度

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用Radon变换迭代法重建含有遮挡物的三维折射率场 被引量：6

12

作者 高益庆 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第1期49-54,共6页

通过计算机模拟研究，考查了Ｒａｄｏｎ变换迭代法用于光学干涉层析计量含有遮挡物三维折射率场的重建精度。作为一个应用实例，计算了某一截面的气体温度分布，并与热电偶测量的值进行了比较。

关键词 干涉层析术 折射率场 Radon变换迭代 三维

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迭代卷积重建三维折射率场的计算机模拟 被引量：4

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作者 贺安之 阎大鹏 +1 位作者 朱兆清 张家军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第9期908-913,共6页

介绍了迭代卷积重建算法的教值过程，用ＴｕｒｂｏＣ．２．０开发了该算法的实用软件．通过计算机模拟运算，考查了其重建精度、重建误差与投影方向数和迭代次数的关系．结果表明，该软件对１８０°范围内均匀投影采样，投影数为６... 介绍了迭代卷积重建算法的教值过程，用ＴｕｒｂｏＣ．２．０开发了该算法的实用软件．通过计算机模拟运算，考查了其重建精度、重建误差与投影方向数和迭代次数的关系．结果表明，该软件对１８０°范围内均匀投影采样，投影数为６，迭代次数为８～１０次，仍具有较好的重建精度． 展开更多

关键词 重建 三维折射率场 计算机模拟

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利用全息干涉层析重构三维折射率场的新方法

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作者 雷华 鲁阳 +3 位作者 潘勤敏 谢芳宁 刘正东 Rempel G L 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期926-930,共5页

介绍了一种新的重构三维折射率场的方法。该方法利用一个共焦检测系统对被测对象的像面全息干涉图进行三维扫描 ,并记录干涉强度 ,通过对强度数据的处理 ,可以重构出三维折射率场。这种方法原理简单 ,不需要进行多方向的全息干涉记录和... 介绍了一种新的重构三维折射率场的方法。该方法利用一个共焦检测系统对被测对象的像面全息干涉图进行三维扫描 ,并记录干涉强度 ,通过对强度数据的处理 ,可以重构出三维折射率场。这种方法原理简单 ,不需要进行多方向的全息干涉记录和复杂的重构过程。给出了初步的试验结果 。 展开更多

关键词 三维折射率场 图像重构 全息干涉层析 共焦检测系统 像面全息干涉图 三维扫描

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多通道F－P干涉系统及其在三维折射率场的应用 被引量：1

15

作者 闫大鹏 朱兆清 +2 位作者 王振东 贺安之 莫剑英 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第7期501-505,共5页

通过计算机模拟设计了一种用于获取三维折射率场多方向干涉图的多通道Ｆ－Ｐ干涉系统，结果表明，当利用Ｓｉｎｅ重建算法来再现三维折射率场时，六个方向的Ｆ－Ｐ干涉图能达到２．２４％的平均重建误差。作为一个应用实例，作者用该系... 通过计算机模拟设计了一种用于获取三维折射率场多方向干涉图的多通道Ｆ－Ｐ干涉系统，结果表明，当利用Ｓｉｎｅ重建算法来再现三维折射率场时，六个方向的Ｆ－Ｐ干涉图能达到２．２４％的平均重建误差。作为一个应用实例，作者用该系统获得了一个三峰温度场的多方向干涉图，并重建了其三维折射率分布。 展开更多

关键词 干涉仪 F-P干涉系统 折射率场 三维

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基于背景纹影技术的随机介质折射率场测量 被引量：2

16

作者 高磊 许东 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2653-2658,共6页

针对光线通过复杂流场时产生的光传输效应问题,提出了基于背景纹影技术的复杂折射率场测量方法,给出了根据粒子图像偏移量求解折射率场分布的计算方法和推导过程,并对该方法的分辨率与灵敏度进行了理论分析。在此基础上,对火焰上方折射... 针对光线通过复杂流场时产生的光传输效应问题,提出了基于背景纹影技术的复杂折射率场测量方法,给出了根据粒子图像偏移量求解折射率场分布的计算方法和推导过程,并对该方法的分辨率与灵敏度进行了理论分析。在此基础上,对火焰上方折射率场的分布进行了实验测量,利用粒子图像测量(PIV)技术对实验图像进行处理。结果表明:实验测量得到的空气折射率最大值为1.000 29,最小值为1.000 09,测量有效值小于0.000 1。表明该方法具有较高的测量精度,能够有效实现复杂折射率场的实时精确测量。 展开更多

关键词 背景纹影技术 随机介质 折射率场测量 摄影纹影系统 流动显示

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用光束偏转层析法计量三维强折射率场

17

作者 高益庆 《激光与光电子学进展》 CSCD 1995年第A01期220-220,共1页

关键词 折射率场 计量 光束偏转层析法

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应用背景纹影技术的温度场测量 被引量：12

18

作者 周昊 吕小亮 +1 位作者 李清毅 岑可法 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期63-67,共5页

为了重建温度场,通过试验获得存在温度场梯度分布的背景斑点图像和不存在温度场梯度分布的背景斑点图像,然后使用粒子图像处理软件对2幅图像进行互相关分析,求取背景粒子偏移量,即获得光线通过温度场以后在相机上的投影偏折角。将获取... 为了重建温度场,通过试验获得存在温度场梯度分布的背景斑点图像和不存在温度场梯度分布的背景斑点图像,然后使用粒子图像处理软件对2幅图像进行互相关分析,求取背景粒子偏移量,即获得光线通过温度场以后在相机上的投影偏折角。将获取的任意切面偏折角数据进行迭代重建,求取这一切面的折射率分布,最后根据盖斯公式和气体状态方程进行求解,获得任意切面的温度场分布,将重建结果和谱线反转法测定的温度场进行比较,温度场分布符合实际情况。试验条件较为简单,迭代重建算法也极为成熟,具有广泛应用前景。 展开更多

关键词 背景纹影技术 本生灯火焰 迭代重建法 折射率场 温度场

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球形头罩高超声速绕流流场光传输数值仿真

19

作者 李欣 许东 黄选平 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期151-154,共4页

气动光传输效应会影响导弹的制导精度,文中针对球形头罩的高速绕流流场进行了数值模拟,并对流场的光传输进行了仿真分析。首先求得绕流流场的密度分布,进而转化为非均匀变折射率场的分布;再利用光线追迹法求得光线的传输路径;最后计算... 气动光传输效应会影响导弹的制导精度,文中针对球形头罩的高速绕流流场进行了数值模拟,并对流场的光传输进行了仿真分析。首先求得绕流流场的密度分布,进而转化为非均匀变折射率场的分布;再利用光线追迹法求得光线的传输路径;最后计算得到光线通过湍流流场后的偏折量。结果表明:飞行马赫数越高,则头罩绕流流场的密度及折射率越大,光线的偏移量越大;同时,偏离头罩驻点位置越远,光线的偏移量也越大。 展开更多

关键词 高超声速流场 非均匀折射率场 光传输 数值仿真

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快速傅里叶变换迭代法在三维流场显示中的应用

20

作者 李田泽 常波 《山东工程学院学报》 2000年第2期41-43,共3页

本文在分析了快速傅里叶变换及有限观察角再现理论的基础上，使用快速傅里叶变换迭代法对三维流场中不含遮挡物的有限观察角进行了再现。

关键词 三维流场 再现算法 傅里叶变换 迭代法 折射率场

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