干涉图像数字化处理技术

　　引言

　　在光学测量中，干涉计量是一种常用的方法.传统的干涉计量是利用各种干涉仪形成干涉条纹，再通过读数显微镜〔’〕或拍照〔’〕的方法对干涉条纹进行记录、处理，显然这种方法耗时长、测量精度低，且不能实现自动测量.

　　电子通讯和计算机技术的迅速发展，给古老的光学仪器带来了勃勃生机，使传统仪器的更新换代成为可能.对干涉计量仪器来说，如干涉读数显微镜、迈克尔逊干涉仪和Mirau干涉显微镜等.若能利用现代技术实现自动测量，则既可省时省力，又可避免人为测量误差.因此，干涉图像的数字化测量对很多计量仪器都有实际应用价值，且为现代测量仪器的研制提供了一种参考方法.

　　1干涉图像数字化方法

　　干涉图像通常是一幅稳定的模拟信号图像，在干涉场上的光强随空间分布的位置不同而不同，即光强是空间坐标的函数，表示为I(x，y，z).为了实现干涉图像的自动测量，一定要利用计算机进行数据处理，而计算机只能处理数字信号，因此干涉图像的模拟信号先要转化为数字信号，才能被计算机接受.

　　干涉图像如何变为数字图像，作者利用目前先进的CCD摄像机，原理框图如图1.人射光经过干涉仪形成干涉图像，用CCD摄像机把干涉图像摄到CCD靶面上，靶面上输出的是经过光电转换后的模拟电信号，后接帧采集卡是把模拟信号变为数字信号输人到计算机，然后利用计算机进行数字图像处理，最后输出测量结果.

　　2数字图像的计算机处理

　　干涉团像本身带有很多嗓声(如图2牛顿环).它的像质不高.圆形干涉条纹上亮暗条纹的光强变化是连续的。要进行计量就要精确定位亮暗条纹的位置。因此传统的显微读数法测鼠精度是不够的.现在把干涉图像转变为数字图像.计算机在进行测奄前.首先要把质量不高的数字图像进行图像处理，这对提高测量精度是很有好处的。

　　图像处理过程分为两类:一类视为静态处理(即先拍下一幅干涉条纹图像);另一类视为动态处理(即当捕获到干涉条纹时马上进行处理).前者，要先载入BMP位图文件，由于图像的对比度不足，首先要进行增大图像灰度级的工作;然后进行轮廓追踪算法.确定干涉条纹的亮暗位置;最后对干涉条纹进行效值计量，给出测量参数的结果.后者，多了冻结屏幕这，步，其它与前类相同.下面简要介绍儿种图像处理方法.

　　2.1图像的平滑化

　　图像的平滑化是去除图像中点状噪声的有效方法，平滑化，般采用平均值法和中值滤波法甲平均值法是·种线性处理技术.可采用如图3所示的一个3x3的模板，这种方法在除噪声的同时，会降低图像对比度.使图像轮廓模湖.为避免这·缺陷，可采用如图4模板，这样，一pr除噪声。二能较好保留原图像的对比度