数字全息中基于优化Harris角点的相位拼接算法

孔明; 郝玲; 刘维; 王道档; 许新科; 李芹

doi:10.3788/IRLA201948.1126002

数字全息中基于优化Harris角点的相位拼接算法

doi: 10.3788/IRLA201948.1126002

孔明¹,
郝玲¹,
刘维^1, ,,
王道档^1,2,
许新科¹,
李芹³

1.
中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州 310018;
2.
桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室培育基地,广西桂林 541004;
3.
青岛市计量技术研究院,山东青岛 266100

基金项目:

浙江省自然科学基金（LY19F050008）;国家自然科学基金（51775528）;中国博士后科学基金（188766）;广西光电信息处理重点实验室（GD18205）

详细信息

作者简介:
孔明(1978-),男,教授,博士,主要从事光电检测、精密仪器方面的研究。Email:mkong@cjlu.edu.cn

通讯作者: 刘维(1985-),女,实验师,硕士,主要从事数字全息、精密仪器方面的研究。Email:liuw@cjlu.edu.cn

中图分类号: O438.1

Phase splicing algorithm based on optimized Harris corner in digital holography

Kong Ming¹,
Hao Ling¹,
Liu Wei^{1
, ,},
Wang Daodang^1,2,
Xu Xinke¹,
Li Qin³

1.
College of Metrology and Measurement Engineering,China Jiliang University,Hangzhou 310018,China;
2.
Guangxi Key Laboratory of Optoelectronic Information Processing,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,China;
3.
Qingdao Institute of Measurement Technology,Qingdao 266100,China

摘要: 针对数字全息技术中测量面积受限的问题，提出基于优化Harris角点算法的拼接算法实现相位的双方向拼接。在获取数字全息图像时，保证相邻区域具有部分重叠，再对获得的物体的各子孔径相位图像进行拼接；用Harris角点算法检测角点密集区域为匹配模板，可高效且精准地确定重叠区域，结合高斯尺度空间和金字塔匹配思想对算法进行优化，通过加权融合实现三维形貌的再现相位拼接。以玻璃样板为实验对象，完成了物体再现相位的双方向拼接。实验结果表明：该拼接方法能够有效扩大数字全息测量物体的测量面积，并保证了较高的拼接准确度。
- 数字全息 /
- Harris角点算法 /
- 高斯尺度空间 /
- 相位拼接
Abstract: Aiming at the problem of limited measurement area in digital holography, a splicing algorithm based on optimized Harris corner algorithm was proposed to realize phase bidirectional splicing. In the process of acquiring digital holographic images, it was ensured that adjacent regions had a certain overlapping portion, and the phase images of the sub-apertures of the obtained objects were spliced; the Harris corner algorithm was used in the splicing to select the corner-dense regions as matching templates, which was efficient and accurate to determine the overlapping region, combined the Gaussian scale space and the pyramid matching idea to optimize the algorithm, and the phase splicing of the 3-D surface reconstruction was realized by weighted fusion. Taking the glass template as the experimental object, the bidirectional splicing of the phase of the object reproduction was completed. The experimental results show that the splicing method could effectively enlarge the measurement area of digital holographic objects and ensured high splicing accuracy.
- digital holography /
- Harris corner algorithm /
- Gaussian scale space /
- phase splicing

[1]	Dai Shijie, Fu Jinsheng, Zhang Huibo, et al. Revised system calibration method of analogy binocular based on fringe projection profilometry[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9):0917003. (in Chinese)
[2]	Zhou Yi. Three-dimensional topography and its super-resolution measurement of micro/nano structures based on white-light microscopy interferometry[D]. Beijing:University of Chinese Academy of Sciences, 2018:11-21. (in Chinese)
[3]	Xie Xiaolong. Research on wavefront testing technology based on point diffraction interferometer[D]. Nanjing:Nanjing University of Science And Technology, 2014:10-18. (in Chinese)
[4]	Zhao Yadi, Cao Xiaohua, Chen Bo, et al. Digital holography subpixel displacement aperture synthesis[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(6):0626002. (in Chinese)
[5]	Luo Peng, Lv Xiaoxu, Zhong Liyun. Recording and reconstruction of near-distance digital holography[J]. Acta Optica Sinica, 2007(10):1735-1739. (in Chinese)
[6]	Kan Youxun. Research on 3D reality reconstruction technology based on multi-sources measurement data fusion[D]. Wuhan:China University of Geosciences, 2017:16-37. (in Chinese)
[7]	Yang Cheng, Xu Xiaogang, Wang J G. Research on importance of image mosaic technology[J]. Computer Science, 2016, 43(S2):133-135. (in Chinese)
[8]	Zhang Shaoyu. Point cloud registration method based on SIFT feature points[J]. Computer and Digital Engineering, 2018, 46(3):449-453. (in Chinese)
[9]	Cai Huaiyu, Wu Xiaoyu, Zhuo Liran, et al. Fast SIFT image stitching algorithm combining edge detection[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11):1126003. (in Chinese)
[10]	Ren Lisheng, Wang Lizhong. Analysis of image matching algorithm for corner detection based on curvature scale space[J]. Electronic Technology Application, 2016, 42(12):112-114, 118. (in Chinese)
[11]	Zhu Jianming, Li Jigang, Li Xiaoru, et al. Corner detection algorithm based on grey absolute correlation degree[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2014, 35(6):1230-1238. (in Chinese)
[12]	Li Qin, Liu Wei, Wang Daodang, et al. Four directions least-square phase unwrapping algorithm based on shearing interferometry and second derivative of quality weight[J]. Journal of OptoelectronicsLaser, 2018, 29(6):618-626. (in Chinese)

[1]	王宇, 温凯, 张美玲, 马英, 刘旻, 郑娟娟, 郜鹏. 数字全息显微中自动调焦技术及其应用（封面文章）（特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200530-1-20200530-25. doi: 10.3788/IRLA20200530
[2]	金其文, 关键, 吴学成. 数字全息在线监测300 MW机组煤粉细度试验研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20200456-1-20200456-9. doi: 10.3788/IRLA20200456
[3]	任宏, 卜远壮, 王茜, 李玉, 杜艳丽, 弓巧侠, 李金海, 马凤英, 苏建坡. 高图像配准精度的非相干数字全息彩色成像 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200022-1-20200022-6. doi: 10.3788/IRLA20200022
[4]	张敏敏, 田珍耘, 熊元康, 马凤英, 弓巧侠, 潘志峰, 杜艳丽. 非相干光自干涉数字全息成像技术研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1224001-1224001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1224001
[5]	王岩, 马宏伟, 王星. 基于数字全息干涉技术的动态超声场成像与检测 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1125001-1125001(11). doi: 10.3788/IRLA201948.1125001
[6]	朱晓婷, 刘雁翔, 郭锐, 刘荣忠, 武军安. 末敏弹线阵红外图像的Harris角点检测优化算法 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 149-155. doi: 10.3788/IRLA201948.S226004
[7]	张文辉, 曹良才, 金国藩. 大视场高分辨率数字全息成像技术综述 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 603008-0603008(17). doi: 10.3788/IRLA201948.0603008
[8]	闫浩, 隆军, 刘驰越, 潘淑媛, 左超, 蔡萍. 数字全息技术及散斑干涉技术在形变测量领域的发展及应用 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 603010-0603010(13). doi: 10.3788/IRLA201948.0603010
[9]	曾雅楠, 卢钧胜, 常新宇, 刘源, 胡晓东, 卫勇, 王艳艳. 数字像面全息显微技术的降噪方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 524003-0524003(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0524003
[10]	曹良才, 何泽浩, 赵燕, 金国藩. 面向层结构的角谱传播计算全息算法(特邀) . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 603001-0603001(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0603001
[11]	赵亚迪, 曹晓华, 陈波, 孙天齐. 数字全息亚像素位移综合孔径方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 626002-0626002(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0626002
[12]	温泉, 杨丽薇, 赵尚弘, 方英武, 王轶, 丁西峰, 林涛. 天基激光清除小尺度空间碎片变轨模型研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 329004-0329004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0329004
[13]	方英武, 赵尚弘, 杨丽薇, 王轶, 楚兴春, 蒙文, 林宝勤. 地基激光辐照近地轨道小尺度空间碎片作用规律研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 229002-0229002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0229002
[14]	张晓磊, 张祥朝, 肖虹, 徐敏. 针对结构表面的数字全息相位重构散斑去除方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 726002-0726002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0726002
[15]	崔珊珊, 李琦. 基于小波变换的太赫兹数字全息再现像去噪研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1836-1840.
[16]	周皓, 顾济华, 陈大庆. 数字全息多平面成像技术研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 513-518.
[17]	王添, 于佳, 杨宇, 闫高宾, 王金城. 数字全息显微测量中相位畸变的矫正方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3615-3620.
[18]	范俊叶, 尹博超, 王文生. 双曝光数字全息三维变形测试 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1582-1586.
[19]	闫力松, 王孝坤, 罗霄, 郑立功, 张学军. 采用三角剖分算法的子孔径拼接检测技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1793-1797.
[20]	龚俊亮, 何昕, 魏仲慧, 朱弘, 郭立俊. 采用尺度空间理论的红外弱小目标检测方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2566-2573.

点击查看大图

计量

文章访问数: 629
HTML全文浏览量: 144
PDF下载量: 24
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

数字全息中基于优化Harris角点的相位拼接算法

doi: 10.3788/IRLA201948.1126002

作者简介:
孔明(1978-),男,教授,博士,主要从事光电检测、精密仪器方面的研究。Email:mkong@cjlu.edu.cn

通讯作者: 刘维(1985-),女,实验师,硕士,主要从事数字全息、精密仪器方面的研究。Email:liuw@cjlu.edu.cn

Phase splicing algorithm based on optimized Harris corner in digital holography

计量

数字全息中基于优化Harris角点的相位拼接算法

doi: 10.3788/IRLA201948.1126002

1. 中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州 310018;

2. 桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室培育基地,广西桂林 541004;

3. 青岛市计量技术研究院,山东青岛 266100

作者简介:
孔明(1978-),男,教授,博士,主要从事光电检测、精密仪器方面的研究。Email:mkong@cjlu.edu.cn

通讯作者: 刘维(1985-),女,实验师,硕士,主要从事数字全息、精密仪器方面的研究。Email:liuw@cjlu.edu.cn

English Abstract

Phase splicing algorithm based on optimized Harris corner in digital holography

1. College of Metrology and Measurement Engineering,China Jiliang University,Hangzhou 310018,China;

2. Guangxi Key Laboratory of Optoelectronic Information Processing,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,China;

3. Qingdao Institute of Measurement Technology,Qingdao 266100,China

全文HTML

目录

留言板

数字全息中基于优化Harris角点的相位拼接算法

doi: 10.3788/IRLA201948.1126002

作者简介: 孔明(1978-),男,教授,博士,主要从事光电检测、精密仪器方面的研究。Email:mkong@cjlu.edu.cn

通讯作者: 刘维(1985-),女,实验师,硕士,主要从事数字全息、精密仪器方面的研究。Email:liuw@cjlu.edu.cn

Phase splicing algorithm based on optimized Harris corner in digital holography

计量

出版历程

数字全息中基于优化Harris角点的相位拼接算法

doi: 10.3788/IRLA201948.1126002

1. 中国计量大学 计量测试工程学院,浙江 杭州 310018; 2. 桂林电子科技大学 广西光电信息处理重点实验室培育基地,广西 桂林 541004; 3. 青岛市计量技术研究院,山东 青岛 266100

作者简介: 孔明(1978-),男,教授,博士,主要从事光电检测、精密仪器方面的研究。Email:mkong@cjlu.edu.cn

通讯作者: 刘维(1985-),女,实验师,硕士,主要从事数字全息、精密仪器方面的研究。Email:liuw@cjlu.edu.cn

English Abstract

Phase splicing algorithm based on optimized Harris corner in digital holography

1. College of Metrology and Measurement Engineering,China Jiliang University,Hangzhou 310018,China; 2. Guangxi Key Laboratory of Optoelectronic Information Processing,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,China; 3. Qingdao Institute of Measurement Technology,Qingdao 266100,China

全文HTML

目录

作者简介:
孔明(1978-),男,教授,博士,主要从事光电检测、精密仪器方面的研究。Email:mkong@cjlu.edu.cn

1. 中国计量大学计量测试工程学院,浙江杭州 310018;

2. 桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室培育基地,广西桂林 541004;

3. 青岛市计量技术研究院,山东青岛 266100

作者简介:
孔明(1978-),男,教授,博士,主要从事光电检测、精密仪器方面的研究。Email:mkong@cjlu.edu.cn