[发明专利]基于傅里叶变换的干涉离焦像散斑转向判别方法

说明书

本发明公开了一种基于傅里叶变换的干涉离焦像散斑转向判别方法，步骤(1)、利用干涉粒子成像系统，获取任意转向下透明椭球粒子的干涉离焦像；步骤(2)、利用MATLAB对干涉离焦像进行傅里叶变换处理；步骤(3)、对图像处理结果二值化，得到傅里叶变换处理的中心亮斑；步骤(4)、利用椭圆圈出亮斑，沿椭圆长轴方向画线得到亮斑转向；步骤(5)、做步骤(3)中亮斑转向的垂线，垂线方向即为干涉离焦像散斑转向。本发明可以实现粒子干涉离焦像的散斑转向判别，进而实现粒子的转向判别，为复杂粒子场测量提供技术支持。

技术领域

本发明涉及光学系统中椭球粒子的测量技术领域，特别是涉及一种复杂粒子干涉离焦像散斑转向的判别方法。

背景技术

干涉粒子成像技术具有精度高、测量范围广和非接触等优点，因此广泛应用于粒子测量领域。在测量过程中，透明球形粒子的干涉聚焦像为两点像，干涉离焦像为明暗相间的条纹图像，通过分析干涉聚焦像或干涉离焦像可获取粒子尺寸、位置坐标和运动速度等信息。透明椭球粒子的干涉离焦像为散斑图像，粒子转向的变化导致干涉离焦像散斑转向的变化，通过分析散斑的转向信息可获取粒子的转向信息，因此，干涉离焦像的散斑转向判别具有重要意义。

利用干涉粒子成像技术实现透明椭球粒子测量中，专利CN103868831A提出一种《云粒子谱分布测量方法及测量系统》，通过离焦干涉图和退偏离焦干涉图实现云粒子的相态判别。

目前，现有技术中还没有对透明椭球粒子干涉离焦像散斑转向判别的实例。

发明内容

在上述现有技术的基础上，本发明提出了一种基于傅里叶变换的干涉离焦像散斑转向判别方法，通过对干涉离焦像的傅里叶变换获取散斑转向，适用于光学系统中透明椭球粒子的测量。

本发明的一种基于傅里叶变换的干涉离焦像散斑转向判别方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、利用干涉粒子成像系统，获取任意转向下透明椭球粒子的干涉离焦像；

步骤2、利用MATLAB对干涉离焦像进行傅里叶变换处理，对傅里叶变换处理的结果图像进行二值化，得到傅里叶变换处理的中心亮斑；

步骤3、利用椭圆圈出亮斑，沿椭圆长轴方向画线得到亮斑转向；

步骤4、做步骤3中亮斑转向的垂线，垂线方向即为干涉离焦像散斑转向。

本发明可以实现透明椭球粒子干涉离焦像的散斑转向判别，进而实现透明椭球粒子的转向判别，为复杂粒子场测量提供技术支持。

附图标记

图1为本发明的透明椭球粒子干涉离焦像散斑转向判别方法流程图。

图2为干涉粒子成像系统实例结构图，其中：1、激光器，2、显微物镜，3、空间滤波器，4、准直透镜，5、柱面镜一，6、柱面镜二，7、载玻片，8、成像透镜，9、CCD。

图3为干涉离焦像及处理结果示意图，其中：(a)-(d)是具有不同散斑转向的透明椭球粒子干涉离焦像；(e)-(h)是干涉离焦像的傅里叶变换处理结果；(i)-(l)干涉离焦像散斑放大和干涉离焦像傅里叶亮斑放大的组合图像。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步的详细描述。

实施例1：干涉粒子成像系统