《數(shù)字光學測量技術和應用》內容翔實。
作為一本研究性著作,《數(shù)字光學測量技術和應用》全面介紹了光學測量學科的基本原理、前沿進展和工程應用。
而作為一本教科書,《數(shù)字光學測量技術和應用》具有豐富的教學功能,如已解習題、案例研究和文本框,使讀者能夠理解底層物理學原理和功能。
同時,《數(shù)字光學測量技術和應用》具有嚴謹?shù)膮⒖嘉墨I,可供讀者進一步擴展研究?傮w來說,《數(shù)字光學測量技術和應用》為科學和工程領域的人員了解光學測量的*概念提供了一份極有價值的資料。
35年前,數(shù)字處理技術在發(fā)展的早期階段只是少數(shù)光學成像和測量系統(tǒng)的一小部分。然而,電荷耦合器件(CCD)等電子成像器件的出現(xiàn)引領了未來的希望,因為它們在為現(xiàn)有的光學測量技術提供人性化和經濟驅動的解決方案方面表現(xiàn)出很大的潛力,因此能夠克服障礙并滿足21世紀技術的需求。
通過將圖像處理技術(諸如數(shù)字圖像和信號處理方面的相關工具)與光學測量系統(tǒng)集成,人們已經設計出光學測量系統(tǒng)的數(shù)字對應物。這個集成過程不僅把模擬方法的優(yōu)勢轉化為數(shù)字方法,而且?guī)砹艘幌盗腥碌墓夤δ埽@些功能是不可能以各自的模擬形式存在的。此外,集成化還提高了測量效率和精度。
模擬方法與數(shù)字數(shù)據(jù)處理的結合是過去幾十年中最引人注目的成功案例之一。它們的綜合協(xié)同作用不僅使我們能夠處理更復雜的問題,而且還為創(chuàng)新解決方案的提出創(chuàng)造了機制,而這些全新的工作方式是以前無法想象的。這種協(xié)同作用還為控制相關過程以及管理信息及其流動提供了一種穩(wěn)健的手段。
數(shù)字信息處理和分析與光學計量的協(xié)調發(fā)展使得其功能范圍具備顯著增加的潛力,為探索當前和未來世界開辟了令人鼓舞的研究途徑。復雜性的提高反映了一項重要需求,即要求科學和工程學的學生增強對數(shù)字數(shù)據(jù)處理和光學計量學的基本理解和必要技能。本書就是基于這個觀點并作為《光學測量技術和應用》(Artech House.1997)的續(xù)篇而寫的。
大多數(shù)科技領域的進展都具有不斷深化的多學科特征,這一直在緩慢但穩(wěn)步地促進著圖書出版業(yè)的轉變。將不同領域的專家小組聚集在一起,目的是通過適應或更接近教科書,而不是參考書的風格來處理廣泛的學科。作為這種轉變的一個例子,本書旨在達成以下期望:本書涵蓋的所有主題都經過刻意的選擇和呈現(xiàn),以使讀者能夠理解它們的底層物理學原理和功能,進而掌握本學科的統(tǒng)一方法。本書以教學式風格闡述了這些元素,并提供了對該領域最新進展的深入理解。本書自始至終都采用已解習題、應用、案例研究和包含背景材料的文本框,幫助讀者擴大對這一主題的理解。
我想借此機會向所有為本書做出貢獻的作者們表示感謝,感謝他們深厚的團結精神,同時感謝他們及時響應我的各項請求。
普拉莫德·拉斯托吉(Pramod Rastogi),教授,在德里的印度理工學院獲得機械工程學碩士學位,并在法國弗朗什一孔泰大學獲得博士學位。他1978年加入瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)。他在同行評審收錄期刊撰寫或發(fā)表超過150篇科學論文。拉斯托吉教授也是百科全書文章的作者,并出版了好幾本光學計量領域的著作。
拉斯托吉教授是2014年國際光學工程協(xié)會丹尼斯·加博爾獎(Dennis Gabor Award)獲得者,他是瑞士工程科學學院的成員、光學儀器工程師協(xié)會會員(1995年)和美國光學學會院士(1993年)。他也是Het6nyi獎獲得者,以表彰他1982年發(fā)表在Experimental Mechanics(《實驗力學》)上具影響力的論文。拉斯托吉教授是愛思唯爾(Elsevier)出版公司、工程國際期刊Optics and Lasers (《光學和激光》)的首席共同主編。
第1章 數(shù)字圖像處理
1.1 簡介
1.2 傅里葉光學分析
1.2.1 頻域傳遞響應
1.2.2 相機傳遞函數(shù)的理想特性
1.2.3 采樣和圖像重建
1.3 數(shù)字復原濾波器
1.3.1 反卷積核的生成
1.3.2 有用的窗函數(shù)
1.3.3 使用快速傅里葉變換進行復原
1.4 局部區(qū)域對比度增強
1.4.1 熱成像儀的LACE算法
1.4.2 反射成像儀的LACE算法
1.5 小結
參考文獻
第2章 干涉法光學表面檢測
2.1 干涉儀基本原理
2.1.1 光的波性質使得干涉成為可能
2.1.2 表面測量干涉儀類型
2.2 商業(yè)干涉儀
2.2.1 商業(yè)干涉儀概述
2.2.2 附加功能和附件
2.2.3 曲率半徑測量
2.3 采用商業(yè)干涉儀測量平面和球面的實際問題
2.3.1 搭建硬件并對準
2.3.2 軟件設置
2.3.3 校準
2.3.4 處理數(shù)據(jù)
2.3.5 測量不確定度的估計
2.4 非球面的測量
2.4.1 非球面的定義及類型
2.4.2 非球面零位測試的配置
2.5 使用計算機生成的全息圖進行非球面測量
2.5.1 CGH干涉儀的工作原理
2.5.2 CGH的設計
2.5.3 CGH的制造
2.5.4 CGH測試的對準
2.5.5 數(shù)據(jù)削減
2.5.6 誤差分析
參考文獻
第3章 相移干涉測量法
3.1 干涉儀方程
3.2 三幀法
3.3 四幀法
3.4 最小二乘算法
3.5 Carre算法
3.6 Hariharan法
3.7 相移步進算法設計
3.8 相移步進技術及應用
3.8.1 機械步進
3.8.2 光柵方法
3.8.3 基于Pancharatnam相位的方法
3.8.4 空間方法
參考文獻
第4章 數(shù)字全息成像的系統(tǒng)方法及其在干涉測量中的應用
4.1 介紹
4.2 記錄數(shù)字全息圖
4.3 數(shù)字全息方法中的數(shù)值重建
4.3.1 基于卷積法的重建
4.3.2 基于菲涅耳近似的重建
……
第5章 數(shù)字散斑圖案干涉測量
第6章 數(shù)字圖像相關法
第7章 數(shù)字條紋投影輪廓測量
第8章 數(shù)字光彈
第9章 數(shù)字粒子圖像測速技術
第10章 光纖傳感器
第11章 光學相干層析成像:原理、實現(xiàn)及在眼科中的應用