基于相位相关的干涉图位置和形状配准技术研究(2)
当前，抗震效果最好的干涉测试技术是同步移相干涉测试技术，该技术需要在瞬间同时采集三幅或三幅以上的移相干涉图。移相算法要求干涉图之间各点一一对应，而同步移相测试装置获取的多幅移相干涉图是在同一个CCD的不同位置上同时采集得到或者在不同的CCD上采集得到，将它们简单分离并不能使干涉图匹配精确到像素级。 针对采集的多幅干涉图的空间位置失配以及畸变问题，研究一种基于相位相关的亚像素级图像配准技术。该方法基于傅里叶变换的良好特性，即图像平移、旋转和尺度变换均在频域有对应的特征，能够高精度地实现图像间的形状和空间位置配准。本课题研究一种基于相位相关的亚像素级图像配准技术，在研究相关原理的基础上编写程序实现该算法。
2 同步移相干涉测试技术
同步移相干涉系统采用空间移相的方法[24],可以同时得到三到四幅移相干涉图, 通过高分辨设备对移相干涉图的空间同步移相和瞬态采集,再根据相减相除的原理就可以消除震动所带来的随机误差和扰动的影响。如果采用非移相干涉测量，一个CCD只需采集一幅干涉图，因此不能消除随时间变化的外界环境震动的影响。由于干涉条纹密集，难以保证参考光和测试光是共光路的，会产生一定的测量误差，因此，移相干涉测量方法的测量精度比该方法高。如果采用移相干涉测量的方法，就可以完全消除外界环境震动的影响，达到抗震的目的。
同步移相干涉技术通常先利用光学元件对参考光和测试光产生的干涉光束进行分光和移相，再对多幅存在相移的移相干涉图进行同时采集，这样确保了移相干涉测量的精度，由于多幅干涉图都是在瞬间同时采集的，通过设置CCD电子快门的不同采集时间，可以选择到对比度良好的移相干涉图，而不受外界环境震动的影响。从而还可以通过移相算法恢复被测波面。由于现有的同步移相干涉测量系统，大多使用一个CCD，经过分区同时采集3到4幅移相干涉图，这种方法极大限度地保证了采集数据信息的同步性，但也成倍地降低了干涉图的空间分辨率。
针对这一不足，后来有学者提出一种方法，即利用三部性能参数一致的CCD相机同时采集由三部同步移相干涉仪产生的干涉图 [25-27]，该方法研究的是多CCD干涉图的同步采集原理。在测量精度得到保证的前提下，不仅提高了干涉图的空间分辨率，也有利于干涉图的进一步数值分析。后来，学者们在Koliopoulos提出的同步移相干涉术基础上对系统进行分析和改进[22]，使同步移相干涉测试系统大大简化