[發明專利]一種干涉環自動計數系統及計數方法

無效

• 申請號: 200910039551.8
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101629803A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 馬文華;李心廣;林江豪;鄧雪華;鞏文科
• 申請（專利權）人: 廣東外語外貿大學
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G01B11/02;G01J9/02;G01N3/00;G01N21/45
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 禹小明

1.一種干涉環自動計數系統，其包括利用邁克爾遜干涉儀形成干涉環并成像于光屏上的干涉環光學成像模塊，其特征還包括利用CCD傳感器將干涉環光信號轉化為電信號的圖像信號捕獲與轉換模塊、將來自CCD傳感器的電信號轉化為數字信號的數據采集與傳輸模塊，以及接收來自數據采集與傳輸模塊的數字信號并對其進行處理的微機數據處理模塊，該微機數據處理模塊對數字信號進行數字濾波及波形圖像顯示，自動獲取圖像像素的有效參考點，并根據有效參考點的梯度的變化及干涉環中心對應像素點灰度值與閾值的比較來判斷干涉環的變化，實現對干涉環的自動計數，其中閾值為波形中灰度值最大值與最小值的均值；

該微機數據處理模塊包括有效參考點自動搜尋子模塊，有效參考點自動搜尋子模塊包括獲取波形圖像像素的閾值，并從像素中獲取與干涉環中心對應的像素變化量最大的位置，并在該位置的像素值處于最大值或最小值時，由該位置向圖像信號兩邊延伸到像素值等于閾值處之間的范圍定為有效參考范圍；有效參考點為2個，參考范圍的兩個端點為上述2個有效參考點；

該微機數據處理模塊通過判斷參考范圍兩邊緣波形的像素點x_l的切線l和x_r點的切線r的梯度值和的變化，其中x_l和x_r點的梯度計算分別如下：

判斷x_l點和x_r點的梯度值和的正負變化情況既能判斷干涉環的變化。

2.根據權利要求1所述的干涉環自動計數系統，其特征在于：該微機數據處理模塊包括有效參考點梯度判斷子模塊，該像素點梯度判斷子模塊通過參考范圍兩邊緣像素的梯度值的變化來判斷條紋的變化，實現條紋計數。

3.根據權利要求1或2所述的干涉環自動計數系統，其特征在于：該CCD傳感器為線陣CCD傳感器，該微機數據處理模塊通過軟件編程實時地將數字信號回放到軟件界面上。

4.一種干涉環自動計數方法，其通過發光器發出干涉光源，利用干涉環光學成像模塊將干涉光源形成干涉環并成像于光屏上，其特征在于還包括以下步驟：

a.利用CCD傳感器捕捉干涉環，并利用圖像信號捕獲與轉換模塊將干涉環的光信號轉化為電信號，然后利用數據采集及傳輸模塊將來自CCD傳感器的電信號轉化為數字信號；

b.通過微機數據處理模塊接收來自數據采集及傳輸模塊的數字信號，對數字信號進行數字濾波及波形圖像顯示，自動獲取圖像像素的有效參考點，并根據有效參考點的梯度的變化及干涉環中心對應像素點灰度值與閾值的比較來判斷干涉環的變化，實現對干涉環的自動計數，其中閾值為波形中灰度值最大值與最小值的均值；

在步驟b中，該微機數據處理模塊獲取像素的閾值T，并從像素中獲取與干涉環中心對應的像素值變化量最大的位置，并在該位置的像素值處于最大值或最小值時，由該位置向波形兩邊延伸到像素值等于閾值處之間的范圍定為參考范圍；有效參考點為2個，參考范圍的兩個端點為上述2個有效參考點；

該微機數據處理模塊通過判斷參考范圍兩邊緣波形的像素點x_l的切線l和x_r點的切線r的梯度值和的變化，其中x_l和x_r點的梯度計算分別如下：

判斷x_l點和x_r點的梯度值和的正負變化情況既能判斷干涉環的變化。

5.根據權利要求4所述的干涉環自動計數方法，其特征在于：該微機數據處理模塊在判斷x_l點與x_r點梯度的同時，還根據干涉環中心對應的像素點的灰度值x_{max_i}與閾值T的判斷結果判斷干涉環的變化，當x_{max_i}＜T時，干涉環中心由亮變為暗，當x_{max_i}＞T時，干涉環中心由暗變為亮。