[發明專利]基于絕對相位恢復的四步相移方法

有效

• 申請號: 201010592312.8
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102155924A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 崔海華;戴寧;吳勇輝;廖文和;程筱勝
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G01J9/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

1.一種基于絕對相位恢復的四步相移方法，其特征在于由以下步驟組成：

步驟1、計算機生成光柵編碼條紋圖像：

通過程序編制生成四幅正弦編碼條紋圖像，圖像的光強分布滿足式(1)-(4),

???????????????(1)

?????????????????????(2)

?????????????????????(3)

???????????????????????(4)

其中，、、、分別為第一、二、三、四幅光柵編碼條紋圖像中像素坐標為的光強灰度值,?為背景光強，為條紋幅值；絕對相位標識圖案設置在第一幅編碼條紋圖像的任一第條條紋中；為絕對相位標識系數，當且僅當且時，=0，否則，=1，表示坐標為的像素點所在的條紋的序號；為光柵編碼條紋圖像中坐標為的像素點的相位值，當編碼條紋是水平條紋時，；當編碼條紋是豎直條紋時，，為正弦編碼條紋的周期；

步驟2、編碼條紋圖案的投射和被測物體圖像的采集：

調整數字投影設備參數，將步驟1所述四幅正弦編碼條紋圖像按順序依次通過數字式投影設備投射到被測物表面，并用數字相機按相應的順序依次對被測物進行圖像采集，獲得四幅帶有編碼條紋的被測物體圖像；

步驟3、調制度求解：

對步驟2采集的被測物體的四幅圖像，提取四幅圖像中同一位置點的像素灰度值、、、，根據公式(5)至(10)分別計算該位置點的像素的調制度和平均調制度；

計算每個位置點的像素的調制度值：

???????????(5)

計算每個位置點的像素的平均調制度值：

用第2、3、4幅計算：???(6)

用第1、3、4幅計算：?????(7)

用第1、2、4幅計算：?????(8)

用第1、2、3幅計算：?????(9)

平均調制度：????????????????????????????(10)

步驟4、分別對每個位置點的像素的和進行比較：

凡是和不相等的，則表示該位置點的像素是組成絕對相位圖案的像素，滿足該條件的像素稱為絕對相位位置區域以內的像素；凡是和相等的，則表示該位置點的像素不是組成絕對相位圖案的像素，滿足該條件的像素稱為絕對相位位置區域以外的像素；

步驟5、解相位：

對絕對相位位置區域以外的每個像素，采用四步相移算法按公式(11)解相位；對絕對相位位置區域以內的每個像素，采用三步相移算法按公式(12)解相位，

?????????????????????????(11)

??????????????????????????????(12)?。

2.一種基于絕對相位恢復的四步相移方法，其特征在于由以下步驟組成：

步驟1、計算機生成光柵編碼條紋圖像：

通過程序編制生成四幅正弦編碼條紋圖像，圖像的光強分布滿足式(13)-(16),

??????????????????????????(13)

?????????????????????(14)

???????????????(15)

???????????????????????(16)

其中，、、、分別為第一、二、三、四幅光柵編碼條紋圖像中像素坐標為的光強灰度值,?為背景光強，為條紋幅值；絕對相位標識圖案設置在第三幅編碼條紋圖像的任一第條條紋中；為絕對相位標識系數，當且僅當且時，=0，否則，=1，表示坐標為的像素點所在的條紋的序號；為光柵編碼條紋圖像中坐標為的像素點的相位值，當編碼條紋是水平條紋時，；當編碼條紋是豎直條紋時，，為正弦編碼條紋的周期；

步驟2、編碼條紋圖案的投射和被測物體圖像的采集：

調整數字投影設備參數，將步驟1所述四幅正弦編碼條紋圖像按順序依次通過數字式投影設備投射到被測物表面，并用數字相機按相應的順序依次對被測物進行圖像采集，獲得四幅帶有編碼條紋的被測物體圖像；

步驟3、調制度求解：

對步驟2采集的被測物體的四幅圖像，提取四幅圖像中同一位置點的像素灰度值、、、，根據公式(17)至(22)分別計算生成該位置點的像素的調制度和平均調制度；

計算每個位置點的像素的調制度值：

????????????????(17)

計算每個位置點的像素的平均調制度值：

用第2、3、4幅計算：??????????(18)

用第1、3、4幅計算：???????????(19)

用第1、2、4幅計算：??????????(20)

用第1、2、3幅計算：???????????(21)

平均調制度：?????????????????????????????????(22)

步驟4、分別對每個位置點的像素的和進行比較：

凡是和不相等的，則表示該位置點的像素是組成絕對相位圖案的像素，滿足該條件的像素稱為絕對相位位置區域以內的像素；凡是和相等的，則表示該位置點的像素不是組成絕對相位圖案的像素，滿足該條件的像素稱為絕對相位位置區域以外的像素；

步驟5、解相位：

對絕對相位位置區域以外的每個像素，采用四步相移算法按公式(23)解相位；對絕對相位位置區域以內的每個像素，采用三步相移算法按公式(24)解相位，

?????????????????????????(23)

??????????????????????????????(24)。