[發明專利]一種基于質量圖區域分割的快速相位展開方法

有效

• 申請號: 201410087942.8
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103913128A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 陸軍;蘇航;董東來;李積江;張鑫;宋景豪;彭仲濤;劉偉;華威;寧召可
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于質量圖區域分割的快速相位展開方法，其特征在于：

步驟1：使用投影儀將正弦光柵投影到目標物體上，通過攝像機捕獲處理得到包裹相位圖；

步驟2：根據包裹相位圖計算質量圖，使用相位微分差分算法對質量圖進行濾波，通過質量圖來評價包裹相位精度的高低：

qmin=Σi=m-k2m+k2Σj=n-k2n+k2(Δi,jx-Δ‾m,nx)2+Σi=m-k2m+k2Σj=n-k2n+k2(Δi,jy-Δ‾m,ny)2k×k,]]>

其中，和是包裹相位在x和y方向的差分，和是k×k窗口中x和y方向差分的平均值，

步驟3：根據獲得的質量圖信息，按照質量值的由低到高將質量圖分區域，根據質量值直方圖的分布模式，自動獲得區域分割閾值：

對圖像質量圖I(x,y)，高質量區域和低質量區域的分割閾值記作T，屬于高質量區域的像素點數占整幅圖像的比例記為ω₀，其平均灰度μ₀；低質量區域像素點數占整幅圖像的比例為ω₁，其平均灰度為μ₁，圖像的總平均灰度記為μ類間方差記為g，圖像的大小為M*N，圖像中像素的灰度值小于閾值T的像素個數記作N₀，像素灰度大于閾值T的像素個數記作N₁,

N₀+N₁=M*N，ω₀+ω₁=1，μ=ωx*μ₀+ω₁*μ₁，

g=ω₀(μ₀-μ)²+ω₁(μ₁-μ)²，g=ω₀ω₁(μ₀-μ₁)²，

采用遍歷的方法得到使類間方差最大的閾值T，即為所求閾值；

步驟4：利用得到的閾值將包裹相位圖分成優先級不同的區域，優先級高的區域優先擴展，優先級低的區域隨后擴展，按照展開的先后次序將得到的區域賦予組編號，在同一區域的組具有相同的優先級；

步驟5：采用簡單路徑跟蹤相位展開算法完成區域的相位展開：分別在不同優先級區域中選擇一個起始點，將起始點按其左、上、右、下的次序擴展得到4個節點，如果這4個節點在本區域，將得到的4個節點依次放入open表，將起始點放入close表中，并令其絕對相位為零；

步驟6：從open表中取出第一個節點，進行相位展開，

式中φ_A(r,c)為待展開處(r,c)的絕對相位，φ_A(r′,c′)為(r′,c′)處已展開的絕對相位，(r′,c′)為(r,c)鄰域中的一個點，且其在close表中，θ為閾值，此處取θ=π，Δφ=φ_W(r,c)-φ_W(r′,c′)，φ_W(r,c)為(r,c)處的包裹相位，φ_W(r′,c′)為(r′,c′)處的包裹相位；將展開的節點放入close表中并按其左、上、右、下的次序擴展得到4個節點，如果這4個節點在本區域中且不在close表中和open表中，將得到的這4個節點依次放入open表中；重復步驟6直到open表為空，完成區域的相位展開；

步驟7：按照優先級從高到低的順序，將相位展開后的組合并：將被低優先級組包圍的孤立高優先級組同周圍已經完成相位展開合并的低優先級組進行合并，得到最終絕對相位圖。