[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于最小二乘法的高光物體表面相位快速恢復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410129051.4
• 申請(qǐng)日: 2014-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103925889A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶寇準(zhǔn);常智勇;盧津;孫博洋;江奔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/25
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/25
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專(zhuān)利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種基于最小二乘法的高光物體表面相位快速恢復(fù)方法，其特征在于：采用以下

步驟：

步驟1：基于投影柵相位法投射N(xiāo)張正弦光柵到被測(cè)物體表面，進(jìn)而采集得到N張光柵圖片，采用以下步驟確定光柵圖片中要參與相位計(jì)算的有效像素點(diǎn)：

步驟1.1：對(duì)于像素坐標(biāo)為(x,y)的像素點(diǎn)，依據(jù)其在N張光柵圖片中的灰度值，統(tǒng)計(jì)該像素點(diǎn)處于區(qū)間[0，255)內(nèi)的灰度值對(duì)應(yīng)的光柵圖片的張數(shù)m，若m滿足3≤m≤N，則該像素點(diǎn)為初步有效像素點(diǎn)；

步驟1.2：針對(duì)初步有效像素點(diǎn)在步驟1.1所述m張光柵圖片中的灰度值，若共計(jì)m-1個(gè)相鄰灰度值的相移量只等于δ或δ-2π，則該初步有效像素點(diǎn)為有效像素點(diǎn)；其中δ=2π/N；

步驟1.3：重復(fù)步驟1.1至步驟1.3，對(duì)所有像素點(diǎn)進(jìn)行判斷，得到光柵圖片中要參與相位計(jì)算的有效像素點(diǎn)；

步驟2：對(duì)于像素坐標(biāo)為(x,y)的有效像素點(diǎn)，用有效像素點(diǎn)的m個(gè)有效灰度值建立求解相位值的線性方程組：將該有效像素點(diǎn)的m個(gè)有效灰度值代入以下方程

ao(x,y)+a1(x,y)cos2π(n-1)N+a2(x,y)sin2π(n-1)N-ln(x,y)=0]]>

得到由m個(gè)線性方程組成的求解相位值的線性方程組，其中I_n(x,y)為該有效像素點(diǎn)在第n張光柵圖像中灰度值；

a(x,y)為平均灰度，b(x,y)為圖像的灰度調(diào)制，待求解的相位值，a(x,y)、b(x,y)、在線性方程組中為未知量；

步驟3：用最小二乘法解步驟2的線性方程組，得到最優(yōu)解，解的形式如下：

a0(x,y)a1(x,y)a2(x,y)=A-1B(x,y)]]>

其中：

mΣcos2π(n-1)NΣsin2π(n-1)NΣcos2π(n-1)NΣcos22π(n-1)NΣcos2π(n-1)Nsin2π(n-1)NΣsin2π(n-1)NΣcos2π(n-1)Nsin2π(n-1)NΣsin22π(n-1)N]]>

B(x,y)ΣIn(x,y)ΣIn(x,y)cos2π(n-1)NΣIn(x,y)sin2π(n-1)N]]>

矩陣A和B(x,y)中的求和運(yùn)算為有效像素點(diǎn)(x,y)處m個(gè)有效灰度值之間的求和運(yùn)算，其中求和運(yùn)算的變量n取m個(gè)有效灰度值對(duì)應(yīng)的光柵圖片在N張光柵圖片中的序號(hào)；

步驟4：將步驟3得到的最優(yōu)解代入相位值求解公式：

得到像素坐標(biāo)為(x,y)的有效像素點(diǎn)的高精度相位值

步驟5：重復(fù)步驟2至步驟5，直至得到所有有效像素點(diǎn)的高精度相位值。