[發明專利]時空三維相位解包裹的方法和裝置

有效

• 申請號: 201510260769.1
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN105093893B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 吳思進;楊連祥;潘思陽;祝連慶;呂勇
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G03H1/22
• 分類號: G03H1/22
• 代理公司: 北京金律言科知識產權代理事務所(普通合伙)11461
• 代理人: 羅延紅,逯博

技術領域

本發明涉及測量技術領域，特別是涉及一種時空三維相位解包裹的方法和裝置。

背景技術

相位解包裹是將通過相移、空間載波等技術得到的以2π為模進行調制的包裹相位還原成未調制的相位的過程，其在航空航天、力學研究等領域基于但不限于數字散斑干涉等光學測量技術中得到廣泛的應用。

空間相位解包裹(Spatial Phase Unwrapping，簡稱SPU)和時間相位解包裹(Temporal Phase Unwrapping，簡稱TPU)是常用的兩種相位解包裹方法，其中：空間相位解包裹技術成熟、成本低、精度高、準確性好，但采用空間相位解包裹得到的待測物面各點的解包裹相位是相對某一參考點的相對相位，無法獲取各點的絕對相位；而且不能處理空間不連續的相位分布。而采用時間相位解包裹得到的待測物面各點的解包裹相位是各點的絕對相位，但圖像采集和處理量很大，成本高，而且僅適用于形變速率緩慢的應用場合。

發明內容

在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發明實施例提供一種時空三維相位解包裹的方法和裝置。

一方面，本發明實施例提供了一種時空三維相位解包裹的方法，包括：

對對應于一待測物面的包裹相位圖的至少一特征點進行時間相位解包裹，得到所述至少一特征點的絕對相位，所述至少一特征點為所述包裹相位圖的部分點；

以所述至少一特征點的至少之一為起始參考點，對所述包裹相位圖進行空間相位解包裹，得到所述包裹相位圖的至少一其他點的絕對相位。

結合本發明實施例提供的任一種時空三維相位解包裹的方法，可選的，對所述至少一特征點進行時間相位解包裹之前，還包括：將所述包裹相位圖分為至少一連續子區；在各所述連續子區里分別確定一所述特征點。

結合本發明實施例提供的任一種時空三維相位解包裹的方法，可選的，以所述至少一特征點的至少之一為起始參考點，對所述包裹相位圖進行空間相位解包裹，得到所述包裹相位圖的至少一其他點的絕對相位，包括：以各所述特征點為各所述特征點分別所在的各所述連續子區的起始參考點，對各所述連續子區分別進行空間相位解包裹，得到各所述連續子區各點的絕對相位。

結合本發明實施例提供的任一種時空三維相位解包裹的方法，可選的，對所述至少一特征點進行時間相位解包裹之前，還包括：確定所述包裹相位圖中形變速率滿足第一預定條件的至少一點為所述至少一特征點。

結合本發明實施例提供的任一種時空三維相位解包裹的方法，可選的，所述第一預定條件包括：所述形變速率小于或等于一形變速率閾值，所述形變速率閾值小于所述包裹相位圖的最大形變速率。

結合本發明實施例提供的任一種時空三維相位解包裹的方法，可選的，采用下式確定所述形變速率閾值：

D_r＝σ×d×f

其中，D_r表示形變速率閾值，d表示相位變化為π時的形變量，f表示圖像采集裝置的采樣幀率，σ大于0且小于1。

結合本發明實施例提供的任一種時空三維相位解包裹的方法，可選的，對所述至少一特征點進行時間相位解包裹之前，還包括：確定所述包裹相位圖中相位變化率滿足第二預定條件的至少一點為所述至少一特征點。

結合本發明實施例提供的任一種時空三維相位解包裹的方法，可選的，確定所述包裹相位圖中相位變化率滿足所述第二預設條件的至少一點為所述至少一特征點，包括：根據沿時間軸采集所述包裹相位圖形變過程的多幀圖像，確定所述包裹相位圖中多點的相位分別隨時間的變化關系；根據所述多點的相位分別隨時間的變化關系，確定所述多點中相位變化率滿足所述第二預定條件的至少一點為所述至少一特征點。

結合本發明實施例提供的任一種時空三維相位解包裹的方法，可選的，所述第二預定條件包括：所述相位變化率小于或等于一相位變化率閾值，所述相位變化率率閾值小于所述包裹相位圖的最大相位變化率。