[發明專利]一種提高相位精度的方法及裝置

有效

• 申請號: 201611024801.7
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106767523B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 王愷;鄧建;郝俊杰;徐冰;孫小衛
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鄧猛烈;潘登

本發明公開了一種提高相位精度的方法及裝置，該方法包括：獲取由參考光束和穿過待測物體的探測光束形成的預設數量的相移干涉圖像；對相移干涉圖像進行差分處理，獲取差分相移干涉圖像；對差分相移干涉圖像進行歸一化處理，獲取歸一化的差分相移干涉圖像；將歸一化的差分相移干涉圖像中設定區域內的數據進行清零，并基于清零后的圖像確定目標相移量，其中，目標相移量為在經差分處理的相移干涉圖像中，任意兩個相移量不為0的相移干涉圖像之間的相位差；基于目標相移量確定相移干涉圖像中攜帶的待測物體帶有包裹的相位信息，并對帶有包裹的相位信息進行解包裹處理。本發明能夠提高相移量提取的精度以及提高相位恢復的精度，減小誤差。

技術領域

本發明涉及光學探測技術領域，尤其涉及一種提高相位精度的方法及裝置。

背景技術

相移干涉術(PSI)是一種高精度的相位測量技術，廣泛應用于光學元件表面檢測，形變檢測，數字全息等領域。一般而言，至少需要三幅相移干涉圖像才能由相移算法恢復出相位。

目前，對于相移干涉圖像的相移量提取與相位恢復問題，一方面圍繞著從多幅未知相移量的干涉圖像直接恢復相位做深入研究。另一方面是從多幅未知相移量的干涉圖像中先提取干涉圖像之間的相移量，之后再確定待測物體的相位。其中，可以運用三步相移算法，四步相移算法，N步相移算法等在相移量已知的情況下恢復待測物體的相位。

但目前通過從相移干涉圖像中提取相移量并恢復相位的方法，存在如下的缺陷：采用相移量提取算法對干涉圖像進行相移量提取時，相移量提取的誤差較大，并且恢復的待測物體的相位誤差也較大。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種提高相位精度的方法及裝置，以解決現有技術中相移量提取精度以及相位恢復精度低的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種提高相位精度的方法，包括：

獲取由參考光束和穿過待測物體的探測光束形成的預設數量的相移干涉圖像；

對所述相移干涉圖像進行差分處理，獲取差分相移干涉圖像；

對所述差分相移干涉圖像進行歸一化處理，獲取歸一化的差分相移干涉圖像；

將歸一化的差分相移干涉圖像中設定區域內的數據進行清零，并基于清零后的圖像確定目標相移量，其中，所述目標相移量為在經差分處理的相移干涉圖像中，任意兩個相移量不為0的相移干涉圖像之間的相位差；

基于所述目標相移量確定所述相移干涉圖像中攜帶的待測物體帶有包裹的相位信息，并對帶有包裹的相位信息進行解包裹處理。

第二方面，本發明實施例還提供了一種提高相位精度的裝置，包括：

相移干涉圖像獲取模塊，用于獲取由參考光束和穿過待測物體的探測光束形成的預設數量的相移干涉圖像；

差分處理模塊，用于對所述相移干涉圖像進行差分處理，獲取差分相移干涉圖像；

歸一化處理模塊，用于對所述差分相移干涉圖像進行歸一化處理，獲取歸一化的差分相移干涉圖像；

目標相移量確定模塊，用于將歸一化的差分相移干涉圖像中設定區域內的數據進行清零，并基于清零后的圖像確定目標相移量，其中，所述目標相移量為在經差分處理的相移干涉圖像中，任意兩個相移量不為0的相移干涉圖像之間的相位差；

相位確定模塊，用于基于所述目標相移量確定所述相移干涉圖像中攜帶的待測物體帶有包裹的相位信息，并對帶有包裹的相位信息進行解包裹處理。

本發明實施例提供的技術方案，通過在相移量提取過程中，將歸一化的差分相移干涉圖像中設定區域內的數據進行清零，并基于清零后的圖像確定相移目標相移量，并基于目標相移量確定待測物體的相位；能夠提高相移量提取的精度以及提高相位恢復的精度，減小誤差。