[發明專利]一種基于改進的變分模態分解的DSPI相位提取方法

有效

• 申請號: 201711330483.1
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108053379B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 肖啟陽;李健;曾周末
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

1.一種基于改進的變分模態分解的DSPI相位提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)采集DSPI相位圖，根據相位圖長度和寬度估算分解后的模態分量的個數，利用正交指標提取最佳模態數量；

2)根據最佳模態數量對DSPI相位圖進行變分模態分解，獲得一系列的模態函數分量；

3)計算模態函數分量的直方圖，利用直方圖分析分解后的模態分量是否包含噪聲，對含噪分量繼續進行改進的變分模態分解，分別計算二次分解后分量的直方圖，根據直方圖獲得二次分解后的無噪聲分量；

4)將二次分解后的無噪聲分量和一次分解后的無噪聲分量進行重構，獲得降噪后的散斑圖；

5)采用希爾伯特變化法計算變形前后的相位圖，對其進行相減得到DSPI相位圖；

6)對相位進行解包裹及位移提取；

其中，改進的變分模態分解為：

將模態分量定義為具有不同中心頻率的有限帶寬；根據不同模態的帶寬之和最小原則構造約束變分方程；

針對約束變分方程，引入增廣Lagrange函數將約束變分方程轉化為非約束變分方程；

采用乘法算子交替方向法計算增廣Lagrange函數的鞍點，即約束變分方程的最優解；

不斷更新中心頻率及模態分量，當模態分量滿足迭代停止條件時，停止更新，輸出分解后的一系列的模態函數分量；

計算分解后的模態分量直方圖，若分解后的模態分量直方圖符合正態則為含噪模態分量，反之則為無噪聲分量；

對含噪模態分量繼續進行模態分解，獲得一系列分量；

計算二次分解后的直方圖，根據直方圖的分布提取二次分解后的無噪聲分量。

2.根據權利要求1所述的一種基于改進的變分模態分解的DSPI相位提取方法，其特征在于，上述步驟5)具體為：

采用希爾伯特法計算降噪后散斑圖的相位；

利用變形前后的散斑相位進行相減，相減結果為DSPI相位圖。

3.根據權利要求1所述的一種基于改進的變分模態分解的DSPI相位提取方法，其特征在于，上述步驟1)具體為：

判斷相位圖的長度和寬度，兩者相等的時候，利用長度或寬度可以計算出來模態分量的個數；

長度和寬度不相等的時候，首先根據尺度估算模態數量的范圍，分別計算分解后的正交性，選取正交最小時對應的分量個數，即為最佳模態數量。

4.根據權利要求1所述的一種基于改進的變分模態分解的DSPI相位提取方法，其特征在于，上述步驟6)具體為：

對相減后的相位采用逐行逐列的方法進行展開；

根據展開后的相位與位移的線性關系計算位移。