[發明專利]一種基于螺旋形干涉圖像特征提取技術的光學相位差解調方法有效
| 申請號： | 201810133544.3 | 申請日： | 2018-02-09 |
| 公開（公告）號： | CN108279069B | 公開（公告）日： | 2019-07-30 |
| 發明（設計）人： | 胡海峰;李澤華;朱思琦 | 申請（專利權）人： | 東北大學 |
| 主分類號： | G01J3/00 | 分類號： | G01J3/00 |
| 代理公司： | 大連東方專利代理有限責任公司 21212 | 代理人： | 李馨 |
| 地址： | 110819 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 干涉圖像 螺旋形 光學相位差 解調 二維空間 特征圖像 特征提取技術 軌道角動量 高斯光束 光束功率 解調結果 數據降維 特征提取 信號解調 基矢量 降維 映射 干涉 分析 | ||
1.一種基于螺旋形干涉圖像特征提取技術的光學相位差解調方法，其特征在于，包括：獲取螺旋形干涉圖像的步驟和提取螺旋形干涉圖像特征的步驟，
所述獲取螺旋形干涉圖像的步驟是指：螺旋形干涉圖像由軌道角動量光束與高斯光束干涉形成，在所述螺旋形干涉圖樣中有螺旋形狀的干涉條紋，其中，
所述螺旋形干涉圖像隨著兩光束之間的光學相位差發生變化，所述光學相位差是所述軌道角動量光束與高斯光束之間的光學相位差；
所述提取螺旋形干涉圖像特征的步驟是指：提取共同特征圖像、特征解調和光學相位差計算的步驟；
所述的提取共同特征圖像的步驟是對一系列對應不同光學相位差的螺旋形干涉圖像的共同特征圖像進行提取；
所述的特征解調的步驟是將螺旋形干涉圖像映射到以共同特征圖像為基矢量的二維空間，求出螺旋形干涉圖像在二維空間中的坐標值，用來表示螺旋形干涉圖像的特征；
所述光學相位差計算的步驟是利用二維空間中的坐標值計算光學相位差。
2.根據權利要求1所述的螺旋形干涉圖像特征提取技術的光學相位差解調方法，其特征在于，所述軌道角動量光束拓撲荷數為+1或者-1。
3.根據權利要求1所述的螺旋形干涉圖像特征提取技術的光學相位差解調方法，其特征在于，所述高斯光束拓撲荷數為0，所述高斯光束沿徑向方向光強分布滿足高斯函數。
4.根據權利要求1所述的螺旋形干涉圖像特征提取技術的光學相位差解調方法，其特征在于，所述提取共同特征圖像包括以下步驟：
S401：將螺旋形干涉圖像矩陣重新排列成為列向量，所述螺旋形干涉圖像矩陣的尺寸為N×N，且能夠表示成如下形式：
其中，矩陣中每個元素表示對應圖像像素點的灰度值，
所述列向量尺寸為N2×1，并能夠表示成如下形式：
Ψm表示的是一副干涉圖像對應的一維列向量；
S402：將M幅對應不同光學相位差的螺旋形干涉圖像按S401中的方法重新排列成M個一維列向量，分別表示為Ψ1,Ψ2,…ΨM，通過以下公式計算M個一維列向量的平均向量
通過如下公式計算數據矩陣Φ：
S403：計算S402中所述數據矩陣的協方差矩陣C：C＝ΦTΦ；
S404：計算S403中所述協方差矩陣的特征值和協方差矩陣的特征向量；
S405：在所述協方差矩陣的特征值和協方差矩陣的特征向量中選取兩個最大的協方差矩陣的特征值及其對應的兩個協方差矩陣的特征向量V1,V2；
S406：將S405中所述的兩個協方差矩陣的特征向量V1,V2以及S402中所述的數據矩陣Φ通過如下公式計算共同特征圖像U1和U2：
[U1 U2]＝Φ×[V1 V2]。
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