[發明專利]一種基于奇異值分解和查找表構造的投影噪聲消除方法

有效

• 申請號: 201811368210.0
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN110057317B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 熊宸;蔡銘
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G06F17/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

1.一種基于奇異值分解和查找表構造的投影噪聲消除方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：通過位相提取和位相展開獲取被測物的全場測量位相

S2：在全場測量位相圖中選取只包含諧波噪聲的區域，提取該區域數據對其利用奇異值分解算法，提取主特征，然后重建標準諧波

S3：將標準諧波的位相信息記錄在一張數據表T_num里，數據表T_num里呈現出計算位相與噪聲大小的對應關系；

S4：將全場測量位相的結果利用查找表進行補償，從而獲得精確測量結果

所述步驟S1中，采用時間相移法分別測得變形前后的位相圖，然后利用位相展開方法來獲得變形前后的展開位相圖，通過減法運算獲取被測物全場測量位相其計算過程如下：

K₀＝0

其中，在位相圖計算過程中，是t時刻所測得的位相圖，I(x,y)是圖像的灰度值，i是使用相移法過程中的圖像序號，T是圖像數量；位相展開算法是采用的是“逐行逐列”的方式，其在處理過程中不會引入額外計算誤差，Ψ(t)是t時刻展開后的位相，K_n是位相展開過程中的位相斷點數；是被測物的全場測量位相；

所述步驟S2中，從測量結果中選取背景區域，取出其中某行數據作為需要分析的諧波噪聲數據是一個一維向量；針對構造其軌跡矩陣X，然后按行進行去中心化處理X_ct，得到以下形式的矩陣信息，其中M是矩陣行數，N是矩陣列數，滿足關系N＝k-M+1，k是代表矩陣列序號：

構造協方差矩陣然后利用矩陣的分解可將其變為為C_X＝EΛE^T，而構造矩陣X_ct奇異值分解有X_ct＝UΣV，其與方陣C_X的分解存在對應關系U_i＝E_i，按照規則對特征值進行篩選，選用前幾階特征值及特征向量，濾除高頻隨機噪聲成分，然后進行諧波噪聲重建，因此得到關系式X′_i,ct＝σ_iU_iV_i，再將重建后的軌跡矩陣恢復到一維數據將各成分相加得到重建后諧波，

2.根據權利要求1所述的基于奇異值分解和查找表構造的投影噪聲消除方法，其特征在于，所述步驟S3中，根據重建出的諧波噪聲，從位相展開過程中找出的條紋邊界，之后確定一個條紋周期所對應的圖像位置并取出該位置處的諧波噪聲數據，將其作為本次測量過程中一個條紋周期所對應的諧波噪聲；將一個周期的諧波噪聲數據存儲在數據表中，即生成了該測量系統所對應的查找表T_num

，

其中num代表條紋周期像素數量。

3.根據權利要求2所述的基于奇異值分解和查找表構造的投影噪聲消除方法，其特征在于，所述步驟S4中，利用所構造的查找表對全場測量數據進行逐一補償修正，具體過程為：

首先利用下面的關系式判定在查找表中的所屬區間；其中index代表查找表的序號；

利用查找表中所記錄的諧波噪聲值對其補償，即通過得到精確位相圖，其中代表矩陣中每個元素各自所對應查找表T_num的噪聲大小，從而得到精確位相