[發明專利]一種用于光聲檢測的干涉條紋相位提取方法

有效

• 申請號: 201910305054.1
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110108643B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 郗洪柱;周建發;王偉魁
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01J9/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種用于光聲檢測的干涉條紋相位提取方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)利用極值—中心取點法確定單幅干涉條紋中需要提取輻照度的五個位置點；

利用極值—中心取點法確定單幅干涉條紋中五個位置點的具體實現方式如下：

(1.1)以單幅干涉條紋上輻照度最高的像素點為相位π點；

(1.2)相位π點左邊最近，且為輻照度極小值的點為相位0點；

(1.3)相位π點右邊最近，且為輻照度極小值的點為相位2π點；

(1.4)根據相位0點和相位π點的位置，采用取像素坐標中值方法或取平衡點的方法獲得相位π/2點的位置，根據相位2π點和相位π點的位置，采用取像素坐標中值方法或取平衡點的方法獲得相位3π/2點的位置；

取像素坐標中值方法適用于相位0點和相位π點間及相位2π點和相位π點間均為奇數個點的情況，具體實現方式如下：

設相位π點的像素坐標為(x₃,y₃)，相位0點的像素坐標為(x₁,y₁)，相位2π點為(x₅,y₅)，則相位π/2點的像素坐標(x₂,y₂)滿足：

相位3π/2點的像素坐標(x₄,y₄)滿足：

取平衡點方法適用于相位0點和相位π點間或相位2π點和相位π點間有偶數個點的情況，具體實現方式如下：

若相位0點和相位π點間有奇數個點，而相位π點和相位2π點之間有偶數個點，則采用取像素坐標中值方法獲得相位π/2點的像素坐標，若相位π/2點的輻照度大于相位0點和相位π點間的輻照度中值，則取相位π點和相位2π點中間兩個點中右邊的點作為相位3π/2點，若相位π/2點的輻照度小于相位0點和相位π點間的輻照度中值，則取相位π點和相位2π點中間兩個點中左邊的點作為相位3π/2點；

若相位π點和相位2π點間有奇數個點，而相位0點和相位π點之間有偶數個點，則采用取像素坐標中值方法獲得相位3π/2點的像素坐標，若相位3π/2點的輻照度大于相位π點和相位2π點間輻照度中值，則取相位0點和相位π點中間兩個點中左邊的點作為相位π/2點，若相位3π/2點的輻照度小于相位π點和相位2π點間輻照度中值，則取相位0點和相位π點中間兩個點中右邊的點作為相位π/2點；

若相位0點和相位π點間及相位π點和相位2π點間均為偶數個點，則取相位0點和相位π點間距離輻照度中值最近的點作為相位π/2點，若相位π/2點的輻照度大于相位0點和相位π點間輻照度中值，則取相位π點和相位2π點中間兩個點中右邊的點作為相位3π/2點，若相位π/2點的輻照度小于相位0點和相位π點間輻照度中值，則取相位π點和相位2π點中間兩個點中左邊的點作為相位3π/2點，

(2)設置線陣圖像傳感器的驅動頻率、積分時間；

(3)利用高速模數轉換器采集線陣圖像傳感器的輸出模擬信號，所述線陣圖像傳感器的輸出模擬信號為單幅干涉條紋的所有像素點模擬量，高速模數轉換器對采集的模擬信號進行模數轉換后，得到包含一幅干涉條紋各個像素點處輻照度的數組，即一幅數字化的干涉條紋；

(4)從干涉條紋中提取步驟(1)確定的五個位置點處的輻照度，據此計算干涉條紋的相位值；

(5)繼續獲取下一幅干涉條紋；

(6)重復步驟(4)，得到新獲取的干涉條紋的相位值；

(7)判斷步驟(6)得到的本次干涉條紋相位值與上次干涉條紋相位值的大小，若本次比上次大π，則將本次結果減去2π后作為本次干涉條紋相位值的最新結果；若本次比上次小π，則將本次結果加上2π后作為本次干涉條紋相位值最新結果，將本次干涉條紋與上次干涉條紋的相位差保存；

(8)對步驟(7)得到的干涉條紋相位差做累加，并對累加和結果做低通濾波；

(9)連續獲取多幅干涉條紋，每次獲取一幅干涉條紋，即重復步驟(6)-(8)；

(10)對累加和濾波后的曲線進行鎖相處理，得到曲線的幅值，該幅值即為對應的光聲變化量。