[發明專利]一種基于Goldstein枝切法的相位展開方法

有效

• 申請號: 202210121962.7
• 申請日: 2022-02-09
• 公開（公告）號: CN114754701B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 彭曠;游前;趙江;王文峰;李岳彬;萬美琳;宋敏
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;劉代樂

1.一種基于Goldstein枝切法的相位展開方法，其特征在于，包括：

步驟1，獲取截斷相位圖；

步驟2，采用Goldstein枝切法識別出截斷相位圖中的殘差點；

步驟3，構建帶權二分圖；

步驟4，使用Kuhn-Munkres算法求出帶權二分圖的最大權匹配；

步驟5，依據所述最大權匹配連接殘差點構造枝切線；

步驟6，選取不在枝切線上的像素點作為起點進行相位展開。

2.根據權利要求1所述的基于Goldstein枝切法的相位展開方法，其特征在于：所述步驟1中，截斷相位圖基于傅里葉變換輪廓術得到。

3.根據權利要求2所述的基于Goldstein枝切法的相位展開方法，其特征在于，所述步驟1包括：

利用計算機編碼生成正弦條紋圖，并通過圖像投影設備投影到被測物體的表面，經被測物體的高度調制變形后，由圖像采集設備采集變形條紋圖，所述變形條紋圖的光強分布為：

I(x，y)＝R(x，y)[A(x，y)+B(x，y)·cos(2πfx+φ(x，y))]??????式(1)

其中，(x,y)為采集到的條紋圖的像素點坐標，R(x,y)為被測物體及參考平面的反射率分布，A(x,y)、B(x,y)分別表示背景光強度和條紋對比度，f為條紋頻率，φ(x，y)為受到被測物體高度和參考平面調制而產生的相移；

將計算機編碼生成的所述正弦條紋圖投影在參考平面上，由圖像采集設備采集該參考平面上的條紋圖，所述條紋圖的光強分布為：

I₁(x，y)＝R₁(x，y)[A(x，y)+B(x，y)·cos(2πfx+φ₁(x，y))]??????式(2)

其中，R₁(x，y)為參考平面的反射率分布，φ₁(x，y)為受到參考平面調制而產生的相移；

對式(1)進行傅里葉變換，并利用空間濾波器濾出包含相位信息的正基頻分量后，對所述正基頻分量進行逆傅里葉變換，得到

對式(2)進行傅里葉變換，并利用空間濾波器濾出包含相位信息的正基頻分量后，對所述正基頻分量進行逆傅里葉變換，得到

計算被測物體的截斷相位分布得到ψ(x，y)即為截斷相位圖；

其中，im{}表示取復數虛部運算，*表示共軛運算。

4.根據權利要求1所述的基于Goldstein枝切法的相位展開方法，其特征在于，所述步驟2包括：

根據公式計算截斷相位圖中的像素點的殘差極性q(x，y)，若q(x，y)等于-1，則像素點(x，y)為負殘差點；若q(x，y)等于1，則像素點(x，y)為正殘差點；

重復上述過程直到截斷相位圖中的所有像素點都進行了判斷；

其中，Δ₁＝ψ(x，y+1)-ψ(x，y)，Δ₂＝ψ(x+1，y+1)-ψ(x，y+1)，Δ₃＝ψ(x+1，y)-ψ(x+1，y+1)，Δ₄＝ψ(x，y)-ψ(x+1，y)，W為截斷運算符；

截斷運算符W(α)＝α+2kπ，k∈Z；

其中，k為使得W(a)處于(-π，π]之間的整數。

5.根據權利要求1所述的基于Goldstein枝切法的相位展開方法，其特征在于，所述步驟3包括：

構建帶權二分圖為G＝(P，N，E)；

其中，P為所有正殘差點構成的集合，N為所有負殘差點構成的集合，正殘差點集P和負殘差點集N組成了圖G的頂點集V，V＝P∪N，邊集E為所有連接正負殘差點的線構成的集合，E＝{p，n|p∈P，n∈N}；

根據公式計算邊集E中每條邊的權值，p，n為E中的任意一條邊，w(p，n)為E中的任意一條邊p，n的權值，(x_p，y_p)和(x_n，y_n)分別為正殘差點p和負殘差點n的坐標。