单幅干涉条纹图相位提取新算法-激光与红外.pdfVIP

第４５卷　 第１期　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．１ 　 ２０１５年１月　　　 　 　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１５ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１５）０１００９４０５ ·图像与信号处理 · 单幅干涉条纹图相位提取新算法 郭　媛，陈小天，毛　琦，赵丽娜 （齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 １６１００６） 摘　要：散斑干涉测量中，得到的干涉条纹图必须通过提取当中的真实相位才能够得出所测的 物理量。从干涉条纹图中提取相位常用的相移法，过程复杂、对环境要求较高，而且要通过解 包裹运算才能求得真实相位，容易产生误差。通过希尔伯特变换，基于离散余弦求解泊松方程 的方法，提出从单幅干涉条纹中提取真实相位的新算法。通过实验分析，本文提出的新方法能 够有效地从单幅干涉条纹中提取真实相位，并且在现实情况中，本文提出的新方法从单幅干涉 条纹图中提取相位误差小于相移法，而且运行速度快，为从干涉条纹图中提取真实相位提供了 新的参考。 关键词：测量；散斑干涉；相位提取；单幅图；希尔伯特变换；离散余弦 中图分类号：Ｏ４３６１　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１５．０１．０２１ Ｐｈａｓｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｓｉｎｇｌｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｒｉｎｇｅｐａｔｔｅｒｎ ＧＵＯＹｕａｎ，ＣＨＥＮＸｉａｏｔｉａｎ，ＭＡＯＱｉ，ＺＨＡＯＬｉｎａ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｑｉｈａｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｑｉｈａｒ１６１００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｅｄｐｈｙｓｉｃａｌｑｕａｎｔｉｔｙｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｔｈｅｔｒｕｅｐｈａｓｅｆｒｏｍｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｒｉｎｇｅｐａｔｔｅｒｎ ｉｎｓｐｅｃｋｌｅｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ．Ｔｈｅｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｍｅｔｈｏｄｔｈａｔｅｘｔｒａｃｔｓｔｈｅｔｒｕｅｐｈａｓｅｆｒｏｍｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｒｉｎｇｅｐａｔｔｅｒｎｈａｓ ｍａｎｙｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ，ｓｕｃｈａｓｃｏｍｐｌｅｘｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｈｉｇｈｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄｉｔｍｕｓｔｂｅｕｎ ｗｒａｐｐｅｄｂｙｐｈａｓｅｕｎｗｒａｐｐｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ａｎｅｗｐｈａｓｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｃｒｅｔｅｃｏｓｉｎｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｔｏｓｏｌｖｅＰｏｉｓｓｏｎｅｑｕａｔｉｏｎａｆｔｅｒＨｉｌｂｅｒｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｆｏｒｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｒｉｎｇｅｐａｔｔｅｒｎ．Ｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｘｔｒａｃｔｔｈｅｔｒｕｅｐｈａｓｅｆｒｏｍｓｉｎｇｌｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｒｉｎｇｅｐａｔｔｅｒｎ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒｉｎｒｅａｌｓｉｔｕａ ｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｒｒｏｒｏｆｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｐｈａｓｅｆｒｏｍｓｉｎｇｌｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｒｉｎｇｅｐａｔｔｅｒｎｂｙｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅ ｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｒｕｎｎｉｎｇｔｉｍｅｉｓｆａｓｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｓｐｅｃｋｌｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｐｈａｓｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ａｓｉｎｇｌｅｐａｔｔｅｒｎ；Ｈｉｌｂｅｒｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ｄ