[发明专利]一种从含有移相误差的干涉图中恢复相位的方法

权利要求书

1.一种从含有移相误差的干涉图中恢复相位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、使用通用的移相干涉仪测试被测件，通过调整干涉仪的参考镜或测试件的倾斜量在干涉图中引入线性载频，至干涉图中出现10根或更多的准平行直条纹时，操作干涉仪采集到一组移相干涉图，该组移相干涉图包括集2π/δ幅，其中δ为干涉仪移相步长；

步骤2、对上述采集到的移相干涉图上的数据进行重新排列得到一幅新图像；

步骤3、对上述新图像进行快速傅里叶变换得到其频谱，之后对频谱进行滤波得到相位谱并排除了误差；

步骤4、从相位谱中恢复扩展的相位，即对相位谱进行反傅里叶变换后，通过反正切计算和解包裹运算得到扩展的恢复相位；

步骤5、将扩展相位恢复到原始大小，从而得到被测相位。

2.根据权利要求1所述的从含有移相误差的干涉图中恢复相位的方法，其特征在于，步骤2对移相干涉图上的数据进行重新排列的方式为：设新图像初始为空，将各幅移相干涉图的第一列顺次插入新图像右侧，即以第一幅干涉图的第一列作为新图像的第一列，第二幅干涉图的第一列作为新图像的第二列，以此类推，当全部移相干涉图的第一列排列完成后，再将各幅干涉图的第二列顺次插入新图像右侧，直到各幅移相干涉图上的所有列被插入新图像；所用公式为：

式中x、y为图像中的横纵坐标，M为移相干涉图数量，m=0,1,2,…, M-1，s_m表示第m幅移相干涉图，s′表示新图像。

3.根据权利要求1所述的从含有移相误差的干涉图中恢复相位的方法，其特征在于，步骤2对移相干涉图上的数据进行重新排列的另一种方式为：设新图像初始为空，将各幅移相干涉图的第一行顺次插入新图像下方，即以第一幅干涉图的第一行作为新图像的第一行，第二幅干涉图的第一行作为新图像的第二行，以此类推，当全部移相干涉图的第一行排列完成后，再将各幅干涉图的第二行顺次插入新图像下方，直到各幅移相干涉图上的所有行被插入新图像，所用公式为： 

。

4.根据权利要求1所述的从含有移相误差的干涉图中恢复相位的方法，其特征在于，步骤3对频谱进行滤波的公式为：

其中S为频谱，S₊₁为相位谱， f_x、f_y为频域坐标，滤波窗函数为

f₀=1/M，f_c为载频，σ为控制滤波窗口大小的参数。

5.根据权利要求1所述的从含有移相误差的干涉图中恢复相位的方法，其特征在于，步骤4从相位谱中恢复扩展的相位所用公式为：

                 

式中φ_e为扩展的恢复相位，x′为扩展后的横坐标，FT^-1表示反傅里叶变换，Re{}和Im{}分别为取实部和取虚部运算符，unwrap{}表示解包裹运算。

6.根据权利要求1所述的从含有移相误差的干涉图中恢复相位的方法，其特征在于，步骤5将扩展相位恢复到原始大小时，需要根据步骤2的情况确定操作方式，当步骤2中重新排列图像数据的方式是按列进行时，按照第一种情况处理，当步骤2中重新排列图像数据的方式是按行进行时，按照第二种情况处理，两种情况分别为：

第一种情况：在扩展相位φ_e中，从第一列开始，每间隔M列，即抽取一列，将所有抽取的列顺次组合，即得到与原始相位大小相同的恢复相位φ，公式为：

第二种情况：在扩展相位φ_e中，从第一行开始，每间隔M行，即抽取一行，将所有抽取的行顺次组合，即得到与原始相位大小相同的恢复相位φ，公式为：

式中int[]表示取整操作符，y′为扩展后的纵坐标。