[发明专利]在条纹反射测量中快速获取解包相位的方法

权利要求书

1.一种在条纹反射测量装置中快速获取解包相位的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤⑴.在条纹反射测量装置中，用显示器投射标准正弦条纹图；包括水平方向的标准正弦条纹图和垂直方向的标准正弦条纹图；

步骤⑵.步骤⑴中的标准正弦条纹图经过镜面反射样品的反射后，成为反射正弦条纹图；

步骤⑶.用相机拍摄步骤⑵得到的反射正弦条纹图；

步骤⑷.对步骤⑶拍摄的反射正弦条纹图，按照条纹相位恢复方法操作，得到需要进行相位解包操作的水平方向的压包相位Wx(x,y)和垂直方向的压包相位Wy(x,y)，其中x为横向坐标，y为纵向坐标；

步骤⑸.令条纹反射测量装置中的显示器投射一幅标准正交条纹图，该图中存在四种从低到高依次增大的灰度，分别为第一灰度g1、第二灰度g2、第三灰度g3、第四灰度g4；

该标准正交条纹图g(x,y)的编码方式为：

其中int表示向下取整数运算，fx为水平方向的空间频率，fy为垂直方向的空间频率，二者经过归一化取值，均为1/2；

步骤⑹.用条纹反射测量装置中的相机拍摄步骤(5)的标准正交条纹图被镜面反射样品反射所形成的反射正交条纹图h(x,y)；

步骤⑺.按照以下公式提取相位解包操作所需的水平方向相位整数信息Ix(x,y,fx)和垂直方向相位整数信息Iy(x,y,fy)：

其中第一阈值thr1、第二阈值thr2和第三阈值thr3的取值分别为：

thr1＝(g1+g2)/2

thr2＝(g2+g3)/2

thr3＝(g3+g4)/2；

步骤⑻.按照相位解包操作所需的条纹图频率变更法则，改变标准正交条纹图的水平方向的空间频率fx和垂直方向的空间频率fy，并执行步骤⑸，得到多幅标准正交条纹图，其中，空间频率最高的一幅标准正交条纹图，其水平方向的空间频率fx必须等于步骤⑴中所使用的水平方向标准正弦条纹图空间频率的一半，垂直方向的空间频率fy也等于步骤⑴中所使用的垂直方向标准正弦条纹图空间频率的一半；

步骤⑻所述的条纹图频率变更法则，是指数增长法则或逆指数增长法则；

步骤⑼.依次投射步骤⑻得到的标准正交条纹图，并重复步骤步骤⑹与步骤⑺；得到不同空间频率下的水平方向相位整数信息Ix(x,y,fx)和垂直方向相位整数信息Iy(x,y,fy)；

步骤⑽.根据不同空间频率的水平方向相位整数信息和垂直方向相位整数信息，按照以下加权求和公式进行相位解包操作：

U_x(x,y)＝W_x(x,y)+∑I_x(x,y,f_x)·2^1/fx

U_y(x,y)＝W_y(x,y)+∑I_y(x,y,f_y)·2^1/fx；

最终得到水平方向的解包相位Ux(x,y)和垂直方向的解包相位Uy(x,y)，其中求和运算符号Σ用于针对不同的水平方向的空间频率fx或垂直方向的空间频率fy进行加权求和运算。

2.根据权利要求1所述的在条纹反射测量装置中快速获取解包相位的方法，其特征在于，步骤⑵所述的镜面反射样品，包括玻璃镜面、抛光金属物件、光滑塑料零件；

步骤⑷所述的条纹相位恢复方法，可以采用现有技术中任意一种通用的条纹相位恢复方法，例如：三步移相法、四步移相法、傅里叶变换法；

步骤⑸所述的第一灰度g1、第二灰度g2、第三灰度g3、第四灰度g4的取值，g1＝0，g2＝0.33，g3＝0.67，g4＝1.0，这里假设数值0和1.0分别为显示器的最低灰度和最高灰度。

3.根据权利要求1所述的在条纹反射测量装置中快速获取解包相位的方法，其特征在于，步骤⑵所述的镜面反射样品，包括玻璃镜面、抛光金属物件或光滑塑料零件。

4.根据权利要求1所述的在条纹反射测量装置中快速获取解包相位的方法，其特征在于，步骤⑷所述的条纹相位恢复方法，选自以下条纹相位恢复方法：三步移相法、四步移相法或傅里叶变换法。

5.根据权利要求1或3或4所述的在条纹反射测量装置中快速获取解包相位的方法，其特征在于，步骤⑸所述的第一灰度g1、第二灰度g2、第三灰度g3、第四灰度g4的取值为，g1＝0，g2＝0.33，g3＝0.67，g4＝1.0，这里假设数值0和1.0分别为显示器的最低灰度和最高灰度。