[发明专利]将小波分析和低通滤波结合的数字莫尔条纹相位提取方法

权利要求书

1.将小波分析和低通滤波结合的数字莫尔条纹相位提取方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、获取实际干涉图以及虚拟干涉图；

步骤二、对实际干涉图以及虚拟干涉图进行莫尔合成；

步骤三、对步骤二生成的移相莫尔合成图进行频域低通滤波，得到移相莫尔条纹图；

步骤四、通过移相干涉术对移相莫尔条纹图进行处理，并解包裹，获取莫尔条纹相位的初步结果

步骤五、确定莫尔条纹相位的初步结果中低通滤波误差中心和范围；

步骤六、对莫尔条纹相位的初步结果进行小波分解，并确定各级小波系数中对应的误差分布中心和范围；

步骤七、处理各级别小波分解系数；

根据步骤五中确定的误差分布范围，对各级小波系数进行处理；将超过阈值的小波系数置零，然后利用非零的小波系数对置零点进行插值，得到处理后各级小波系数；

步骤八、根据步骤七中处理后的小波系数进行小波重构，得到去除低通滤波误差的莫尔条纹相位即实现扩展数字莫尔干涉测量的测量范围；

步骤一的具体实现方法为：

步骤1.1：通过实际干涉仪采集实际干涉图I_R(x,y)；

步骤1.2：实际干涉图去直流项，实际干涉图光强均值为I_Rmean，去除直流项的实际干涉图为I′_R(x,y)，由I′_R(x,y)＝I_R(x,y)-I_Rmean得到；

步骤1.3：实际干涉图归一化，实际干涉图光强绝对值最大值为I′_Rmax，归一化的实际干涉图为I″_R(x,y)，由I″_R(x,y)＝I′_R(x,y)-I′_Rmax得到；

步骤1.4：调整虚拟干涉仪使虚拟干涉图和实际干涉图空间载波频率相同，通过虚拟干涉仪获取移相的虚拟干涉图，为I_V,n(x,y)，n＝0，1，2，...，N，N≥2；

步骤二的具体实现方法为，

将步骤一中得到的移相虚拟干涉图和去直流项之后的实际干涉图乘法莫尔合成，生成移相莫尔合成图，莫尔合成图为I_M,n(x,y)；生成的移相莫尔合成图表示为I_M，n＝I″_R(x，y)×I_V，n(x，y)，n＝0，1，2，...，N，N≥2；

步骤三的具体实现方法为，

步骤3.1：对移相莫尔合成图做傅里叶变换，得到对应的频谱图，为

步骤3.2：低通滤波器为h(x,y)，截止频率为τ；

对频谱图分别低通滤波处理，得到低通滤波后的频谱图由得到；

步骤3.3：将低通滤波后的频谱图傅里叶逆变换，得到移相莫尔条纹图，为I′_M,n(x,y)；

步骤四的具体实现方法为，

利用移相干涉术求解移相莫尔条纹相位，解包裹之后得莫尔条纹相位，为

所述的莫尔条纹相位的初步结果包含低通滤波误差；

步骤五的具体实现方法为，

根据虚拟干涉仪中得到的虚拟干涉波前结合滤波器滤波半径，计算莫尔条纹相位的初步结果中低通滤波误差的分布中心和范围；

步骤六的具体实现方法为，

步骤6.1：对步骤四中的相位初步求解结果进行小波分解，得到小波近似系数和各级小波分解系数；小波近似系数φ_i(x,y)，各级小波分解系数包括小波水平系数ψ_H,i(x,y)、小波垂直系数ψ_V,i(x,y)和小波对角线系数ψ_D,i(x,y)；

步骤6.2：各级别小波分解系数中误差分布区域为S_i，其中心为P_i(x_i,y_i)，x_i＝2^-ix₀，y_i＝2^-iy₀；直径为d_i，d_i＝2^-id₀；

步骤七的具体实现方法为，

根据步骤五中确定的误差分布范围，对各级小波系数进行处理；将超过阈值的小波系数置零，然后利用非零的小波系数对置零点进行插值，得到处理后各级小波系数；

步骤八的具体实现方法为，

利用小波近似系数φ_i(x,y)和置零插值处理后的各级小波系数ψ″_H,i(x,y)、ψ″_V,i(x,y)、ψ″_D,i(x,y)进行小波重构，得到去除低通滤波误差的莫尔条纹相位即实现扩展数字莫尔干涉测量的测量范围。