[发明专利]一种基于空域填充的干涉条纹空间载频估计方法

权利要求书

1.一种基于空域填充的干涉条纹空间载频估计方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1、输入二维空间干涉条纹图；

步骤S2、随机提取所述二维空间干涉条纹图中x方向和y方向的一维干涉条纹信息；

步骤S3、利用窗函数对所述一维干涉条纹信息作加权操作；

步骤S4、对加权操作后的所述一维干涉条纹信息进行空域填充操作；

步骤S5、对空域填充操作后的所述一维干涉条纹信息进行离散傅里叶变换，得到频域插值频谱；

步骤S6、对所述频域插值频谱进行频谱滤波，得到一级频谱分量；

步骤S7、搜寻所述一级频谱分量中强度峰值的坐标位置；

步骤S8、基于所述坐标位置计算x方向和y方向的空间载频大小。

2.如权利要求1所述的一种基于空域填充的干涉条纹空间载频估计方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述二维空间干涉条纹图的公式为：

I(x,y)＝a(x,y)+b(x,y)cos[2π(f_0xx+f_0yy)+φ(x,y)]；

其中x表示横坐标，y表示纵坐标，a(x,y)表示背景光强，b(x,y)表示调制函数，f_0x表示x方向的空间载频分量大小，f_0y表示y方向的空间载频分量大小，φ(x,y)表示待测物理量的相位信息。

3.如权利要求2所述的一种基于空域填充的干涉条纹空间载频估计方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述x方向的一维干涉条纹信息具体为：

所述y方向的一维干涉条纹信息具体为：

其中m表示x方向上的离散值，n表示y方向上的离散值，u₀表示接近f_0xx的整数，v₀表示接近f_0yy的整数，M表示x方向上的采样点数，N表示y方向上的采样点数，u₀/M表示x方向上的离散空间载频大小，v₀/N表示y方向上的离散空间载频大小，a(m)表示x方向上的离散背景光强，a(n)表示y方向上的离散背景光强，b(m)表示x方向上的离散调制函数，b(n)表示y方向上的离散调制函数，φ(m)和φ(n)均表示待测物理量的离散相位信息，I_x(m)表示x方向的一维干涉条纹信息，I_y(n)表示y方向的一维干涉条纹信息。

4.如权利要求3所述的一种基于空域填充的干涉条纹空间载频估计方法，其特征在于：所述步骤S3具体为：

I_xw(m)＝W(m)·I_x(m)；

I_yw(n)＝W(n)·I_y(n)；

其中W(m)和W(n)表示窗函数，I_xw(m)表示加权操作后的x方向的一维干涉条纹信息，I_yw(n)表示加权操作后的y方向一维干涉条纹信息；

所述窗函数为高斯窗函数、汉明窗函数或者汉宁窗函数。

5.如权利要求4所述的一种基于空域填充的干涉条纹空间载频估计方法，其特征在于：所述步骤S4具体为：利用填充因子k，对加权操作后的所述一维干涉条纹信息进行空域填充操作：

其中random表示空域填充值，I_pk(m)表示x方向上进行空域填充操作后的一维干涉条纹信息，I_pk(n)表示y方向上进行空域填充操作后的一维干涉条纹信息，k＝10^Δ(Δ＝1，2，3...)；

所述空域填充为零填充或者均值为0的随机数填充。

6.如权利要求5所述的一种基于空域填充的干涉条纹空间载频估计方法，其特征在于：所述步骤S5具体为：

其中G_pk()表示频域插值频谱，u_k表示整数，