[发明专利]基于条纹密度区域分割和校正的物体三维形貌测量方法

权利要求书

1.一种基于条纹密度区域分割和校正的物体三维形貌测量方法，其特征在于：

步骤一：通过拍摄采集待测物的全息干涉图，经图像处理获得包含待测物信息的大小为M×N的二维包裹相位图

步骤二：通过对二维包裹相位图进行正/余弦滤波后得到滤波后包裹相位图滤波后包裹相位图处理获得二维包裹相位图的一阶相位梯度图G、二阶相位梯度图然后对二阶相位梯度进行阈值分割和膨胀操作生成密集区域的掩模M₁，对掩模M₁取反得到稀疏区域的掩模M₂；

步骤三：计算二维包裹相位图在水平方向和垂直方向的一阶包裹相位梯度图Δ^x和Δ^y，然后将掩模M₁和掩模M₂用于一阶包裹相位梯度图Δ^x和Δ^y处理，得到依据二维包裹相位图中条纹疏密区域分割后沿水平方向和垂直方向的密集区域和稀疏区域的一阶包裹相位梯度；

步骤四：计算二维包裹相位图的一阶包裹相位梯度在水平方向和垂直方向中密集区域和稀疏区域的校正阈值及校正值，并对一阶包裹相位梯度所在区域中大于校正阈值的像素点进行校正，将校正后的区域进行合并得到校正后的一阶相位梯度图；

步骤五：建立校正合并后的一阶相位梯度图的离散偏微分方程，利用最小二乘方法对离散偏微分方程进行迭代求解计算，直至获得最终的真实相位图，真实相位图表征呈现出待测物的轮廓形貌。

2.根据权利要求1所述的一种基于条纹密度区域分割和校正的物体三维形貌测量方法，其特征在于：所述步骤一，具体为：采用CCD光敏电子成像器件记录待测物的全息干涉图，通过对全息干涉图中的正一级频谱进行提取并重建获得包含待测物信息的二维包裹相位图

3.根据权利要求1所述的一种基于条纹密度区域分割和校正的物体三维形貌测量方法，其特征在于：所述步骤二，具体为：

2.1)对二维包裹相位图进行正弦滤波或者余弦滤波后，用以下公式处理获得滤波后包裹相位图在水平方向和垂直方向的一阶包裹相位梯度图：

其中，分别为滤波后包裹相位图中的点(i,j)处沿水平方向和垂直方向的一阶包裹相位梯度，表示滤波后包裹相位图中的点(i,j)处的包裹相位值，W[·]为包裹运算；点(i,j)表示水平方向第i个、垂直方向第j个的点；M、N分别表示二维包裹相位图的行数和列数；

2.2)首先根据滤波后包裹相位图在水平方向和垂直方向的一阶包裹相位梯度计算二维包裹相位图中的一阶相位梯度，从而获得二维包裹相位图的一阶相位梯度图G：

其中，G(i,j)表示二维包裹相位图中的点(i,j)的一阶相位梯度；

2.3)计算二维包裹相位图中每一点沿水平方向和垂直方向的二阶相位梯度：

ΔG^x(i,j)＝G(i+1,j)-G(i,j)

ΔG^y(i,j)＝G(i,j+1)-G(i,j)

其中，ΔG^x(i,j)、ΔG^y(i,j)分别表示二维包裹相位图中的点(i,j)处沿水平方向和垂直方向的二阶相位梯度值；

2.4)然后按照以下公式处理计算获得二维包裹相位图中每一点的二阶相位梯度，从而获得二维包裹相位图的二阶相位梯度图

其中，为二维包裹相位图中的点(i,j)的二阶相位梯度值；

2.5)再对二阶相位梯度图进行阈值分割并利用膨胀操作，以消除孤立点的存在，膨胀操作后作为二维包裹相位图中密集区域的掩模M₁，对密集区域的掩模M₁取反，得到二维包裹相位图中稀疏区域的掩模M₂。