[发明专利]一种基于傅里叶变换相位的散斑照相面内位移量算法

摘要

本发明公开一种基于傅里叶变换相位的散斑照相面内位移量算法，将物体位移前、后的数字散斑图分别进行傅里叶变换，并将它们的傅里叶变换相除得到一个二维复数，然后计算该二维复数的相位角，通过对该相位角作余弦运算可得到等效杨氏干涉图，对杨氏干涉图作傅里叶变换，通过查找该傅里叶变换功率谱除零频以外最大值的坐标，可以得到面内位移量的大小，根据相位角梯度的正负可以判断物体的位移方向，该算法的衍生算法还可以实现亚像素的位移量计算；本发明克服传统算法步骤繁琐、运算量大、不便操作，特别是能够检测的散斑场最小移动量要大于等于散斑颗粒的平均直径，不能实现亚像素检测，而且无法确定物体位移方向的缺点。

主权项

1.一种基于傅里叶变换相位的散斑照相面内位移量算法，其特征在于，按以下步骤进行：（1）记录物体移动前后的两幅数字散斑图像f1(x,y)和f2(x,y)，分别进行傅里叶变换，得到各自的傅里叶变换频谱F1(u,v)、F2(u,v)；（2）用F1(u,v)除以F2(u,v)，记为U(u,v)，并计算U(u,v)的相位角φ(u,v)；（3）对相位角φ(u,v)作余弦运算，得到等效杨氏干涉条纹，记为I(u,v)，即：I(u,v)=cos[φ(u,v)]；（4）将I(u,v)进行傅里叶变换，得到I(u,v)的傅里叶变换频谱FI(ζ,η)，测量FI(ζ,η)零频以外最大值的位置坐标，再乘以像素间距即得到面内位移的大小；其中x和y分别表示散斑图的横向和纵向坐标，u和v分别表示散斑图傅里叶变换后横向和纵向的频率，ζ和η分别表示等效杨氏干涉条纹频谱的横向和纵向的坐标。