[发明专利]基于差异图和补偿滤波的干涉相位滤波方法

摘要

本发明提出一种基于差异图和补偿滤波的干涉相位滤波方法，先对输入的干涉相位图进行基于差异图的频域滤波提取干涉相位的主要分量，从而降低了残余干涉相位图中干涉条纹的密度，便于后续处理。之后，对残余干涉相位图进行补偿滤波。补偿滤波采用以残余干涉相位图的相位导数方差图作为自适应滤波参数的BM3D滤波，能更好的提取干涉相位的细节分量。本发明包含频域滤波和空域滤波，适合处理含有密集干涉条纹的干涉相位，能在有效滤除噪声的同时不破坏密集干涉条纹的连续性。

主权项

1.基于差异图和补偿滤波的干涉相位滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.对于待滤波的干涉相位图，计算干涉相位图的差异图；其中，i是干涉相位图中任一像素点，j是以像素点i为中心且与像素点i相邻的8个像素点中的任一像素点，Gi是像素点i量化后的像素值；Gj是像素点j量化后的像素值，p(Gi,Gj)是干涉相位图的归一化灰度共生矩阵GLCM(Gi,Gj)；S2.将干涉相位图转换成复干涉相位图，并对复干涉相位图进行分块；其中，是干涉相位图，ψ是复干涉相位图；对复干涉相位图进行分块，将其分成尺寸相同的多个正方形图像块，且列方向的相邻正方形图像块之间有重叠区域，行方向的相邻正方形图像块之间也有重叠区域；各正方形图像块在列方向与其相邻的正方形图像块之间重叠的区域大小与在行方向与其相邻的正方形图像块之间重叠的区域大小相同；S3.对S2分块得到的各正方形图像块进行频域滤波；S3.1对各正方形图像块进行二维傅里叶正变换得到对应的正方形图像块的二维频谱；S3.2对各正方形图像块的二维频谱进行取绝对值、平滑、归一化和以正方形图像块对应的干涉相位图的差异图的均值为幂指数的指数操作得到与其对应的权重图像块；S3.3计算各正方形图像块对应的权重图像块与正方形图像块二维频谱的Hadamard积，从而完成干涉相位主要分量提取；S4.计算频域滤波后的复干涉相位图；得到所有正方形图像块二维频谱与其对应权重图像块的Hadamard积后，对所有Hadamard积进行二维傅里叶逆变换，得到频域滤波后的复干涉相位图像块PW：PW＝IFFT2(BW)其中，IFFT2(·)是二维傅里叶逆变换；BW是权重图像块与正方形图像块二维频谱的Hadamard积；正方形图像块之间重叠区域的频域滤波结果来自不同的正方形图像块，采用对所有重叠区域的频域滤波结果进行取均值的方法，从而得到频域滤波后的复干涉相位图ψfrequency；S5.计算空域滤波后的残余复干涉相位图；S5.1计算残余复干涉相位图ψ_residual，残余干涉相位图残余干涉相位图的相位导数方差图VM：S5.2计算残余复干涉相位图的实部图像ψresidual_real和虚部图像ψresidual_imag：S5.3计算空域滤波后的残余复干涉相位图ψspatial的实部图像ψspatial_real和虚部图像ψspatial_imag：其中，BM3D(·)是BM3D滤波器，是残余干涉相位图的相位导数方差图的均值，即S5.4计算空域滤波后的残余复干涉相位图ψspatial：S6.计算滤波后的干涉相位图；S6.1计算滤波后的复干涉相位图ψfiltered：ψfiltered＝ψspatial+ψfrequencyS6.2计算滤波后的干涉相位图：其中，angle(·)是取相位算子。