基于施密特正交化和最小二乘椭圆拟合的相位提取方法技术

本发明专利技术提供了一种基于施密特正交化和最小二乘椭圆拟合的相位提取方法，包括以下步骤：S1、采集三幅随机干涉图，对三幅随机干涉图进行减法运算，消除背景光强的主流分量；S2、对差分干涉图进行施密特正交化（GS）处理，消除移相偏差；S3、分析差分干涉图存在的误差，并推导出一般椭圆公式；S4、通过最小二乘椭圆拟合快速求解出椭圆参数；S5、根据椭圆参数求解出相位信息。本发明专利技术的有益效果是：考虑到了由于外界环境干扰引起的背景光强扰动带来的影响，通过最小二乘椭圆拟合提高了精度，适用范围广。

Phase extraction method based on Schmidt orthogonalization and least square ellipse fitting

The present invention provides an extraction method of phase Schmidt orthogonalization and least squares based on ellipse fitting, which comprises the following steps: S1, gather three pieces of random interferogram, subtracting three amplitude random interferogram, eliminate the mainstream component of the background light intensity; S2, the differential interference figure of Schmidt orthogonalization (GS) treatment, eliminate the phase deviation; S3 analysis, differential error graph exists interference, and deduced the general formula S4, elliptic; by least squares fitting of ellipse ellipse parameters solved rapidly; S5, according to the calculated phase information of the ellipse parameters. The beneficial effect of the invention is that considering the influence brought by the disturbance of the background intensity caused by the external environmental disturbance, the accuracy of the least square ellipse fitting is increased, and the application scope is wide.

【技术实现步骤摘要】
基于施密特正交化和最小二乘椭圆拟合的相位提取方法
本专利技术涉及相位提取方法，尤其涉及一种基于施密特正交化和最小二乘椭圆拟合的相位提取方法。
技术介绍
随着科学技术的快速发展、元器件集成度的提高，工业对零件检测精度要求也越来越高。为了提高测量精度，人们主要从两个方面进行研究：一是改进测量方法；二是研究新的形貌恢复关键算法。微表面形貌测量技术按与被测面之间作用方式的不同可分为接触式测量技术和非接触式测量技术。接触式测量虽然具有较高的测量精度，但由于其会对检测样品表面造成损伤已经逐渐被工业界淘汰。基于各种原理的非接触表面形貌测量方法不断出现，在测量精度及测量速度上均有了较大的提高。非接触测量法中的光学测量法是最受青睐的一种测量方法之一。移相干涉测量技术是最受欢迎的非接触测量法之一。移相干涉测量技术由于具有高精度、非接触测量等优点被广泛应用在高精密光学表面测量领域，如大口径球面镜检测、光学元件表面测量等。物体相位信息提取是移相干涉测量中最至关重要的一个步骤。传统的相位提取算法中要求每一幅干涉图的移相量是一个常数。但在移相的过程中，由于机械振动和移相器的非线性等问题，往往会带来不可避免的移相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于施密特正交化和最小二乘椭圆拟合的相位提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集三幅随机干涉图，对三幅随机干涉图进行减法运算，消除背景光强的主流分量；S2、对差分干涉图进行施密特正交化处理，消除移相偏差；S3、分析差分干涉图存在的误差，并推导出一般椭圆公式；S4、通过最小二乘椭圆拟合快速求解出椭圆参数；S5、根据椭圆参数求解出相位信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于施密特正交化和最小二乘椭圆拟合的相位提取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集三幅随机干涉图，对三幅随机干涉图进行减法运算，消除背景光强的主流分量；S2、对差分干涉图进行施密特正交化处理，消除移相偏差；S3、分析差分干涉图存在的误差，并推导出一般椭圆公式；S4、通过最小二乘椭圆拟合快速求解出椭圆参数；S5、根据椭圆参数求解出相位信息。2.根据权利要求1所述的基于施密特正交化和最小二乘椭圆拟合的相位提取方法，其特征在于，步骤S1包括：在移相干涉测量中，移相干涉图的强度分布可以表示为：其中，a(x,y)，b(x,y),φ(x,y)分别代表背景光强，调制幅度和物体相位，δm代表第m幅干涉图的移相值；将第二幅干涉图、第三幅干涉图减去第一幅干涉图得到：I10＝b10sin(φ(x,y))I20＝b20sin(φ(x,y)+δ)其中，3.根据权利要求1所述的基于施密特正交化和最小二乘椭圆拟合的相位提取方法，其特征在于，步骤S2包括：对差分干涉图I10和差分干涉图I20进行施密特正交化处理，

【专利技术属性】
技术研发人员：姚勇，雷何兵，刘昊鹏，吴昊堃，杨彦甫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44