一种分区域的单幅快速相位展开方法技术

本发明专利技术公开了一种分区域的单幅快速相位展开方法。首先利用二维正弦辅助的经验模态分解法(BSEMD)对条纹图进行自适应多尺度分解，得到的高频结果分量用于检测条纹中物体边缘，得到的中间条纹载频分量通过希尔伯特变换获取包裹相位和瞬时频率，得到的低频分量用于条纹图阴影区域识别；然后将边缘和阴影区域融合并进行形态学操作形成低质量区域；接着利用洪水蔓延的方式展开高质量区域，用瞬时频率建立质量图指导扩展的低质量区域相位展开；最后对各区域相位合并形成完整的连续相位。本发明专利技术通过在划分区域应用不同的相位展开策略实现包裹相位的快速展开，整个方法高效且精度高，在单幅条纹三维快速测量系统中具有较大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种分区域的单幅快速相位展开方法
本专利技术属于三维信息重构
，特别涉及了一种分区域的单幅快速相位展开方法。
技术介绍
条纹投影测量技术以其非接触、快速、精确等优点已成为一种十分受欢迎的三维面形测量技术，在国防安全、先进制造、逆向工程和文物保护领域都有广泛的应用。其中，多幅条纹的光学测量技术能够实现高精度且较少条件约束的测量。然而，这种方法需要保持物体静止投射多幅图像，无法实现动态三维测量，因此单幅条纹投影技术应运而生。条纹投影技术通过向被测物体投射正弦光栅条纹，并拍摄被物体表面调制的条纹图案，物体表面的三维信息就被包含在条纹相位中，因此需要对条纹图像解调。基于单幅条纹投影的相位获取技术主要有：傅里叶变换、窗口傅里叶变换、S变换、小波变换和二维经验模态分解(BSEMD)等。其中，BSEMD作为一种新的自适应时频分析方法，在分析非稳态信号时，由于受自身信号驱动，拥有比其他方法具有更好的时频分析能力，本专利技术的应用场景就是基于BSEMD的。这些基于变换域的相位解调都是通过反正切变换获取，从而只能获得主值相位处于范围[-π,π)，因此需要展开成连续相位。相位展开在一般情况下只需要比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分区域的单幅快速相位展开方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用BSEMD对条纹图I(x,y)进行多尺度分解，得到k幅不同尺度的分解图BIMFi(x,y)：

【技术特征摘要】
1.一种分区域的单幅快速相位展开方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用BSEMD对条纹图I(x,y)进行多尺度分解，得到k幅不同尺度的分解图BIMFi(x,y)：其中，BIMFi为固有模态函数，r(x,y)为余量，并确定参数k1、k2以划分高频分量增强的条纹载频分量以及低频分量(2)对条纹载频分量进行希尔伯特变换获取包裹相位和瞬时频率fins(x,y)，并利用瞬时频率fins(x,y)建立质量图Q(x,y)；(3)对高频分量进行边缘检测，对低频分量进行阴影区域识别，融合两者结果，再对融合后的结果应用形态学操作形成低质量区域，其余区域即为高质量区域；(4)标记区分各个连通域，在各个高质量区域内采用洪水蔓延展开相位，扩展的低质量区域内采用质量图法展开相位；(5)相邻高、低质量区域相位合并，直至最终形成完整的连续相位。2.根据权利要求1所述分区域的单幅快速相位展开方法，其特征在于，在步骤(2)中，按照下式得到质量图Q(x,y)：Q(x,y)＝|fins(x,y)-f0|其中，f0为条纹载频。3.根据权利要求1所述分区域的单幅快速相位展开方法，其特征在于，在步骤(3)中，采用Canny算子对高频分量进行边缘检测，将二值矩阵MASK1中边缘像素值置为1作为边缘检测结果。4.根据权利要求3所述分区域的单幅快速相位展开方法，其特征在于，在步骤(3)中，对低频分量进行阴影区域识别的方法：对低频分量使用otsu法进行多阈值分割，结果中灰度值最低的像素形成区域为阴影区域，将二值矩阵MASK2中阴影区域像素值置为1作为阴影区域识别结果。5.根据权利要求4所述分区域的单幅快速相位展开方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辰星，聂文祥，达飞鹏，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32