一种白光干涉信号背景光强实时分离方法技术

一种白光干涉信号背景光强实时分离方法。其包括扫描开始后，利用CCD相机记录前n个扫描位置处的图像，获取图像中某一特定像素点的光强变化情况，并为该像素点生成一组背景点集；上述像素点的初始背景模型建成后，从第n+1个扫描位置开始,CCD相机每采集一帧图像，对于第n+1个扫描位置,由该像素点的光强值和初始背景模型判断是否需要对初始背景模型进行更新；对于第n+1个扫描位置后的当前扫描位置,根据该像素点的光强值和当前背景模型判断是否需要对当前背景模型进行更新等步骤；根据更新后的当前背景模型分离背景光强，实时提取出白光干涉信号。本发明专利技术能有效区分背景光强与白光干涉信号，且计算过程简单，满足实时性要求。

A real time separation method for background intensity of white light interference signal

A real-time separation method for background intensity of white light interference signal is presented. It includes recording the images at the first N scanning positions with a CCD camera, obtaining the intensity changes of a particular pixel in the image, and generating a set of background points for the pixel. For the n+1 scanning position, the light intensity of the pixel and the initial background model determine whether the original background model needs to be updated; for the current scanning position after the n+1 scanning position, according to the light intensity value of the pixel and the current background model determine whether the current background model needs to be updated or not. According to the updated background model, the background light intensity is separated and the white light interference signal is extracted in real time. The invention can effectively distinguish the background light intensity from the white light interference signal, and the calculation process is simple and meets the real-time requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种白光干涉信号背景光强实时分离方法
本专利技术属于光学精密无损检测
，特别是涉及一种白光干涉信号背景光强实时分离方法。
技术介绍
光学精密无损检测技术作为超精密检测技术的重要组成部分近年来发展迅速，在航空航天、汽车制造、医疗健康、能源产业及国防安全等方面都有着巨大的应用需求，相应的测量设备在测量范围、测量精度及应用领域方面取得了长足的进步。在这种背景下，目前工业中对光学精密无损检测的需求变得越来越具体化，往往是根据某些特定的测量对象提出要求，这也促使该领域的研究工作向更加精细化的方向发展。白光扫描干涉术作为光学无损检测技术的重要分支，起始于上世纪九十年代初。经历了二十余年的发展，相应的设备在功能上已日趋完善，许多原有的测量壁垒被逐步突破，水平测量范围与垂直测量范围不断扩大，测量效率大幅提高，测量对象也从半导体领域逐步扩展到机械加工领域。但是，在测量机械零部件表面时，垂直测量范围往往达到十几或几十微米以上，测量时间的延长加剧了环境散射及光源不稳定带来的影响。同时，由于表面粗糙度较大，所带来的表面漫反射更加严重。在这种情况下提取的白光干涉信号，其背景光强不再是理论上的恒定值，而是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种白光干涉信号背景光强实时分离方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤1：扫描开始后，利用CCD相机记录前n个扫描位置处的图像，从而获取图像中某一特定像素点的光强变化情况，并为该像素点生成一组背景点集；步骤2：上述像素点的初始背景模型建成后，从第n+1个扫描位置开始,CCD相机每采集一帧图像，对于第n+1个扫描位置,由该像素点的光强值和初始背景模型判断是否需要对初始背景模型进行更新；对于第n+1个扫描位置后的当前扫描位置,根据该像素点的光强值和当前背景模型判断是否需要对当前背景模型进行更新；步骤3：根据更新后的当前背景模型分离背景光强，实时提取出白光干涉信号。

【技术特征摘要】
1.一种白光干涉信号背景光强实时分离方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤1：扫描开始后，利用CCD相机记录前n个扫描位置处的图像，从而获取图像中某一特定像素点的光强变化情况，并为该像素点生成一组背景点集；步骤2：上述像素点的初始背景模型建成后，从第n+1个扫描位置开始,CCD相机每采集一帧图像，对于第n+1个扫描位置,由该像素点的光强值和初始背景模型判断是否需要对初始背景模型进行更新；对于第n+1个扫描位置后的当前扫描位置,根据该像素点的光强值和当前背景模型判断是否需要对当前背景模型进行更新；步骤3：根据更新后的当前背景模型分离背景光强，实时提取出白光干涉信号。2.根据权利要求1所述的白光干涉信号背景光强实时分离方法，其特征在于：在步骤1中，所述的扫描开始后，利用CCD相机记录前n个扫描位置处的图像，从而获取图像中某一特定像素点的光强变化情况，并为该像素点生成一组背景点集的具体步骤如下：(1)利用CCD相机按照配置的系统参数开始进行图像扫描，并记录下前n个扫描位置处某一特定像素点的光强值；(2)构建上述像素点的初始背景模型：开始扫描后，取其前n个光强值组成一个光强序列，即构成了该像素点的初始背景模型M(i)，用式(1)表示如下：M(i)＝{m1,m2,...mn}(1)其中，i为当前扫描位置的序号，m为初始背景模型中像素点的光强值。3.根据权利要求1所述的白光干涉信号背景光强实时分离方法，其特征在于：在步骤2中，所述的像素点的初始背景模型建成后，从第n+1个扫描位置开始,CCD相机每采集一帧图像，对于第n+1个扫描位置,由该像素点的光强值和初始背景模型判断是否需要对初始背景模型进行更新；对于第n+1个扫描位置后的当前扫描位置,根据该像素点的光强值和当前背景模型判断是否需要对当前背景模型进行更新的具体步骤如下：(1)从第n+1个扫描位置开始,CCD相机每采集一帧图像，记录下该像素点的光强值；(2)对于第n+1个扫描位置,根据该像素点的光强值和初始背景模型M(i)判断式(2)是否成立，若成立则对初始背景模型M(i)进行更新；对于第n+1个扫描位置后的当前扫描位置,根据该像素点的光强值和当前背景模型M(i)’判断式(3)是否成立，若成立则对当前背景模型M(i)’进行更新；card(M(i)∩[I(i)-D,I(i)+D])＞U(2)card(M(i)’∩[I(i)-D,I(i)+D])＞U(3)其中，card表示交集中的元素数目，i为当前扫描位置的序号，I(i)为当前扫描位置处任该像素点的光强值,D和U分别为背景判定阈值和背景模型更新阈值；式(2)表明，以第n+1个扫描位置所记录的像素点的光强值I(i)为中心，以背景判定阈值D为半径构建一闭合区间[I(i)-D,I(i)+D]，若该区间与初始背景模型M(i)交集中的元素数量大于背景模型更新阈值U，则式(2)成立，用当前扫描位置处的像素点的光强值I(i)替换初始背景模型M(i)中最早记录的光强值，由此形成当前背景模型M(i)’，且不再进行下面的判断，本步骤结束；式(3)表明，以第n+1个扫描位置后的当前扫描位置处的像素点的光强值I(i)为中心，以背景判定阈值D为半径构建一闭合区间[I(i)-D,I(i)+D]，若该区间与当前背景模型M(i)’交集中的元素数量大于背景模型更新阈值U，则式(3)成立，用当前扫描位置处的像素点的光强值I(i)替换当前背景模型M(i)’中最早记录的光强值，由此形成新的当前背景模型M(i)’，且不再进行下面的判断，本步骤结束；(3)若式(2)不成立，则继续判断式(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：马龙，裴昕，孙凤鸣，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津,12