【技术实现步骤摘要】
一种基于点衍射干涉仪的可变分辨率相位解包裹方法
本专利技术属于激光干涉精密测量领域相位数据处理
，具体涉及一种基于点衍射干涉仪的可变分辨率相位解包裹方法。
技术介绍
在球面/非球面光学元件生产制造过程中，需要经历多个生产工艺环节，包括研磨阶段，粗抛光阶段以及精抛光阶段。在生产前期常采用磨削方式加工，并配合轮廓法进行检测；而在精抛光阶段，为了避免接触测量精度低，易划伤光学表面等不足，常采用干涉法进行测量。这是一种无损检测方法且精度能达到亚微米级甚至纳米级。点衍射干涉技术就是一种典型的干涉测量方法，通过针孔衍射现象产生理想的球面测量波前对待测球面/非球面进行相对测量；通过对探测器中采集得到的干涉条纹图进行分析，提取其相位信息进而得到了待测件的面形质量信息。这种检测方法涉及多步移相法，需要求取多幅干涉图差分的反正切值才能解得相位信息。通常在计算机处理数据时利用atan2函数代替arctan函数运算，这就使得解得的相位数据被限定在了[-π，π]之间，造成了相位不连续，无法直接反应测量信息。这种现象称为数据的包裹，对此国...
【技术保护点】
1.一种基于点衍射干涉仪的可变分辨率相位解包裹方法，其特征在于，分别通过软件模拟生成与干涉仪实际采集得到网络模型训练和验证数据；对生成的数据进行包裹处理后建立训练/验证数据集，采用四步移相法提取干涉图相位数据；建立卷积自编码神经网络模型，将训练数据输入模型，通过多次迭代训练网络直至最优状态然后再对仪器采集的待处理数据进行预测；在预测前首先根据分辨率对包裹相位图进行区域划分，然后通过后续拼接策略进行全幅解包；最后以原始包裹相位为基准，提取数据跳变点得到包裹区域轮廓，套入初始预测结果并以区域为单位去噪，对预测结果进行优化处理提高解包准确度；利用ICP算法拼接多组相邻相位数据实现分辨率可调。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于点衍射干涉仪的可变分辨率相位解包裹方法，其特征在于，分别通过软件模拟生成与干涉仪实际采集得到网络模型训练和验证数据；对生成的数据进行包裹处理后建立训练/验证数据集，采用四步移相法提取干涉图相位数据；建立卷积自编码神经网络模型，将训练数据输入模型，通过多次迭代训练网络直至最优状态然后再对仪器采集的待处理数据进行预测；在预测前首先根据分辨率对包裹相位图进行区域划分，然后通过后续拼接策略进行全幅解包；最后以原始包裹相位为基准，提取数据跳变点得到包裹区域轮廓，套入初始预测结果并以区域为单位去噪，对预测结果进行优化处理提高解包准确度；利用ICP算法拼接多组相邻相位数据实现分辨率可调。
2.根据权利要求1所述的基于点衍射干涉仪的可变分辨率相位解包裹方法，其特征在于，卷积自编码神经网络包括输入层，自编码层和输出层，输入层用于匹配输入数据的尺寸，维度以及数据组数；自编码结构通过三次卷积池化运算以及三次卷积上采用运算对输入数据提取并采样选择特征值；输出层用于将前层提取的数据特征值进行整合，然后基于特征值进行像素级分类，最后输出预测的包裹相位分布图。
3.根据权利要求1所述的基于点衍射干涉仪的可变分辨率相位解包裹方法，其特征在于，对预测结果进行优化处理具体为：
S201、输入原始包裹的相位数据对其进行laplacian滤波操作，得到数据跳变的边沿轮廓；
S202、对滤波得到的结果进行二值化处理，提取清晰的区域边沿；
S203、将边沿轮廓套入预测结果m(x,y)，以边沿轮廓线为基准，分割相位图中的每个闭合区域R，其中一个闭合区域代表同一倍数的包裹域；
S204、分析每个闭合区域的直方图信息，并通过判断确定补偿量C；
S205、用每个闭合区域对应的补偿量填充该区域，最后再进行中值滤波操作完成优化。
4.根据权利要求3所述的基于点衍射干涉仪的可变分辨率相位解包裹方法，其特征在于，步骤S204中，获取每个闭合区域的主灰度级，同时判断灰度级不等于其领域，具体为：
其中，hist()为直方...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，赵卓，康晓清，路嘉晟，刘桐坤，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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