一种数字显微全息相位图的快速去包裹方法技术

技术编号:8624374 阅读:181 留言:0更新日期:2013-04-25 18:55
本发明专利技术属于数字全息显微测量领域,涉及一种数字显微全息相位图的快速去包裹方法。首先根据数字全息显微术的基本原理,计算得到再现强度像和包裹相位图,并计算包裹相位图的残差点分布;然后根据强度像中与残差点对应像素的强度值分布,自动设置强度阀值,将高于阀值的像素区域认为可靠相位区,低于等于阀值的像素区域认为可疑相位区;接着将归一化强度像中对应可靠相位区的强度值置1,对应可疑相位区的强度值保持不变,建立新型的质量指导图;最后建立基于该质量图导向的堆栈链表洪水算法。本发明专利技术运算速度比传统的质量图导向插入式排序洪水算法快100多倍,甚至是枝切算法的4倍左右,是一种适用于准实时数字全息显微术的相位去包裹方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字全息显微测量领域,涉及。
技术介绍
数字全息显微术是数字全息术和显微技术相结合的产物,可以精确地获取物光波的相位分布,因而可以分析微小物体的表面三维形貌或相位型物体的相位信息,是近年发展起来的一种重要的显微成像技术,具有广阔的应用前景和应用领域。相位去包裹是数字全息显微术研究中的一个重要问题,因为直接通过复振幅计算得到的相位信息经常被包裹在(_π, Ji]的相位主值中,要获取真实的相位信息,必须通过相位去包裹技术将相位从主值分布恢复为真实分布。相位去包裹技术作为各个相位测量领域的通用技术,自1982年Itoth提出以来, 已经发展了大量有效的算法。这些算法总体上可以分为路径跟踪算法和全局算法两大类, 前者主要包括枝切算法、质量导向路径跟踪算法、掩模分割算法等;后者主要包括最小二乘算法、加权最小二乘算法等。为适用各自的应用领域,每种算法都被不同领域的研究者给予了具体的研究发展。随着数字全息显微技术的发展,已有越来越多的学者开始研究适用于该领域的相位去包裹算法。质量导向相位去包裹算法同时兼具速度和准确度两方面的优势,是一种很有希望的适用于数字全息显微相位图的去包裹算法。质量图的定义和路径跟踪方法是影响质量导向去包裹算法的两个重要方面。目前已经提出了很多种质量图的定义,包括相关系数图、调制度图、相位导数方差图,最大相位梯度图,振幅图等,每种质量图都有自己的适用领域。另一方面,质量图也直接影响去包裹的速度,因为质量图中可靠度值的分布直接决定去包裹的路径导向,而路径的复杂度直接影响去包裹的速度。目前广泛使用的路径跟踪方法是插入式排序的洪水算法,这种排序操作是非常费时的,从而影响了去包裹的时间。另一种路径跟踪方法是可靠度树的路径跟踪方法,该方法省略了插入式排序时间,但是建立最小跨度树的操作还是很费时间的。
技术实现思路
本专利技术针对数字全息显微相位图仅存在少量残差点的高信噪比的特点,提出了一种基于新型质量图和堆栈链表的快速质量导向去包裹方法。本专利技术的具体技术方案是,其特征在于该方法包括以下步骤 步骤一,根据数字全息显微术的基本原理,计算得到再现物光波复振幅分布,由复振幅分布同时得到再现强度像和包裹相位图,并对再现强度像进行归一化处理,步骤二,对包裹相位 图进行残差点探测并记录下残差点的坐标;步骤三,根据强度像中与残差点对应像素的强度值分布,提取归一化强度像中对应坐标点的强度值,将其中最大的强度值作为阀值。将高于阀值的像素区域认为可靠相位区,低于等于阀值的像素区域认为可疑相位区;步骤四,将归一化强度像中对应可靠相位区的强度值置1,对应可疑相位区的强度值保持不变,建立新型的质量步骤五,建立基于该质量图导向的堆栈链表洪水算法。优化地,所述的数字显微全息相位图的快速去包裹方法,其特征在于所述所述包裹相位图的残差点藉由“四点封闭检查是否为零”来探测,具体应用公式本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种数字显微全息相位图的快速去包裹方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤一,根据数字全息显微术的基本原理,计算得到再现物光波复振幅分布,由复振幅分布同时得到再现强度像和包裹相位图,并对再现强度像进行归一化处理,步骤二,对包裹相位图进行残差点探测并记录下残差点的坐标;步骤三,根据强度像中与残差点对应像素的强度值分布,提取归一化强度像中对应坐标点的强度值,将其中最大的强度值作为阀值;将高于阀值的像素区域认为可靠相位区,低于等于阀值的像素区域认为可疑相位区;步骤四,将归一化强度像中对应可靠相位区的强度值置1,对应可疑相位区的强度值保持不变,建立新型的质量图;步骤五,建立基于该质量图导向的堆栈链表洪水算法。

【技术特征摘要】
1.一种数字显微全息相位图的快速去包裹方法,其特征在于该方法包括以下步骤 步骤一,根据数字全息显微术的基本原理,计算得到再现物光波复振幅分布,由复振幅分布同时得到再现强度像和包裹相位图,并对再现强度像进行归一化处理,步骤二,对包裹相位图进行残差点探测并记录下残差点的坐标;步骤三,根据强度像中与残差点对应像素的强度值分布,提取归一化强度像中对应坐标点的强度值,将其中最大的强度值作为阀值;将高于阀值的像素区域认为可靠相位区,低于等于阀值的像素区域认为可疑相位区; 步骤四,将归一化强度像中对应可靠相位区的强度值置1,对应可疑相位区的强度值保持不变,建立新型的质量图;步骤五,建立基于该质量图导向的堆栈链表洪水算法。2.根据权利要求1所述的数字显微全息相位图的快速去包裹方法,其特征在于所述所述包裹相位图的残差点藉由“四点封闭检查是否为零”来探测,具体应用...

【专利技术属性】
技术研发人员:马利红李勇王辉金洪震
申请(专利权)人:浙江师范大学
类型:发明
国别省市:

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