[发明专利]一种小波脊相位提取方法

权利要求书

1.一种小波脊相位提取方法，包括以下步骤：

(1)、设计黑白相间的余弦光栅条纹图像，并将光栅投影到待测物体表面；

(2)、通过CCD采集投影后变形的条纹图像；

(3)、提取变形条纹的一行，对其进行连续小波变换；

其特征在于：

(4)、选取小波脊的候选脊点；

(5)、通过代价函数方法选取小波脊，并确定瞬时相位；

(6)、重复上述步骤(3)到步骤(5)，直到变形条纹的最后一行；

所述选取小波脊候选脊点的步骤如下：

1)一行信号经过连续小波变换得到小波变换系数模值矩阵Modules(a,b),以及相位矩阵Phases(a,b),矩阵大小m*n：m表示尺度因子a的维数，n表示信号总长度，b表示平移因子；

2)对相位矩阵Phases(a,b)一阶求导得到DiffPhases(a,b)；

3)取出第i列(i初始为1)，依次判定ak是否等于ω0/DiffPhases(ak,bi),若相等，则将其标记为i列的候选脊点，其中，ω0代表分析小波的中心频率；

4)沿平移因子方向第i列做尺度—模值曲线，求取曲线局部最大值，记录这些局部最大值中大于均值的数据；

5)将上面3)步和4)步的结果合并去重复作为候选脊点矩阵CandidateRidgePoints第i列的候选脊点；

6)判断i是否大于n，若否，则对i加1并重复上述步骤3)到步骤5)，否则便得到最终的候选脊点矩阵CandidateRidgePoints。

2.根据权利要求1所述的小波脊相位提取方法，其特征在于：所述通过代价函数方法选取小波脊相位的步骤如下：

①根据上述获取的候选脊点矩阵CandidateRidgePoints，分别设置相同大小的代价函数值矩阵CostFunction和最优路径矩阵PathFunction,初值均设为零；CostFunction用于记录每步中最优的代价值，PathFunction用于记录每步中得到最优代价值的路径点；

②由于所处理数据是离散的，所以将代价函数离散化表示为：Cost＝-C0|S[φ(b),b]|2+C1|φ(b)-φ(b-1)|2，其中：

C1＝|Rφ-Rs|C0，

利用上述代价函数、候选脊点矩阵CandidateRidgePoints以及小波变换系数模值矩阵Modules(a,b)，分别选取候选脊点矩阵CandidateRidgePoints中第二列的每个候选脊点；依次计算第一列中每个候选脊点到该选取脊点的代价函数值，并将最小的代价函数值放入选取脊点对应位置的代价函数值矩阵CostFunction中，同时将最小代价函数值对应的第一列候选脊点位置存放在选取脊点相应位置的最优路径矩阵PathFunction中；

上式中b代表平移因子，S[φ(b),b]表示在(φ(b),b)处的小波变换系数模值，φ(b)表示对应b处的尺度因子，C0值为1；

③从第三列开始，根据②中离散化的代价函数，分别选取CandidateRidgePoints中第j列每个候选脊点，依次求得列数j-1每个候选脊点到选取脊点的代价函数值Cost；然后求得最优代价函数值Cost(n,j)＝min{Cost(m,j-1)+Cost}(其中Cost(n,j)表示点(n,j)的最优代价函数值)，并将最优代价函数值放入选取脊点对应位置的代价函数值矩阵CostFunction中，且将算得最优代价函数值的j-1列候选脊点的位置记录在选取脊点对应位置的最优路径矩阵PathFunction中；

④重复步骤③，直到所有列处理完毕；

⑤选取代价函数值矩阵CostFunction中最后一列最小值的点为脊点，并利用最优路径矩阵PathFunction辅助反推出到此点的最优脊路径，从而确定每列的最佳脊点，进而可以求解出脊处的相位。