[发明专利]一种三幅随机移相干涉图的快速相位提取方法

权利要求书

1.一种三幅随机移相干涉图的快速相位提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集三幅随机干涉图；

S2、对采集到的随机干涉图进行两两相减运算；

S3、对随机干涉图再进行一次相加或者相减运算；

S4、将化简得到的椭圆公式进行归一化处理，进行超最小二乘椭圆拟合求解椭圆参数；

S5、求解出相位；

其中，

在步骤S2中，对三幅随机干涉图对进行相减操作可以得到：

其中：

在步骤S3中，再一次进行加减运算，可以得到两个正交分量，

其中A_±,B_±可以表示为：

2.根据权利要求1所述的三幅随机移相干涉图的快速相位提取方法，其特征在于：在步骤S1中，三幅随机移相干涉图的光强分布表示为：

I₀＝a₀(x,y)+b₀(x,y)cos(φ(x,y)+δ₀)

I₁＝a₁(x,y)+b₁(x,y)cos(φ(x,y)+δ₁)

I₂＝a₂(x,y)+b₂(x,y)cos(φ(x,y)+δ₂)

其中，a_m(x,y)代表背景光强，b_m(x,y)代表调制幅度,φ_m(x,y)代表物体相位，δ_m代表第m幅干涉图的移相值。

3.根据权利要求1所述的三幅随机移相干涉图的快速相位提取方法，其特征在于：在步骤S4中，

1)椭圆归一化

椭圆的一般公式表示为：

a·x²+2b·xy+c·y²+2βa(d·x+e·y)+β²·f＝0

其中a,b,c,d,e,f为椭圆系数,β代表一个实常数，椭圆归一化后的I_sum,I_sub表示为:

其中

2)超最小二乘椭圆拟合

在普通的椭圆拟合中，为了避免奇异解通常设置为||α||²＝1为约束条件，其中α＝[a,b,c,d,e,f]^T，在超最小二乘椭圆拟合中，约束条件设置为其中引入了一个权值；

加权矩阵W近似为：

其中

超最小二乘的主要任务是估计估计值表示为：

其中χ＝[x²,2xy,y²,2βx,2βy,β²]^T,求解下列公式的最小特征值得到，

Wα＝λXα。

4.根据权利要求3所述的三幅随机移相干涉图的快速相位提取方法，其特征在于：在步骤S5中，

估计出最优椭圆参数α之后，提取出包裹相位，求解公式如下：

最后再通过解包裹算法恢复出连续真实相位。