率。
[0059] 可选的，确定所述包裹相位图中多点的相位分别随时间的变化关系，包括：根据所 述多帧图像确定所述多点的灰度分别随时间的变化关系；根据灰度与相位之间的对应关 系，确定所述多点的相位分别随时间的变化关系。采用该方案获取相位随时间的变换关系， 简单易实现。
[0060] 可选的，确定所述包裹相位图中相位变化率满足所述第二预设条件的至少一点为 所述至少一特征点，包括：根据沿时间轴采集所述包裹相位图变化过程的多帧图像，确定所 述包裹相位图中多点的相位分别随时间的变化关系；根据所述多点的相位分别随时间的变 化关系，确定所述多点中相位变化率满足所述第二预定条件的至少一点为所述至少一特征 点。该方案相当于在时间维度上对包裹相位图的变化过程进行动态采集，来获得包裹相位 图中多点中每个点随时间的变化，时间轴上不同采集时刻得到的多帧图像，根据各点在多 帧图像中的变化来获取各点的相位随时间的变化关系。由于该方案确定特征点（变化较慢 的点）所需的图像采集速率要求不高，可采用较低成本的图像采集设备即可实现，硬件成 本较低。此外，该方案还可复用时间相位解包裹所需的采集图像来确定所述至少一特征点， 无需重复图像采集，提高了采集图像的利用率。
[0061 ] 可选的，所述第二预设条件的内容可根据相位变化率内容自身直接确定，例如，所 述第二预定条件包括：所述相位变化率小于或等于一相位变化率阈值，所述相位变化率阈 值小于所述包裹相位图的最大相位变化率，也就是说，所述至少一特征点满足奈奎斯特采 样定律的图像采集要求所需的图像采集设备的采集速率要求，相对所述包裹相位图形变最 快的点满足奈奎斯特采样定律的图像采集要求所需的图像采集设备的采集速率要求较低， 因此降低了硬件成本。实际应用中，可选择包裹相位图中相位变化率相对较低的一个或几 个点作为所述至少一特征点，阈值的设定可以考虑如下条件：（1)对于任意前后相邻的两 幅相位图中，假设某一点处的相位变化不超过JT，即认为该点满足奈奎斯特采样定律的要 求，能够对该点的相位进行时间相位解包裹，那么该点对应的形变速率可以作为形变速率 阈值；(2)考虑到噪声等原因，可在（1)确定的形变速率，乘以一个系数，该系数的取值在 (〇，1)范围内。可选的，可采用但不限于下式确定所述形变速率阈值：
[0062] Dr= 〇 XdXf
[0063] 其中，队表示形变速率阈值，d表示相位变化为π时的形变量，f表示图像采集装 置的采样帧率，σ大于0且小于1。通过合理设置阈值，可尽可能降低对时间相位解包裹所 需的图像采集设备的硬件要求和噪声干扰，进而进一步降低硬件成本、提高准确性。
[0064] 或者，可选的，所述第二预设条件的内容可根据反映相位变化率的参数特征（如 采样点数量和/或相位差等参数）间接确定，例如，所述第二预定条件包括：对应所述包裹 相位图的多点中同一点的采样点的数量大于或等于一采样点数量阈值、和/或对应所述多 点中同一点的相位差值小于或等于一相位差阈值；其中，所述采样点数量阈值大于所述多 点的统计结果中各点分别对应的采样点的数量的最小值，所述相位差阈值小于所述多点的 统计结果中各点分别对应的相位差值的最大值。也就是说，在待测物点的不同点随时间的 变化关系中，将对应的采样点数量并非最小（尽可能多）和/或对应的相位差值并非最大 (尽可能小）的一个或几个点选出来，相当于图像采集符合奈奎斯特采样定律的概率较大 的点选出来，作为所述至少一特征点，由此便于对这些特征点的包裹相位进行时间相位解 包裹。进一步可选的，所述采样点数量阈值为所述多点的统计结果中各点分别对应的采样 点的数量的最大值，和/或，所述相位差阈值为所述多点的统计结果中各点分别对应的相 位差值的最小值，采用该方案确定的特征点，其沿时间轴的图像采集的采样点数量和/或 相位差等特性，符合奈奎斯特采样定律的概率最大。利用包裹相位图上的点在时间维度上 的采样点数量和/或相位差等反映相位变化率的参数，作为特征点的确定依据的方案，有 利于降低特征点确定的复杂度，方案简单易实现。
[0065] 可以理解，本发明实施例提供的确定需要进行时间相位解包裹的特征点的各种方 法可单独使用以确定所需的特征点，也可至少二种结合进行使用以确定所需的特征点，实 现方式非常灵活，可满足多样化的实际应用需求。
[0066] 下面举例说明本发明实施例提供的时空三维相位解包裹的方法在数字散斑干涉 技术中的可选应用示例。本领域普通技术人员可以理解，如包裹相位图的包裹相位图等包 裹相位的获取方法为现有技术，以下应用仅为一应用示例，本发明实施例提供的技术方案 还可应用到采用其他方法获得的包裹相位的解包裹应用中，不再赘述。
[0067] 图2为本发明实施例提供的另一种时空三维相位解包裹的方法的流程图，图3为 本发明实施例提供的数字散斑干涉技术中采用的一维离面的空间载波测量系统的结构示 意图，其中，所述空间载波测量系统包括：激光器1、可调分光平片2、平面反射镜3、扩束透 镜4、光阑5、成像透镜6、光纤7、親合透镜8、分光棱镜9,图像米集装置11。其中：激光器 1用于产生激光；可调分光平片2沿所述激光传播光路设置，用于将入射的激光分光为物光 和参考光；扩束透镜4沿所述物光的传播光路设置，用于将所述物光扩束以照亮整个所述 待测物面；光阑5沿所述物光的传播光路设置，用于减少外界杂光进光量，调整光波在频域 中的光谱的大小；成像透镜6沿所述物光的传播光路设置，用于被测物面的成像调焦；耦合 透镜8沿所述参考光的传播光路设置，用于将所述参考光引入光纤以进行传播；光纤7用于 传播所述参考光；分光棱镜9设置自所述光纤出射所述参考光的光路上，用于向所述待测 物面引入所述参考光。如相机等图像采集装置11采集一维离面空间载波的激光散斑干涉 测量系统的图像。
[0068] S201 :根据沿时间轴采集所述待测物面形变过程的多帧图像，确定所述待测物面 的包裹相位图中全场中各点相位分别随时间的变化关系。
[0069] 相位和形变的关系可表达为：
[0070]
[0071] 其中Φ为相位，λ为激光波长，$为位移矢量。
[0072] S202 :以点为统计粒度分别对所述多点进行统计处理，以获取反映各点相位变化 率的采样点的数量和相位差值，其中，对所述多点中的任一点的统计处理包括：沿时间轴统 计对应所述任一点的所述采样点的数量和所述任一点在各相邻图像采样时刻的相位差值。
[0073] S203:确定所述多点的统计结果中所述采样点的数量较多且所述相位差值较小的 至少一点为所述至少一特征点，所述至少一特征点为所述包裹相位图的部分点。
[0074] 本步骤相当于确定相位变化最缓慢或较缓慢的一个点或几个点为所述至少一特 征点。实际应用过程中，可将满足对应所述多点中同一点的采样点的数量大于或等于一采 样点数量阈值、且对应所述多点中同一点的相位差值小于或等于一相位差阈值的一个点或 几个点选出，作为所述至少一特征点。其中，所述采样点数量阈值大于所述多点的统计结果 中各点分别对应的采样点的数量的最小值，所述相位差阈值小于所述多点的统计结果中各 点分别对应的相位差值的最大值。
[0075] S204:对至少一特征点进行时间相位解包裹，得到所述至少一特征点的绝对相位。
[0076] 实际应用中，激光器产生的激光经扩束后直接投射到待测物面，从待测物面10漫 反射回来的光进入如相机等图像采集装置11，与参考光发生干涉，称为散斑干涉或激光散 斑干涉。图像采集装置11所记录的图像是从待测物面过来的物光和从另一个具有固定位 相关系过来的参考光相干涉后的干涉图。待测物面的形变会改变物光的相位，也就改变了 干涉图的强度分布。通过现有技术提供的方法，例如对干涉图进行傅里叶变换、提取相位频 谱、傅里叶逆变换、灰度到相位的转换等处理，可将干涉图转换成相位图，但是该相位图中 各点的相位是被2 JT为模调制的，或者称为被包裹的，并非真实的相位图，故称为包裹相位 图，需要对包裹相位图进行解包裹以得到各点的绝对相位。
[0077] 采用上述任一方案确定一个或多个特征点之后，可采用下式对每个特征点的包裹 相位进行时间相位解包裹，得到相应特征点的绝对相位：
[0078] t = t〇, t1; t2, t3......s
[0079]
[0080] c U0) = 〇 ...................................(2)
[0081]
[0082] 式（2)中，t表示时刻，Δ表示差值，(Du表示实际相位值，Φ "为包裹相位值，NINT 表示取最近的整数，s表示最后一个采集时刻点，i表示时刻点的序号且为满足0 < i < s 的任一整数。
[0083] S205 :以所述至少一特征点的至少之一为起始参考点，对所述包裹相位图进行空 间相位解包裹，得到所述包裹相位图的至少一其他点的绝对相位。
[0084] 可采用但不限于路径跟踪法（或称为路径依赖法）对所述包裹相位图的多点进行 空间相位解包裹，其中，所述路径跟踪法本身为空间相位解包裹的一种现有方法，鉴于此， 对空间跟踪法与现有技术相同的部分不再赘述，在此只是说明本发明与现有技