时空三维相位解包裹的方法和装置的制造方法_4

文档序号:9374375阅读:来源:国知局
术的区别之 处:现有技术中,路径跟踪法的起始点的相位值为一相对相位值,而本发明实施例中,路径 跟踪法的起始点为所述特征点,所述特征点的相位值为采用时间相位解包裹方法求取了绝 对相位。一个可选的实现过程例如,可包括但不限于采用行列逐点解包裹的路径跟踪方式 进行空间相位解包裹,具体的,可包括:(1)确定一所述特征点为起始点;(2)从该起始点 开始,沿列的方向进行相位解包裹:比较该列前后相邻二点的相位值,如果两者的相位值相 差超过预设的阈值,则将后一点的相位加上或减去2 π ;依次完成整列相位的解包裹过程; (3)以(2)中描述的已经完成相位解包裹过程的列为参考,以列中的所有点为相位的起点, 沿行的方向完成各行的相位解包裹,由此完成整幅相位图的相位解包裹过程。由于本发明 实施例进行空间相位解包裹的路径的起始点的相位,为采用时间相位解包裹的方法求得的 绝对相位(并非传统方法中的相对相位),因此使得基于该起始点求取的其他点的解包裹 相位也均为绝对相位(即真实相位)。
[0085] 可见,本发明实施例提供的技术方案将传统的时间相位解包裹的方法与空间相位 解包裹的方法进行有机结合、优势互补,即降低了传统的时间相位解包裹的图像采集和数 据处理量以及硬件成本,还解决了传统的空间相位解包裹方法无法获得绝对相位的缺陷, 可获取所述包裹相位图多点的绝对相位,获得的绝对相位精度和准确性相对较高,具有广 泛的应用前景。
[0086] 本领域技术人员可以理解,在本发明【具体实施方式】的上述任一方法中,各步骤的 序号大小并不意味着执行顺序的先后,各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而 不应对本发明【具体实施方式】的实施过程构成任何限定。
[0087] 图4为本申请实施例提供的一种时空三维相位解包裹的装置的逻辑框图。如图4 所示,所述时空三维相位解包裹的装置包括:一时间相位解包裹模块41和一空间相位解包 裹丰旲块42。
[0088] 时间相位解包裹模块41用于对对应于一待测物面的包裹相位图的至少一特征点 进行时间相位解包裹,得到所述至少一特征点的绝对相位,所述至少一特征点为所述包裹 相位图的部分点;
[0089] 空间相位解包裹模块42用于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。
[0090] 本发明实施例提供的技术方案,将时间一维解包裹和空间二维解包裹等二种方法 有机结合,由此实现二种相位解包裹方法的优势互补,以较低的成本获取的包裹相位图多 点较准的绝对相位,可更好满足实际应用的需求。
[0091] 所述时空三维相位解包裹的装置的设备表现形态非常灵活,例如,所述时空三维 相位解包裹的装置可为某一独立部件,或者,所述时空三维相位解包裹的装置可为某一功 能模块集成在如控制器或处理器等其他设备中,本发明实施例对此并不限制。
[0092] 可选的,如图5所示,所述时空三维相位解包裹的装置还包括:一第一特征点确定 模块43。第一特征点确定模块43用于将所述包裹相位图分为至少一连续子区,并在各所 述连续子区里分别确定一所述特征点。如果获得的包裹相位图是连续的,则可在整幅包裹 相位图中确定一个特征点。如果获得的包裹相位图是非连续的,则可将所述包裹相位图分 为多个连续子区,可在每个连续子区中分别确定一个特征点,这样,分别对各特征点进行时 间相位解包裹,求得各特征点的绝对相位,之后,可对各连续子区内的点进行空间相位解包 裹,有利于提高方案的普适性。
[0093] 可选的,所述空间相位解包裹模块42包括:一空间相位解包裹子模块421。空间 相位解包裹子模块421用于以各所述特征点为各所述特征点分别所在的各所述连续子区 的起始参考点,对各所述连续子区分别进行空间相位解包裹,得到各所述连续子区各点的 绝对相位。该方案将时间相位解包裹和空间相位解包裹进行有机结合,有效解决了传统空 间相位解包裹不能处理空间不连续的相位分布的缺陷,使得本发明实施例提供的技术方案 可应用到更宽的场合中,提高了方案的普适性。
[0094] 可选的,所述时空三维相位解包裹的装置还包括:一第二特征点确定模块44。第 二特征点确定模块44用于确定所述包裹相位图中形变速率满足第一预定条件的至少一点 为所述至少一特征点。所述第一预定条件包括:所述形变速率小于或等于一形变速率阈值, 所述形变速率阈值小于所述包裹相位图的最大形变速率。可选的,可采用下式确定所述形 变速率阈值:
[0095] Dr= 〇 XdXf
[0096] 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大于〇且小于1。
[0097] 采用该方案确定的所述至少一特征点并非所述包裹相位图形变最快的点,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。
[0098] 可选的,所述时空三维相位解包裹的装置还包括:一第三特征点确定模块45。第 三特征点确定模块45用于确定所述包裹相位图中相位变化率满足第二预定条件的至少一 点为所述至少一特征点。所述第二预定条件的具体内容可在满足所述包裹相位图中相位变 化率较低的要求的情形下灵活确定,其中,"相位变化率较低"表示特征点对应的相位变化 率并非最大相位变化率,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。
[0099] 可选的,所述第三特征点确定模块45包括:一相位时间变化确定子模块451和一 特征点确定子模块452。相位时间变化确定子模块451用于根据沿时间轴采集所述包裹相 位图形变过程的多帧图像,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;特 征点确定子模块452用于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。可选的,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,包括: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/或相位差值,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/或所述任一点在各相邻 图像采样时刻的相位差值;确定所述多点的统计结果中所述采样点的数量和/或所述相位 差值满足所述第二预定条件的至少一点为所述至少一特征点。所述第二预定条件可包括: 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、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。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。
[0100] 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。
[0101] 图6为本申请实施例提供的另一种混合三维相位解包裹的方法的结构框图,本申 请具体实施例并不对混合三维相位解包裹的方法600的具体实现方式做限定。如图6所示, 混合三维相位解包裹的方法600可以包括:
[0102] 处理器(Processor) 610、通信接口(Communications Interface) 620、存储器 (Memory)630、以及通信总线640。其中:
[0103] 处理器610、通信接口 620、以及存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。
[0104] 通信接口 620,用于与比如具有通信功能的设备、外部光源等通信。
[0105] 处理器610,用于执行程序632,具体可以执行上述任一光场采集控制方法实施例 中的相关步骤。
[0106] 例如,程序632可以包括程序代码,所述程序代码包括计算机操作指令。
[0107] 处理器610可能是一个中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU),或者 是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC),或者是被配置 成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
[0108] 存储器630,用于存放程序632。存储器630可能包含随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM),也可能还包括非易失性存储器(Non-volatile memory),例如至 少
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