专利名称：一种简易电子散斑干涉的实时相移方法
技术领域：
本发明涉及一种简易电子散斑干涉的实时相移方法，属于光电检测领域。
背景技术：
散斑干涉测量技术(ESPI)近二十年来已成为变形场测量的重要方法。散斑干涉术是在散斑干涉术基础上发展起来的测量位移导数的一种新的测量方法，由于它具有可以全场测量、光路简单、调节方便、对环境要求低等特点，因此被广泛用于无损检测领域。传统的散斑干涉法，通常以干涉条纹图的方式给出测量结果，由于受到散斑噪声的影响，其信噪比很差，为定量的给出测量结果，常常需要进行复杂的人工处理，比如确定条纹中心线，为条纹定级等工作。相移法的引入，大大提高了散斑干涉的工作效率，极大的促进的散斑干涉方法的实用化。该方法通过在检测过程中采集多幅具有相对相移量的散斑条纹图，并使用相应的相移算法直接解调出位相。虽然相移法的引入，大大简化了散斑干涉的定量分析，并提高了该方法的测量精度以及所获得结果的信噪比，但是，由于相移法在操作过程中，对于每一次测量至少需要提取三幅以上的条纹图，再加上相移器本身的机械运动的时间限制，引入相移法的散斑干涉很难做到实时性，这就大大降低了该方法实际应用的有效性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种简易电子散斑干涉的实时快速相移方法，该方法既能保持传统相移法的优点，又能实时的计算和显示散斑干涉的位相。为达到上述目的，本发明采用下述技术方案一种简易电子散斑干涉的实时相移方法，其特征在于具体操作步骤如下
1、在初始时亥IJ，采用压电陶瓷相移器，依次间隔有 r/2相移量，同时对被测物体采集散斑图像，共采集四幅相移图像，并存储在内存中；
2、在测量过程中，实时采集被测物体的散斑图像；
3、把当前时刻采集到的散斑图像与初始时刻保存的四幅散斑相移图像分别相减，得到四幅当前时刻的散斑相移条纹图像；
4、为提高之后求解位相的信噪比，使用一种快速均值滤波算法对步骤3中得到的四幅散斑相移条纹图进行滤波。5、采用快速算法用四步相移法计算步骤4得到的散斑相移条纹图的位相主值；
6、在测量过程中不断重复步骤3到步骤5的过程，即可实现实时位相检测。具体处理方法如图I所示，结合相移计算原理的操作包含以下步骤
1)初始时刻，对被测物体采集四幅散斑图，依次间隔有 Γ/2相移量，它们分别如下表
示
权利要求
1.一种简易电子散斑干涉的实时相移方法，其特征在于，本方法步骤包括 1)在初始时亥Ij，对被测物体采集四幅散斑图，它们依次间隔有T/2相移量，将这四幅散斑相移图保存下来； 2)在测量过程中，实时采集被测物体的散斑图； 3)把当前时刻采集到的散斑图与初始时刻保存的四幅散斑相移图分别相减，得到四幅当前时刻的散斑相移条纹图； 4)为提高之后求解位相的信噪比，使用一种快速均值滤波算法对步骤3)中得到的四幅散斑相移条纹图进行滤波； 5)采用一种快速算法，用四步相移法对步骤4)得到的散斑相移条纹图进行解调获得位相结果； 6)在测量过程中不断重复步骤3)到步骤5)的过程，即可实现实时位相检测。
2.根据权利要求I所述的简易电子散斑干涉的实时相移方法，其特征在于所述步骤I):初始时刻，对被测物体采集四幅散斑图，依次间隔有I/ 2相移量，它们分别如下表示
3.根据权利要求I所述的简易电子散斑干涉的实时相移方法，其特征在于所述步骤2)在测量过程中，实时采集被测物体的散斑图如下表示
4.根据权利要求I所述的简易电子散斑干涉的实时相移方法，其特征在于所述步骤3)把当前时刻采集到的散斑图与初始时刻保存的四幅散斑相移图分别相减，取绝对值后得到四幅散斑相移条纹图
5.根据权利要求I所述的简易电子散斑干涉的实时相移方法，其特征在于所述步骤4)为提高之后求解位相的信噪比，本发明提出了一种快速算法，使用这种快速均值滤波算法对步骤3)中得到的四幅散斑相移条纹图进行滤波，滤波结果如下表示
6.根据权利要求I所述的简易电子散斑干涉的实时相移方法，其特征在于所述步骤5)用四步相移法对步骤4)得到的散斑相移条纹图进行解调获得位相结果
全文摘要
本发明涉及一种简易电子散斑干涉的实时相移方法，属于光电无损检测领域。本方法利用压电相移器产生多步相移，摄像机同步采集多幅相移散斑图像，通过特殊的图像采集序列设计和快速算法，计算散斑干涉条纹的位相图，这些相移条纹图中包含了当前时刻代表物体变形的位相信息，可以通过位相解调出来。该方法通过特殊的图像采集序列设计和快速运算，以图像采集速率为20帧/秒的相机为例，可以在50-100毫秒内完成从原始图像采集到相移图像的计算和显示，大大提高了位相计算的速度，与传统的散斑干涉相移方法比较，该方法更能够抑制散斑噪声、提高图像对比度，实现实时的位相提取。
文档编号G01B11/16GK102620674SQ20121008692
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者张东升, 李凯 申请人:上海大学, 上海麦田富润科技有限公司