基于白光干涉彩色条纹处理的多波长相移干涉测量方法与流程

技术特征：

1.一种基于白光干涉彩色条纹处理的多波长相移干涉测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)对白光干涉测试系统初始化，设置图像尺寸、扫描范围、步距，选择硅片作为被测物体；

2)调节被测物体在可视范围内的光路上的位置，在扫描范围内对被测物体进行垂直扫描，采集并保存图像；

3)利用MATLAB软件对图像进行Bayer反变换，得到真实的彩色图像信息；

4)分别求解所述彩色图像三通道R、G、B的中心波长；

5)重新调节被测物体在光路上的位置，使被测物体置于聚焦点处，这时测量视场充满干涉条纹，采集并保存相移间距为λ_G/7的七幅不同相位处的白光干涉彩色图像，利用7步相移法准确求解相位信息φ_R，φ_G，φ_B；

6)利用等效波长法得到物体高度的初步估计，再用条纹级次法精确求解物体的高度信息，得到物体表面三维形貌。

2.根据权利要求1所述的基于白光干涉彩色条纹处理的多波长相移干涉测量方法，其特征在于，步骤4)包括：

(1)分别提取三通道R、G、B的平均光强变化曲线；

(2)对所述平均光强变化曲线进行连续小波变换；

(3)设置评价步长，分别对三通道R、G、B数据搜索最大相关时的尺度因子；

(4)通过评价步长和尺度因子计算三通道R、G、B的中心波长。

3.根据权利要求1所述的基于白光干涉彩色条纹处理的多波长相移干涉测量方法，其特征在于，步骤5)所述的7步相移法的公式为：

${\mathrm{\φ}}_m=\arctan \left(\frac{3I_{m3}+I_{m7}-I_{m1}-3I_{m5}}{4I_{m4}-2I_{m2}-2I_{m6}}\right)$

其中，m表示三通道R、G、B的任一通道，I_m1，I_m2，…，I_m7为采集的七幅白光干涉彩色图像在同一像素点处的通道R或G或B的光强值。

4.根据权利要求1所述的基于白光干涉彩色条纹处理的多波长相移干涉测量方法，其特征在于，步骤6)包括：

(1)确定等效波长λ_eq，

λ_eq＝λ_eq1λ_eq2/(λ_eq1-λ_eq2)，其中，λ_eq1＝λ_Rλ_G/(λ_R-λ_G)；λ_eq2＝λ_Gλ_B/(λ_G-λ_B)，

其中，λ_R、λ_G和λ_B分别为三通道R、G、B的中心波长；

(2)确定相位差Δφ，

Δφ＝Δφ₁–Δφ₂，其中，Δφ₁＝φ_R–φ_G；Δφ₂＝φ_G–φ_B，

其中φ_R、φ_G和φ_B分别为三通道R、G、B的相位；

(3)根据等效波长λ_eq和相位差Δφ得到物体高度的初步估计h_coarse：

$h_{coarse}=\frac{{\mathrm{\λ}}_{eq}}{2}\·\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\φ}}{2\mathrm{\π}};$

(4)进而确定相位φ_G所包裹的条纹周期数N_G：

$N_G=round\left(\frac{2h_{coarse}}{{\mathrm{\λ}}_G}\right);$

(5)得到物体精确的高度信息h_fine：

$h_{fine}=(N_G+f_G)\·\frac{{\mathrm{\λ}}_G}{2}$

其中，f_G由下述公式求得：

$f_G=\frac{{\mathrm{\φ}}_G}{2\mathrm{\π}}.$