技术特征：
1.一种基于goldstein枝切法的相位展开方法，其特征在于，包括：步骤1，获取截断相位图；步骤2，采用goldstein枝切法识别出截断相位图中的残差点；步骤3，构建带权二分图；步骤4，使用kuhn-munkres算法求出带权二分图的最大权匹配；步骤5，依据所述最大权匹配连接残差点构造枝切线；步骤6，选取不在枝切线上的像素点作为起点进行相位展开。2.根据权利要求1所述的基于goldstein枝切法的相位展开方法，其特征在于：所述步骤1中，截断相位图基于傅里叶变换轮廓术得到。3.根据权利要求2所述的基于goldstein枝切法的相位展开方法，其特征在于，所述步骤1包括：利用计算机编码生成正弦条纹图，并通过图像投影设备投影到被测物体的表面，经被测物体的高度调制变形后，由图像采集设备采集变形条纹图，所述变形条纹图的光强分布为：i(x，y)＝r(x，y)[a(x，y)+b(x，y)
·
cos(2πfx+φ(x，y))]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(1)其中，(x,y)为采集到的条纹图的像素点坐标，r(x,y)为被测物体及参考平面的反射率分布，a(x,y)、b(x,y)分别表示背景光强度和条纹对比度，f为条纹频率，φ(x，y)为受到被测物体高度和参考平面调制而产生的相移；将计算机编码生成的所述正弦条纹图投影在参考平面上，由图像采集设备采集该参考平面上的条纹图，所述条纹图的光强分布为：i1(x，y)＝r1(x，y)[a(x，y)+b(x，y)
·
cos(2πfx+φ1(x，y))]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(2)其中，r1(x，y)为参考平面的反射率分布，φ1(x，y)为受到参考平面调制而产生的相移；对式(1)进行傅里叶变换，并利用空间滤波器滤出包含相位信息的正基频分量后，对所述正基频分量进行逆傅里叶变换，得到对式(2)进行傅里叶变换，并利用空间滤波器滤出包含相位信息的正基频分量后，对所述正基频分量进行逆傅里叶变换，得到计算被测物体的截断相位分布得到ψ(x，y)即为截断相位图；其中，im{}表示取复数虚部运算，*表示共轭运算。4.根据权利要求1所述的基于goldstein枝切法的相位展开方法，其特征在于，所述步骤2包括：根据公式计算截断相位图中的像素点的残差极性q(x，y)，若q(x，y)等于-1，则像素点(x，y)为负残差点；若q(x，y)等于1，则像素点(x，y)为正残差点；
重复上述过程直到截断相位图中的所有像素点都进行了判断；其中，δ1＝ψ(x，y+1)-ψ(x，y)，δ2＝ψ(x+1，y+1)-ψ(x，y+1)，δ3＝ψ(x+1，y)-ψ(x+1，y+1)，δ4＝ψ(x，y)-ψ(x+1，y)，w为截断运算符；截断运算符w(α)＝α+2kπ，k∈z；其中，k为使得w(a)处于(-π，π]之间的整数。5.根据权利要求1所述的基于goldstein枝切法的相位展开方法，其特征在于，所述步骤3包括：构建带权二分图为g＝(p，n，e)；其中，p为所有正残差点构成的集合，n为所有负残差点构成的集合，正残差点集p和负残差点集n组成了图g的顶点集v，v＝p∪n，边集e为所有连接正负残差点的线构成的集合，e＝{<p，n>|p∈p，n∈n}；根据公式计算边集e中每条边的权值，<p，n>为e中的任意一条边，w(p，n)为e中的任意一条边<p，n>的权值，(x
p
，y
p
)和(x
n
，y
n
)分别为正残差点p和负残差点n的坐标。6.根据权利要求5所述的基于goldstein枝切法的相位展开方法，其特征在于，所述步骤4包括：步骤401，令可行标号l的初始值为：其中，可行标号l是定义在顶点集v上的一个函数，且满足步骤402，求出图g关于可行标号l的相等子图g
l
＝(p，n，e
l
)；其中，e
l
为边集e的子集，且e
l
中的任意一条边的权值都等于这条边的端点的标号值之和，e
l
＝{＜p，n＞|l(p)+l(n)＝w(p，n)}；步骤403，令相等子图g
l
的匹配m初始时为空集，即令m＝φ，其中，匹配m为边集e
l
的子集；步骤404，若相等子图g
l
的正残差点集p中都为已匹配的顶点，则匹配m为最大权匹配，算法终止，否则，选择一个未匹配的顶点p∈p，并令s＝{p}，t＝φ，其中，匹配m中的边的端点称为已匹配的顶点，s和t为两个顶点集；步骤405，若n
l
(s)＝t，则执行步骤407，若n
l
(s)≠t，则选择一个顶点n∈n
l
(s)-t，其中，n
l
(s)为图g
l
中至少与集合s中一个顶点相连的所有顶点构成的集合，n
l
(p)为与顶点p相连的所有顶点构成的集合，n
l
(p)＝{n|<p，n>∈e
l
}；步骤406，若顶点n是未匹配的顶点，则存在从顶点p到顶点n的增广路r，令执行步骤404，若顶点n是已匹配的顶点，则找到与顶点n匹配的顶点，记为z，令s＝s∪{z}，t＝t∪{n}，执行步骤405，其中，为集合的异或运算符；
步骤407，计算值d，对图g
l
的顶点集v＝p∪n中的每个顶点v修改标号值，步骤408，求出相等子图g
l
′
＝(p，n，e
l
′
)，令l＝l
′
，g
l
＝g
l
′
，执行步骤405。7.根据权利要求1所述的基于goldstein枝切法的相位展开方法，其特征在于，所述步骤5中，将步骤4最终得到的最大权匹配m中的任意一条边＜p，n＞移出m，并将顶点p代表的正残差点与顶点n代表的负残差点进行连接生成一条枝切线，重复上述过程直到m为空。8.根据权利要求1所述的基于goldstein枝切法的相位展开方法，其特征在于，所述步骤6中，选取一个不在枝切线上的像素点作为起点，将它加入队列并标记为已进行相位展开，将队首元素四邻域中不在枝切线上且未展开的像素点加入队列并展开其相位，之后将队首元素移出队列，重复上述过程直到队列为空；当不在枝切线上的像素点都展开后，再利用枝切线周围已展开的像素点展开枝切线上的像素点。
技术总结
本发明涉及物体三维测量技术领域，具体涉及一种基于Goldstein枝切法的相位展开方法。获取截断相位图；采用Goldstein枝切法识别出截断相位图中的残差点；构建带权二分图，将构造总长度最短的枝切线问题转化为求解带权二分图的最大权匹配问题；使用Kuhn-Munkres算法求出带权二分图的最大权匹配；依据所述的最大权匹配连接残差点构造枝切线；选取不在枝切线上的像素点作为起点进行相位展开。可以构造总长度最短的枝切线且能够消除“孤岛”现象，从而得到更好的相位展开的结果，提高三维测量的精度。度。度。
技术研发人员：彭旷 游前 赵江 王文峰 李岳彬 万美琳 宋敏
受保护的技术使用者：湖北大学
技术研发日：2022.02.09
技术公布日：2022/7/14