[发明专利]相位图的滤波评价方法

说明书

本发明提供一种相位图的滤波评价方法，本发明实施例中，在每次对包裹相位图进行相位滤波之后，利用平滑样条拟合函数确定包裹相位图中预定区域内的像素点的灰度值的预测值，计算预定区域内预测值与实际灰度值的均方根误差，之后计算对包裹相位图进行相位滤波前后两次得到的均方根误差的差值，并判断该差值是否大于或等于预定值，在该差值大于或等于预定值时，再次对包裹相位图进行相位滤波，否则结束对包裹相位图进行相位滤波操作。上述技术方案能够准确的确定对包裹相位图的滤波处理是否完成，从而可以实现散斑图像处理过程中滤波环节的自动化，对于提高散斑干涉系统的实用化和软件的易用性具有很重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种相位图的滤波评价方法。

背景技术

数字散斑干涉技术是利用激光散斑作为信息载体的一种实时全场光学测量技术，因其具有非接触、全场、高精度等特点，近年来在物体的振动、位移、形变等物理量的检测方面被广泛应用并发挥着积极的作用。在利用数字散斑干涉技术进行测量的过程中，利用相移技术得到了被测物体的相位条纹图，这里的相位条纹图被包裹在[-π，π]之间，因此也称为包裹相位图。为了获得被测物体的真实的相位分布，需要对包裹相位图进行解包处理。

由于包裹相位图中含有大量的噪声，导致解包得到的相位图精度过低，甚至由于包裹相位图中存在的大量噪声导致解包处理失败。为了提高解包的成功率以及提高得到的解包后的相位图的精度，需要在解包包裹相位图之前，需要对包裹相位图进行滤波处理。

虽然利用相位滤波方法能够去除包裹相位图中的噪声，但是要得到噪声含量符合要求的包裹相位图，需要进行多次相位滤波。因此出现了各种对滤波效果进行评价的定量评价指标。例如反映噪声抑制能力的散斑指数，反映图像信息保持能力的保真度、峰值信噪比、结构相似性等。这些图像客观评价指标能够较好地评估滤波后图像的噪声水平和失真度，在滤波算法的比较实验中被广泛使用。但是这些指标只反映了相位与噪声分布的一个方面，或是需要对前后图像进行计算和比对，不适用于单一图像持续滤波过程中的判断，难以实现滤波处理过程的自动化，造成散斑干涉软件系统实用性降低。因此如何判断相位图是否滤波完成是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种相位图的滤波评价方法，克服了现有技术中无法判断相位图是否滤波完成的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明实施例提供了一种相位图的滤波评价方法，所述方法包括如下步骤：

S1、确定平滑样条拟合公式，其中，所述平滑样条拟合公式包括平滑参数和平滑样条拟合函数；确定所述平滑参数的取值，并确定平滑样条拟合公式取值最小时的平滑样条拟合函数，得到目标平滑样条拟合函数；其中，所述目标平滑样条拟合函数包括自变量和因变量，所述自变量为像素点的横坐标，所述因变量为对应像素点的灰度值的预测值；

S2、获取待测物体的包裹相位图，并对所述包裹相位图进行相位滤波处理；

S3、获取滤波处理后的包裹相位图中预定区域内的像素点的灰度值；

S4、以所述预定区域内的像素点的横坐标为所述目标平滑样条拟合函数的自变量进行运算，得到所述预定区域内每个像素点的灰度值的预测值；根据所述预定区域内每个像素点的灰度值和每个像素点的灰度值的预测值，确定所述预定区域灰度值的均方根误差；

S5、对所述包裹相位图进行相位滤波处理；

S6、重复执行步骤S3和S4，得到新的均方根误差，计算新的均方根误差与上一次执行步骤S3和S4得到的均方根误差的差值，并在所述差值大于或等于预定值的情况下，返回步骤S5。

进一步地，所述平滑样条拟合公式为：