[发明专利]一种基于菱形矢量归一化的快速相位提取方法

权利要求书

1.一种基于菱形矢量归一化的快速相位提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采集两幅被测物体形貌的干涉图：

在移相值随机未知的情况下，将两幅干涉图表示为：

其中，a(x,y)表示背景光强，b(x,y)表示调制幅度；δ₁表示第一幅干涉图的移相值，δ₂表示第二幅干涉图的移相值，φ(x,y)表示被测物体的相位信息分布；

S2.对两幅干涉图滤出直流分量：

在滤出直流分量后，方程(1)化简为：

S3.对两幅干涉图构建菱形矢量：

将I₁和I₂分别相加、相减，构建一个菱形矢量，如公式(3)

其中，S表示两幅干涉图的光强之和，D表示两幅干涉图的光强之差；

S4.归一化菱形矢量：

对公式(3)进行归一化，得到：

其中，S^*表示归一化两幅干涉图的光强之和，D^*表示归一化两幅干涉图的光强之差；

S5.求解相位信息：

其中，φ表示被测物体的相位分布，Δ是一个与像素点无关的常数；

公式(4)中如果干涉条纹数小于或等于1，则S^*与D^*的振幅不能近似相等，因此S^*的振幅不等于D^*的振幅，b_k≠b_k'，其中，此时相位分布的计算公式为：其中利用椭圆拟合来求解r，从而获得被测物体的相位分布；因为公式(8)可以写成

椭圆的一般表达式为

a*x²+b*x*y+c*y²+d*x+f*y+g＝0 (10)

将公式(9)化简得到与公式(10)类似的表达式，令D^*＝x,S^*＝y，得到一般椭圆公式的参数为通过椭圆拟合就计算出参数b_k和b_k'，从而求解出r，

2.根据权利要求1所述基于菱形矢量归一化的快速相位提取方法，其特征在于，所述S4还包括：

S41.公式(4)中如果满足干涉条纹数大于1这一条件，则有以下的近似：

此时S^*与D^*的振幅近似相等，从而得到

其中，

3.根据权利要求1所述基于菱形矢量归一化的快速相位提取方法，其特征在于，所述步骤S1中，两幅干涉图的采集为：

光源采用经过准直后平行光源，用单轴平晶将一束光分为有一定剪切量同方向的两束光，利用1/4波片以及检偏器进行随机移相，利用相机采集两幅移相干涉图。

4.根据权利要求1所述基于菱形矢量归一化的快速相位提取方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S6.相位提取在干涉条纹数大于1的情况下，对相位分布进行相位解包裹。