[发明专利]一种同时分割和配准精密复杂曲面干涉条纹图像的方法

摘要

本发明公开了一种同时分割和配准精密复杂曲面干涉条纹图像的方法，该方法以实测干涉条纹图像作为参考，借助主动轮廓模型，以仿真干涉条纹图像作为模板，通过不断平移、旋转、缩放仿真干涉条纹图像来匹配实测干涉条纹图像，当确定最佳的匹配位置后，再以仿真条纹图像的特征边界来分割实测干涉条纹图像，从而实现干涉条纹图像的同时分割和配准，本发明能够提高干涉条纹图像的处理精度，包括分割有效测量区域的精度，以及与仿真条纹图像配准的精度。同时对干涉条纹图像进行分割和匹配，简化了干涉条纹图像处理的过程，提高了处理效率，可以实现计算机自动处理干涉条纹图像，不需要人为干预。

主权项

1.一种同时分割和配准精密复杂曲面干涉条纹图像的方法，其特征在于，以实测干涉条纹图像作为参考，借助主动轮廓模型，以仿真干涉条纹图像作为模板，通过不断平移、旋转、缩放仿真干涉条纹图像来匹配实测干涉条纹图像，当确定最佳的匹配位置后，再以仿真条纹图像的特征边界来分割实测干涉条纹图像，从而实现干涉条纹图像的同时分割和配准，具体包括以下几步：1)仿真被测曲面的干涉条纹图像，由于被测精密复杂曲面的理想模型是确定的，同时，干涉测量系统中各个光学元件的参数和各个元件之间的位置也是确定的，所以，借助光线追迹法，用计算机仿真出被测曲面的干涉条纹图像，在追迹计算的过程中，将被测曲面离散为曲面网格点，沿着光线的传播路径，分别追迹每个曲面网格点在CCD相机成像面上的坐标和该点对应的光程差，最后将光程差再转换为相位差和二值图像；建立仿真和实测条纹图像之间的关系，以实测条纹图像作为参考，不断平移、旋转、缩放仿真干涉条纹图像来建立仿真和实测条纹图像之间的关系，设为配准前仿真曲面网格点在实测条纹图像上的初始坐标，为配准后曲面离散网格点在实测条纹图像上的坐标值，则配准过程中的数学模型可以记作：式中：s——缩放系数；θ——旋转角度；——平移量；依据经验可以确定缩放系数s，旋转角度θ的分布区间，在建立仿真条纹图像和实测条纹图像之间的关系过程中，借助主动轮廓模型来判断最佳的匹配位置，当实测边界上各个特征点的能量函数最小时，认为是仿真图像和实测条纹图像得到最佳的匹配；3)以仿真条纹图像为模板，分割实测干涉条纹图像，当建立起仿真和实测条纹图像之间的关系后，仿真和实测条纹图像上的点是一一对应的，同时，仿真条纹图像的各个边界点的坐标是已知的，可以用仿真条纹图像的各个边界点所构成的图像作为模板，来分割实测条纹图像，从而精确识别出实测条纹图像的有效测量区域。