一種干涉條紋傾斜角測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種干涉條紋傾斜角測量方法。采用一維離散傅里葉變換的實(shí)部低頻極大值坐標(biāo)跳變周期求出條紋圖像x和y方向周期Tx和Ty；根據(jù)一維周期比值求得傾斜角：θ=actan(Ty／Tx)；θ趨近于0或π／2，一個(gè)方向的跳變坐標(biāo)Yjmp序列長度小于等于1時(shí)，將圖像旋轉(zhuǎn)π／4后，再進(jìn)行Tx和Ty的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與求傾斜角度的經(jīng)典算法Hough變換和Radon變換相比，本發(fā)明算法運(yùn)行速度快、計(jì)算精度高。算法性能影響因素有圖像大小、傾斜角度、條紋周期等，當(dāng)條紋在x、y方向均超過1個(gè)周期時(shí)，一次測量運(yùn)行時(shí)間小于0.1s，測量精度達(dá)到0.1°。
【專利說明】一種干涉條紋傾斜角測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及一種快速的干涉條紋傾斜角測量方法。【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)干涉測試是光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】中一個(gè)重要的分支，利用相干光的光程差形成干涉條紋進(jìn)行高精度測距，應(yīng)用于光束準(zhǔn)直、光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量檢驗(yàn)、波前恢復(fù)、表面三維形貌重構(gòu)等領(lǐng)域，被公認(rèn)為目前以波長為基準(zhǔn)的最精密、最靈敏、非接觸的測試手段之一。
[0003]獲得條紋傾斜的方向角是干涉測量，特別是非相移干涉測量的一個(gè)重要步驟。如楔板剪切干涉技術(shù)直接將干涉條紋的方向定量轉(zhuǎn)化為球面波曲率半徑；條紋中心法進(jìn)行三維形貌恢復(fù)時(shí)，干涉圖的采樣線需垂直于條紋方向；數(shù)字莫爾法實(shí)現(xiàn)三維形貌恢復(fù)時(shí)，數(shù)字移相參考干涉圖的傾斜方向必須與待測干涉圖一致。
[0004]現(xiàn)有計(jì)算傾斜角的方法最典型有2類:Hough變換和Radon變換。Hough變換法的基本思想是將源圖像的點(diǎn)映射到用于累加的參數(shù)空間的線，通過參數(shù)空間中亮點(diǎn)中心的坐標(biāo)得到源圖像中直線的解析式。Hough變換魯棒性強(qiáng)，但精度與運(yùn)算效率不高，此外檢測前需尋找條紋中心線或邊緣。Radon變換也稱為旋轉(zhuǎn)投影法，通過計(jì)算每個(gè)給定傾斜角度的投影形狀，將其定義成為一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值處即實(shí)際傾斜角度，計(jì)算量大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種干涉條紋傾斜角測
量方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方 案如下: [0007]—種干涉條紋傾斜角 測量方法，包括以下步驟:
[0008](I)計(jì)算χ和y方向周期Tx和Ty
[0009]對條紋圖像的每一行計(jì)算一維DFT，尋找實(shí)部的低頻極大值坐標(biāo)，獲得坐標(biāo)序列Idx (i)，對Idx (i)進(jìn)行差分，得到發(fā)生跳變的坐標(biāo)序列為Yjmp ;計(jì)算周期Tx的公式如式(I)；其中，L(Yjmp)表示計(jì)算Yinp的序列長度，P為發(fā)生跳變的次數(shù)；如果L(Yilip)=O或1，則Tx賦為-1 ;否則，Tx等于的間隔的均值的2倍；同理可計(jì)算Ty ；
【權(quán)利要求】
1.一種干涉條紋傾斜角測量方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)計(jì)算χ和y方向周期Tx和Ty 對條紋圖像的每一行計(jì)算一維DFT，尋找實(shí)部的低頻極大值坐標(biāo)，獲得坐標(biāo)序列Idx (i)，對Idx (i)進(jìn)行差分，得到發(fā)生跳變的坐標(biāo)序列為Yjmp ;計(jì)算周期Tx的公式如式(I)；其中，L(Yjmp)表示計(jì)算Yinp的序列長度，P為發(fā)生跳變的次數(shù)；如果L(Yilip)=O或1，則Tx賦為-1 ;否則，Tx等于的間隔的均值的2倍；同理可計(jì)算Ty ；
(2)計(jì)算傾斜角Θ 計(jì)算得到χ和y方向周期!；和1；后，若其中一個(gè)周期為-1，則說明θ趨近于0或π /2，Ty或Tx就趨近于C?，對于大小為Μ*Ν的條紋圖像，當(dāng)Tx≥N或Ty≥M (最多發(fā)生一次跳變)，此時(shí)，直接計(jì)算傾斜角Θ會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤； 因此，當(dāng)Tx或Ty等于-1時(shí)，將圖像旋轉(zhuǎn)π / 4后，再進(jìn)行Tx和Ty的計(jì)算；當(dāng)Tx和Ty等于-1時(shí)，算法不能計(jì)算出正確結(jié)果；當(dāng)Tx和Ty都不等于-1時(shí)，根據(jù)式(2)求出Θ ； Θ =actan (Ty / Tx)(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的一維DFT替換為一維離散余弦變換。
【文檔編號(hào)】G01B11/26GK103471528SQ201310421684
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】巫玲, 陳念年, 范勇, 王俊波, 潘婭, 李繪卓 申請人:西南科技大學(xué)